基于人工智能课程教学提升初中生数字化学习与创新素养 论文

2022年安徽省中小学教育教学论文评选基于人工智能课程教学提升初中生数字化学习与创新素养摘 要：人工智能不仅加快数字化学习工具的发展，而且支持数字化学习工具的教育应用。以培养数字化学习与创新素养为目标进行人工智能课程设计与教学，不仅能有效促进人工智能教学的实践，还有利于学生数字化学习与创新素养的培养，进一步凸显人工智能时代学习工具的特色。如何在初中开设人工智能课程还处于探究阶段，在初中开设人工智能校本课程应主要解决教什么和怎么教的问题。结合教学实践，以《AI天工造物》一课为例，尝试构建项目式教学模式，提升学生的数字化学习与创新素养，探讨数字化学习工具评价在学校中的应用策略。关键词：人工智能，项目式学习，数字化学习与创新，数字化学习工具引 言：背景新一轮人工智能技术的发展呈现出数据规模增加、计算能力增强和行业应用能力提升等显著特为教师提供精准化教学、为学校提供科学化管理[2]。在人工智能技术支持下，数字化学习工具在提高学习效率、改善学习效果方面发挥着重要作用。在学习工具趋向智能化的背景下，如何评价种类繁多的数字化学习工具，如何利用评价更好地推动人工智能时代的数字化学习，成为需要探讨的问题。人工智能课程大部分内容以利用人工智能相关工具解决实际问题为设计背景，初中生已具备一定的人工智能课程基础，在初中开设大班额人工智能课程，应以体验为主，让学生在体验中理解人工智能原理[3]；还可以进行项目式学习，以兴趣点结合学生特点进行教学，有利于学生进行数字化学习，创作富有创造力的数字化作品，逐步提升学生的数字化学习与创新素养，逐步培养学生人工智能学科素养，提高学生利用人工智能理论综合解决问题的能力[4]。新课标倡导真实性学习创新教学方式，以真实问题或项目驱动，引导学生内化原理运用过程，计算思维过程和数字化工具应用过程，构建知识，提升问题解决能力，注重从真实应用情景出发，“用中学”“创中学”，帮助学生理解人工智能技术，并将人工智能技术迁移到其他领域以解决实际问题。12022年安徽省中小学教育教学论文评选一、教学思路1．注重学生真实体验（1）数字化学习提供新视角性化服务，可为数字化学习资源质量评估提供新视角。资源质量评估指标的确立提供参考。图1 智能时代数字化学习资源的学生体验模型（2）注重项目教学22022年安徽省中小学教育教学论文评选和技能，体验创新的艰辛和乐趣，培养分析问题和解决问题的思想和方法。图2项目式教学思维导图体验冬奥会冰雪之旅，根据需求，选择AI编程，设计思路如下。图3 研究路线图示从课标到教材，从内容到方法，实现更为广阔的探究空间。2．提倡多元评价利用UMU学习平台，Storyline,问卷星等搭建多维度、多主体参与的多元评价方式[6]，引导学生将课上编写好的程序截图或拍摄视频后提交。作品视频录制环节应鼓励32022年安徽省中小学教育教学论文评选多元评价主要采取自评、互评、师评相结合的方式。(1)自评遇到问题如何解决等。(2)互评要求每组学生查看和点评他人的作业至少6进行作品创作，有助于培养学生的数字化学习与创新能力。(3)师评学生的创新能力。二、AI赋能课堂精准化教学如何借助数字化学习，创造性地解决问题？为了更好地推进初中生的人工智能课学习过程，更专注于知识创新和实际应用。下面以“AI天工造物-食品分类”项目学习为例进行说明。42022年安徽省中小学教育教学论文评选1．创真实情境检录区，录入人脸信息；抵达休息区，识别食品；抵达比赛区，比赛计时，完成颁奖；最终抵达终点，完成冰雪旅程。2分钟内，按照既定路线完成各个赛区的任务呢？如果你能提前完成，每提前1秒加1分。激发学生的团队协作精神和创新意识。2．分析问题，设计方案AIAI小车形成感性的认识,根据赛区完成的任务需求，拼搭，设计出“冰雪精灵赛车”的雏形。学习。图4赛车雏形3.阐述解析,活动检验探究活动1：以前进为例，提示学生注意观察小车轮子的转动方向，参考前进的程程序测试不同转向方式的效果差异，并根据具体情况选择合适的转向方式。结论：用履带和编码电机及手动遥控程序，在起点—检录区—休息区—比赛区—终点的路程中，控制机器人移动。52022年安徽省中小学教育教学论文评选示。探究活动2：抛出问题。“食品分类识别的奥秘是什么呢？”分类百试百灵的奥秘是什么呢？和比赛区，分别进行人脸录入、人脸身份验证、数字识别、文字识别。类的并分配，这样一来，在运行时就可以随意调用这些数据并分类。4．拓展交流，概念转化纵向拓展：在日常训练中也会出现识别错误的现象，那么这又是为什么呢？似度太高（如：苹果、苹果汁）。于是我们在模型训练时尽可能多的输入详细的词条，避免了失误。优化解决方案：事先建立分类模型，再新建三个模型，在每一个模型中，首先通过输入文本，输入十个以上的文字数据，对这些数据进行人工分类，之后让计算机根据这些数据的相关特点进行模型建立，对于每一种模型，先根据第一个数据进行模型建立，拍摄识别文字，将录入的文字，与这些模型进行对比，选择相似度最高的一个模型进行模型分类，最终确定分类结果。例如输入火龙果，则输出结果为水果，这样来完成食品分类。学生在探索过程中发现新问题，对已有的问题解决方案做了优化和改进，在这个过程中进行了数字化创新和实践，并在拓展中创造了新的数字化知识和内容，充分体验了学习的挑战性和成就感。三、人工智能受制因素及创新性62022年安徽省中小学教育教学论文评选1．数字化学习受制因素量的带宽；由于识别基数较大，设备分辨率不足等因素，会出现错误率。学习工具中，形成人工智能时代的数字化学习工具评价模型就显得尤为必要,人工智能数字化学习工具的性能改进提供参考。2．数字化学习工具(1)可访问性：强调数字化学习工具的学生参与便捷度三个指标展开[7]。首先，可达性体现在数字化学习工具能否匹配不同输入、输出方式之门外。(2)移动交互：关注数字化学习工具的应用场景移动终端不仅满足了学生泛在环境下的学习需求，而且极大延伸了学习的交互性。首先，学生访问体现在数字化学习工具能否支持学生使用多种类型的移动操作系统和移动设备。其次，移动设计表现在不同终端之间功能适配有无显著区别和能否实现不同学习终端上学习进程的连续性。师生更倾向于选择多终端一体化且兼容性较强的数字化学(3)聚焦数字化学习工具的育人效果评价数字化学习工具的教育应用层不仅要判断能否有效支持学生展开有意义的学72022年安徽省中小学教育教学论文评选优化学习行为，辅助学生提高自我监控水平。在此基础上探索创新，帮助学生实现概念转变和知识体系的建构。3.人工智能创新性(1)实践手段创新迁移学习等理论，在教学实践中，使用基于项目式学习方式，将生活中人工智能应用的事物和现象融入课程，拓展并丰富中学阶段人工智能的主题和内容，完善人工智能课程体系，推动人工智能课程教学向更深层次的发展。同时，课程中将应用相关人工智能硬件和成熟的智慧课堂系统，降低教师和学生对人工智能知识储备要求，更有益于教师普及性教学，更容易激发和提高学生的学习兴趣和探索欲望。同时，将学生将可以通过图形化的方式实现程序功能，降低他们文本编程对编程能力的要求，从而将更多的注意力和精力投入到体验和实践人工智能作品上，力图培养发展学生的综合能力。(2)教学研究创新出人工智能教育对教师的具体要求和人工智能课程实施的建议，并在课程开展中加以不从学生的团队合作精神、问题解决能力、创新思维等方面综合考虑、评价。在进行教学评价时，结合形成性评价和总结性评价，综合多元评价方式。在评价中，将要测试学生多种能力，如合作能力、创新能力、表达能力、逻辑思维能力等，按照工程思维和探究精神的教学评价设计原则，依据评价结果实时反馈改进教学进度，学生也将能从反馈中调整学习，淡化甄别选拔功能，致力于提高学生的核心素养和发展学生的学习潜力。四、结语能课程普及教育是面向全民的，开展人工智能课程教学要摆脱单纯技术观点，让学生领悟到课程学习的目标，教师要将课程各环节的设计指向培养学生利用人工智能理论综合82022年安徽省中小学教育教学论文评选苦的学习过程变得富有趣味和吸引力。参考文献[1] 卢宇.远程教育,2021(5):22-32.[2] 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.[3] 谢忠新,曹杨璐,李盈.中小学人工智能课程内容设计探究[J].中国电化教育,2019(4):22-27.[4] 王本陆,千京龙,卢亿雷,等.简论中小学人工智能课程的建构[J].教育研究与实验,2018(4):37-43.[5] 盛贤良.“数字