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探究高中人工智能项目教学
郑建

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郑建,. 探究高中人工智能项目教学[J]. 人工智能研究,2021.2. DOI:10.12721/ccn.2021.157077.
摘要:
近年来,伴随着互联网、大数据、深度学习等领域研究的突破,人工智能作为一项高端技术得到了迅猛发展。人工智能的应用领域极为广泛,在语音识别、图像识别、医疗诊断、金融贸易、机器人控制等领域都能见到人工智能的影子。国务院印发的《新一代人工智能发展规划》中也指出:实施全民智能教育项目,在中小学阶段设置人工智能相关课程,逐步推广编程教育以及对寓教于乐的编程教学软件、游戏的开发和推广。
关键词: 高中人工智能项目教学
DOI:10.12721/ccn.2021.157077
基金资助:

让机器具有智能,是人类数千百年的梦想,计算机的飞速发展,人类的梦想进一步成为可能,随着时代的高速发展,人工智能已经走进千家万户,关于人工智能方面的教学在2006年的教材中就已经进入到了高中信息技术课程教学当中,人工智能模块在信息技术教学中已经成为了一个非常重要的模块,教师在进行高中信息技术教学中首先应该了解到人工智能教学的目的并且进行相关的思考,从而制定相关的人工智能教学策略。预计我国未来一段时期人工智能的人才缺口将达到几十万甚至数百万,这就要求各级教师加大人工智能教学的力度。高中是人的一生中最重要的学习阶段之一,因此,高中阶段的人工智能教学显得十分重要。

一、高中开展人工智能教学的目的

人工智能是极具挑战性的领域。伴随着大数据、类脑计算和深度学习等技术的发展,人工智能的浪潮又一次掀起。目前信息技术、互联网等领域几乎涵盖了所有主题和热点,如搜索引擎、智能硬件、机器人、无人机和工业4.0,其发展突破的关键环节都与人工智能有关。

从2006年开始,高中信息技术课程就有人工智能这一章节,之前由于条件和设备的限制,在开展这项教学中,我们遇到了许多困难,无法真正让学生去动手体会人工智能的强大,可以说只能观赏却不可以玩,随着技术的快速发展,人工智能已经开始走人我们的生活,而且正以一种磁悬浮般的速度向我们奔来。

高中信息技术课程教学中合理地开展人工智能教学能够让学生们初步了解到人工智能正在对我们生活所产生的影响,提高高中生对人工智能的兴趣,进一步引导学生往人工智能方面去深人探究,教师在教学过程中引导学生体会到人工智能技术在实际问题中的解决方式,可以使学生对于人工智能知识以及技术进行初步的体验与认知。与此同时,还可以有效地拓展高中阶段学生的思维空间,提高学生的信息技术知识领域与信息技术综合素养,通过个性化的教学方式培养创新性的技术人才,使学生能够在了解到人工智能算法的过程当中,通过搭建人工智能应用模块充分体验到人工智能系统的基本过程以及方法,从而有效地培养学生运用人工智能技术服务人类发展的责任感以及使命感。通过在高中阶段的信息技术课程中开展人工智能教学,培养出能够运用人工技术发展人类的优秀学生,从而有效地提高高中信息技术课程的教学效果,为一批同学进人大学选择相关的专业提前做好准备。

二、高中人工智能教学的策略

1.围绕学校育人目标,基于科学适用原则,完善课程建设

通过集体研究合理设定人工智能校本课程培养目标。高中学生毕竟数学基础有限,人工智能涉及的数学知识如线性代数、概率、形式逻辑、数理统计等需要学生进入本科甚至研究生阶段才会学到,因此,高中人工智能教学不应深入涉及高深的数学知识,但也不可不提到一些重要的数学概念,需要从定义上普及介绍。

2.探索“学校+”模式,破解人工智能教学实操难题

人工智能教学离不开硬件设施的支撑,可以借助学校的创客空间进行实操训练学习。借助于创客空间的Makeblock机器人、小发明家套装、童芯派、光环版等开发人工智能模块编程,提高学生的编程能力。在实操中注重培养学生的AI意识和AI思维,鼓励学生在科学的基础上展开奇思妙想。积极拓展学生的学习空间,鼓励学生利用假期到人工智能企业研学,这样既可以开拓AI视野,有条件的还可以进行AI实操,促进学生AI素养的提升。

3.人工智能教学与信息技术课堂相结合

普通高中信息技术课程是国家课程,由于有高考、学业水平考试的评价约束,普通高中信息技术教学普遍开展得较好。探索人工智能教学与信息技术课程的融合,不仅可以提高人工智能教学的普及度,也可以为信息技术补充前沿的人工智能技术,实现双赢。

4.教学与创客教育相结合

创客教育是创客文化与教育的结合,是基于学生兴趣,以项目学习的方式,使用数字化工具,倡导实践创造,鼓励分享,培养跨学科解决问题能力、团队协作能力和创新能力的一种素质教育。创客教育一般以校本课程的形式在中小学中开展,而校本课程作为国家课程的重要补充,是实施素质教育的重要阵地。将人工智能教学与创客教育相融合,不仅可以促进人工智能教学的开展,也有助于创客教育的深化。人工智能教学是创客教育的拔节孕穗阶段,可以在很大程度上培养学生的创新能力和动手实践能力,为深度实施素质教育提供课程支撑。

5.探索开展人工智能研究性学习活动

研究性学习是指由学生根据自己的学习兴趣自主选择要学习的内容,采用跨学科、专题研究的形式进行学习和评价,完成知识构建的学习过程。在人工智能教学之后,部分学生会对人工智能产生浓厚的兴趣,此时可以引导这些学生开展人工智能研究性学习活动,可自主搜集人工智能相关资料,或对人工智能领域相关专家进行访谈,或自主进行人工智能创新作品的设计与制作。通过人工智能研究性学习系列活动的开展,促进学生人工智能素养的提高。

结束语

综上所述,随着人工智能的发展,越来越凸显出未来社会人工智能的发展趋势。因此,相关教育部门应当重视高中人工智能教学,并通过提高教师、学生、家长以及社会各界人士的宜传来促进人工智能在高中院校教学的开展。

参考文献

[1]王振强.中小学人工智能教育现状问题与思考[J].中国现代教育装备,2019(22):1-5.

[2]王圆.刍议高中生人工智能教学中存在的问题及对策[J].教育信息化论坛,2019,3(10):176-177.

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