核心素养视野下中小学人工智能教学策略探究

作者:未知

  摘要:培養学生信息意识是信息技术核心素养之一,人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学,人工智能在科技领域的发展方兴未艾,且正逐步走入普通人生活。在中小学信息技术教学过程中开展人工智能方面教学,有利于普及信息技术新知识,本文结合教学探索中小学人工智能教学策略。
   关键词:中小学信息技术教学;信息技术核心素养;人工智能
  中图分类号:G642.4     文献标志码:A     文章编号:1674-9324(2019)18-0200-02
   一、教学现状
   《新一代人工智能发展规划》明确指出“人工智能成为国际竞争的新焦点,应逐步开展全民智能教育项目,在中小学阶段设置人工智能相关课程、逐步推广编程教育、建设人工智能学科,培养复合型人才,形成我国人工智能人才高地”。这对我们中小学开展信息技术教学提出新要求,也是给开展中小学信息技术教学带来了新机会。
   让中小学生了解、感知、体验人工智能是我们开展信息技术教学的教学目标,广大信息技术教师教学重点难点就是如何让学生感知、体验人工智能环节,上人工智能方面课比较难以把握,第一相关知识储备少。第二教学资源少。现就我市高老师执教《我身边的人工智能》信息技术课作一些探索。
   二、课例设计
  教学分析:
   1.围绕身边的人工智能应用,用贴近学生的生活案例引发学生强烈信息思考,让学生感知、了解、体验人工智能角度来看,激发学生兴趣,通过今天这节课后,学生会在生活中自觉或不自觉地应用起今天所学生知识,教学目标达成度比度好。
   2.这节课设计环节符合学生知识学习的认知规律,从了解(应用生活案例)→知识资料学习了解→人工智能产品体验→创新知识拓展等几个环节设计提升了学生的学习有效性。
   3.教学内容科学正确,对人工智能概念、应用案例分析、高老师把握比较到位。从教学体验环节来看,利用网上谷歌翻译https://translate.google.cn享受着人工智能带来的服务。
   4.教学重点难点突破就是人工智能简单实践环节,目前受学校的条件所限无法让学生真正制作人工智能小产品,这也是中小学信息技术教师难处理的环节。如果高老师仅是设计一个scratch中《制作声控灯》就认为是人工智能,那这节课就要打折扣了,所以高老师设计一个畅想人工智能环节是点睛之笔。
   三、教学策略探索
   笔者认为上好这类课关键在于处理好概念内涵、教学资源、创新体验设计等环节,使学生密切联系的生活案例联系起来,使学生相关信息意识形成有现实本源性,触发学生的认真思考。相关教学策略(1)认真学习相关知识了解人工智能的实质、发展方向。(2)利用现有教学资源,拓展视角。(3)充分利用现有公司产品(人工智能导航、智能翻译)整合到信息技术教学。
   (一)理清概念及特点
   人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI。主要是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。研究领域包括智能机器人、语音识别、图像识别、人机对弈、自然语言处理等。
   人工智能实质:深度学习(deep learning)作为机器学习算法中的一个新兴技术,其动机在于建立,模拟人脑进行分析学习的神经网络。人工智能产品优劣程度主要看是否有深度学习算法和神经网络的性能的优劣,它是否具有自己提高“修养”的能力。
   人工智能典型案例:典型案例阿尔法围棋(AlphaGo)系统工作原理是“深度学习”。“深度学习”是指多层的人工神经网络和训练它的方法。结合了数百万人类围棋专家的棋谱,以及强化学习的监督学习进行了自我训练。
   AlphaGo Zero在这个基础上有了质的提升。
   最大的区别是:它不再需要人类数据。也就是说,它一开始就没有接触过人类棋谱。研发团队只是让它自由随意地在棋盘上下棋,然后进行自我博弈。经过短短3天的自我训练,AlphaGo Zero就强势打败了此前战胜李世石的旧版AlphaGo,战绩是100∶0。
   (二)教学资源
   (1)通过人工智能概念、发展史的理清,我们老师在选择相关资源时要考虑这个教学资源是否更生动说明人工智能,比如选择导航产品时,选择能否支持客户个性化需求的,考察它是大数据、大计算、大决策集约程度,培养学生对人工智能产品信息判别能力。
   (2)在学生体验环节,可以选择以学生手机APP形式现场体验,如形色,这是一个花草植物识别APP,通过在教学场所现场制作识别方式,增强学生产品体验现场感,同时将产品工作原理分享给学生。
   (三)创新体验设计
   如何设计互动体验环节是此类主题课的难点,这节课高老师通过学生利用已学scratch知识自己制作声控灯,插上想象的翅膀,畅想人工智能展开畅想人工智能创意想象,既培养了学生信息创新能力的培养,同时又利用学生现有知识进行拓展,达到普及人工智能的知识。
   高老师在处理程序让学生对scratch控制造型灯“开”或“关”,来引导学生对人工智能畅想,笔者认为如果这时能加上自动控制硬件设备,通过增加电脑上硬件设备摄像头自动控制,然后让学生畅想人工智能的信息意识会更强些。
   从上述变动来看,课任老师不需要额外准备什么,但学生现场感觉会明显不同,畅想的主题会更多一些。
  参考文献:
  [1]王斐.人工智能在中学教育教学中的应用现状分析[J].中国医学教育技术,2013,27(04):397-400.
   Abstract: cultivating students' information awareness is one of the core qualities of information technology. Artificial intelligence is a new technology science that researches and develops theories, methods, technologies and application systems for the simulation, extension and expansion of human intelligence. Artificial intelligence is developing rapidly in the field of science and technology and is gradually entering the life of ordinary people. In the process of information technology teaching in middle and primary schools, the development of artificial intelligence teaching is conducive to popularizing new information technology knowledge. This paper explores the artificial intelligence teaching strategies in middle and primary schools by combining teaching.
   Key words: information technology teaching in primary and middle schools; information technology core accomplishment; artificial intelligence
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