中国现代教育装备
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 教育信息化与智慧化  
基于计算思维培养的人工智能课程设计实践探究
来源:《中国现代教育装备》杂志 时间:2021-11-30 14:03:54
  [导读]如何针对不同的教学内容进行巧妙的设计并在课堂实施过程中培养学生的计算思维成为教师必须要思考的问题。以高中信息技术中人工智能课《人脸识别》为例,以引导问题与探究活动的设计作为主要突破口,阐述在人工智能课程中落实计算思维培养的探究与思考。

  《普通高中信息技术课程标准(2017年版2020年修订)》(简称新课标)明确提出“计算思维”的概念:“个体应用计算机科学领域的思想方法,在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动”,并要求学生“学会应用计算思维识别与分析问题,抽象、建模与设计系统性解决方案”。“计算思维”是信息技术学科核心素养之一。思维体现了个体内在的心理认知历程,在数字化教学环境中,以数据抽象和自动化处理为代表的计算方式在改变人们行为方式的同时,也改变着人的心理认知历程,计算思维因而逐步发展成为一种社会成员处理信息问题的重要思考方式。如何根据不同模块的教学内容进行教学设计,并在课堂实施过程中有效培养学生的计算思维,成为教师必须钻研和思考的重要问题。

  高中信息技术课程紧紧围绕信息技术学科核心素养和学科大概念,建构了理论与实践相结合的课程内容体系,其中,选择性必修模块4安排了专门介绍人工智能的相关知识,必修模块的其他章节中也有涉及。此外,新课程改革倡导项目式学习方法,旨在让学生在项目的驱动下选择数字化工具进行学习与创新,在学习实践与问题解决的过程中建构相应的知识体系,培养学科技能,发展创新思维。因此,在人工智能课程中,教师要充分考虑学生的认知水平,创设真实的项目情境,激发学生的兴趣,选择多元化的教学策略,设计有效的引导问题与任务,开展探究性体验活动,使学生真正参与到项目式学习活动中,在活动中应用计算思维识别与分析问题,抽象、建模、设计系统性解决方案。本文以《人脸识别》一课为例,探究人工智能课程中培养学生计算思维的方法与策略。

  一、人工智能课程的教学现状

  二、基于计算思维培养的人工智能课程设计策略

  三、课程实施评估与反思

  四、结语

  随着科学技术的不断发展,计算思维对于智能时代的学生而言是重要的解决实际问题的能力,即通过把复杂的大问题分解为若干具体的小问题,根据每一个小问题的属性匹配合适的人工智能技术与模型,抽象出计算机可以处理的数字化特征,建立相应的结构模型来组织数据,并通过对各种数据信息资源进行科学的判断分析,设计合理高效的算法,从而实现问题的解决。因此,基于计算思维培养的人工智能课程教学实践研究任重而道远,教师需要不断对课堂教学进行优化,真正将计算思维的培养渗透进课堂教学的每一个环节中。

  参考文献

  [1] 教育部.普通高中信息技术课程标准(2017年版2020年修订)[S].北京:人民教育出版社,2020.

  [2] 叶澜.重建课堂教学过程观[J].小学数学教师,2003(C00):9-17.

  [3] 常自娥.面向计算思维培养的高中信息技术课程教学设计研究[D].兰州:西北师范大学,2019.

  [4] 刘华飞.以计算思维为核心素养的高中信息技术算法教学设计与探究[J].中外交流,2018(7):229-231.

  [5] 杨男才.基于计算思维的高中信息科技《算法与程序设计》教学探究[D].上海:上海师范大学,2013.

  [6] 姚海.高中信息技术课程教学中计算思维的培养方法[J].中小学电教(下半月),2016(1):9-10.

阮静 福建省厦门实验中学


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