基于项目式学习的初中人工智能教学实施

人工智能教学目标在于培养学生的核心素养，助推学生的思维层面发展，并着重从中小学生入手，深化学生对人工智能的认知，加强学生对时代科技发展的了解。为保障人工智能教学效果的提升，充分彰显相关教学工作的优势作用，授课教师应从教学内容入手，结合学生的学习需求与能力，大力推进项目式学习的落实，力求切实提高学生分析、解决问题的能力，从多维角度完善教学体系，促进学生高阶思维的提升与发展。一、项目式学习在人工智能教学的优势作用项目式学习是指将学习小组视为基础教学单位，以项目任务为驱动，引导学生在相互探究、合作、交流的过程中，完成学习任务，在做到完善自身知识架构的同时，实现综合能力与素养的提升。（一）强调多学科融合人工智能本身就有综合性强的特点，涉及范围广、学科知识丰富，其中包含数学、计算机学以及工学等多层面、多学科知识。在初中阶段开展人工智能项目式学习，可以实现借助真实、现实问题的展示，让学生充分调动多学科知识，使其在学习过程中，始终处于“持续化的知识汇总与运用”状态，以此保障教学效果、学习质量的提升。由此可见，无论是项目式学习还是人工智能，都在强调多学科融合，人工智能项目式学习更是要求学生在参与全过程中实现多学科知识架构的调动。（二）注重理论结合实践项目式学习要求教师逐步引导学生在真实的问题情境中，灵活运用学科理论知识，并以相互合作、交流、探讨等方式，完成问题的解决，实现知识的补充与实践能力的锻炼。在人工智能教学环节，学生依然需要掌握基础理论知识后，再进行相应的实践操作，逐步内化知识，并形成相应的知识架构。因此，在人工智能项目式学习活动中，强调理论结合实践是完成教学任务的关键所在。（三）重视评价与反思项目式学习强调多元评价的重要性，需要在学生自我评价、相互评价的过程中，完成对学习活动结果、项目探究成果、综合表现等方面的总结和反思。通过全面、多元的评价内容，学生能够建立更为全面的自我认知和学科认知，便于学生综合能力的提升。人工智能教学活动则要求学生分工合作完成不同类型的实验，并站在辩证角度上，论述人工智能技术的积极影响与消极影响，这是培养学生价值观念的重要着手点。因此，在初中人工智能教学项目式学习活动设计环节，教师要格外重视教学评价与反思。二、初中人工智能教学现存问题人工智能教学一直处于探索阶段，目前人工智能教学的学校普遍存在教学资源匮乏、师资力量不足等问题，再加上授课教师缺乏相应的教学经验，对于项目式学习方法的运用不灵活，致使教学环节存在的问题较多。（一）师资力量薄弱我国尚未系统化建立以服务中小学人工智能教学为目标的高校师范类人才教学体系，致使教学人才输出方面存在弊端，难以高效培养出掌握人工智能技术又掌握教育专业能力的人才。现阶段，初中人工智能教学工作普遍由信息技术教师负责，而这些教师对人工智能技术的了解程度有限，技能素养不佳，导致教学效果难以得到保障。（二）深度体验不足通过对实际情况的了解以及相关文献资料的分析，当前人工智能教学表现出碎片化问题，教学目标整体层次较低，大部分教师单纯重视引导学生在实践中感受人工智能技术，未能全面向学生展示人工智能技术的原理；再加上教师在选择教学方式期间，依然存在“重讲授”的情况，无法帮助学生建立高质量的知识架构，出现教学目标与教学内容“两张皮”的问题，学生对相关内容的理解停留在浅层次，未能实现深度体验。（三）参与程度较低学生在学习期间参与程度不足的原因主要在于两个方面，即教学形式刻板与忽视学生主体地位。部分教师虽然积极优化教学方式，但受到教材教学结构、学生个性化成长等因素的影响，教师难以灵活应对各种教学环节出现的突发状况，致使教学活动缺乏针对性、趣味性，教学效果难以达成预期；此外，教师在教学活动中没能充分展现出引导者作用，依然“指挥”着学生的行为、活动方式，影响学生主体思维、能力的发挥与提升。（四）教学评价单一教师习惯将学生的实践成果和课堂表现视为教学评价标准，忽视多元评价对教学、学生本身发挥的作用。部分教师难以针对学生知识掌握程度进行评价，影响学生学习成就感的形成。实际上，大部分教师开展教学活动之间都没能对学生的实际情况进行调查和了解，未能将学生的学习经验、生活经历视为教学设计的基础，导致学生体验学习活动期间，学习期望未能得到满足，综合能力难以有效提升。三、人工智能教学项目式学习的教学策略（一）结合人工智能产品，了解人工智能概念若想加强学生对人工智能技术的掌握，则需借助生活中的事物、事件，引导学生了解人工智能的概念，从认知层面入手，强化学生对相关事物的理解和掌握。由于人工智能的概念较为抽象、复杂，所以，在正式授课之前，教师可引入常见、实用性强的人工智能物品，调动学生生活经验的同时，保障学生在概念层次的学习和认识。以“识别系统”学习活动为例，人工智能可以进行“识别”的关键在于“机器学习”，这也是人工智能的基础性功能之一，但由于相关概念晦涩，初中生难以实现深入学习。对此，教师可列举生活中的智能终端，逐步引导学生了解何为“机器学习”与“识别”。首先，教师向学生展示平板电脑，与学生交流日常平板电脑的功能与作用；其次，让学生尝试操作平板电脑屏幕指纹解锁的设置流程；随后，教师详细讲解“设置指纹”与“使用指纹”的原理，即让计算机认识认知的学习阶段和指纹比对的验证阶段。当学生逐步了解“指纹”在解锁环节的工作原理后，自然可以建立对“机器学习”的了解，便于教师后续教学内容的深入推进，也有利于学生对相关概念、知识的学习。（二）利用人工智能平台，深化智能原理理解深化学生对知识性学习内容的理解，需要实践操作指导教学的辅助，因此，开展人工智能知识性概念、原理等内容的授课活动时，教师应做到灵活利用人工智能平台，一方面吸引学生目光，加强学生学习兴趣和专注力，消除学生对常规学习方法的抵触情绪；另一方面强化教学效果与质量，保障学生能够在课堂上有所收获的同时，实现实践能力、综合能力的提升。以引导学生掌握“监督学习过程”为例，教师需结合教学情况，为学生选择适合的人工智能平台，指导学生在平台中完成相关操作与验证。教师主要运用平台中的“模拟”和“验证”功能，让学生在模拟训练中输入相应的文字、图片等进行模型构建，再借助“验证”功能，鼓励学生对自己的猜想进行验证操作，若计算机的输出结果与学生验证一致，则说明之间建立的模型是正确的，否则就需学生重复建模、验证的过程。学生在实践操作期间，可以进一步了解“监督学习”的流程和“模拟”“验证”两个重要关键点。除此之外，人工智能操作平台在项目式学习活动中，还能发挥出提高学生学习质量、培养学生操作能力的优势作用。初中生的学习能力和计算机基础有限，难以全面掌握机器监督学习的所有流程技术细节，但人工智能平台的加入，则可将这些技术细节转化为具体的“板块训练”，如“模型板块”“验证板块”等，有助于吸引学生注意力，缓解学生因繁琐程序、技术繁杂而出现的抵触心理。（三）借助合理分工讨论，培养系统思维能力项目式学习的关键是教师引导每个学习小组从不同的角度出发，完成对问题的思考、探究、质疑和提出结论的过程，以此锻炼学生客观思考的能力，使其建立善于从多角度分析问题的优秀思维习惯。为充分发挥项目式学习的优势，激发学生自主探究合作学习的方式方法，激发学生学习动力，需要教师着重分析“小组分工”与“小组讨论”两个关键教学环节。小组分工要求每个学习小组都能结合任务问题、个人能力等方面，实现组内分工明确，突出个人优势作用的同时，激发小组整体的主观能动性。比如，在实施操作的初始环节，教师可引导学生分析各部分分工的内容、要求、能力考核等情况，鼓励学生自主分工，再由组长最终确定分工情况，做到“每人有主攻方向，大家有合作方向”。小组成员完成自己的工作后，需主动参与其他成员的工作当中，站在自己的角度上，提出适当建议与想法，在此过程中，学生需保证各个方案的最终结果应由主要负责人确定。组长应善于对比不同方案和操作方法，站在项目任务整体的角度出发，着眼全局，以此确定最终方案的效果与质量。小组讨论是引发学生思考、交流的关键环节，要求学生从不同角度入手，思考操作的可行性与科学性，并在小组同伴的交流中实现思维碰撞。引导学生讨论的过程中，教师需要注意以下几个方面：第一，谈论环节需建立在学生操作实践的全过程，不能让操作、学习与学生的课题讨论相脱离；第二，讨论的话题应为每个教学环节的关键点，引导学生再次学习、了解相关重点内容；第三，总结环节的讨论话题要与生活经验、价值观念等方面结合，帮助学生学习更多知识、技能的同时，理解生活与人工智能、时代与人工智能之间的关联，让学生建立正确的学习观念与态度。（四）依据学习迭代过程，设计总结诊断问卷学习本就是吸收、应用、回顾、再内化的过程，为助力学生实现深度学习，教师可针对教学内容、教学目标、课堂情况等多个方面设计总结评价问卷，了解不同教学过程，学生对所学知识的学习情况，并为每个学习小组、学生建立相应的学习水平报告，使其成为教学效果检验的优质辅助工具。针对人工智能教学活动的每个重要环节，教师应将总结性问卷的设计划分三类。第一：诊断性问卷，其内容主要是分析学生对所学知识的兴趣程度，以及是否掌握课堂所学的基础性内容，重点考查学生当前知识储备，是教师完成后续教学设计、教学资源扩展的重要依据。第二：回顾性问卷，设计该问卷的主要目的是激发学生自我反思的意识与能力，做到在不同学习阶段督促学生完成自我监督，以期实现高效学习。问卷的内容包含学生对人工智能知识与技能的掌握情况、智能方案的设计能力、学生使用的推理验证方法等。教师结合上述问卷结果，可以更好地衡量学生的学习参与度、思维能力表达等，以此完成学习工作的跟踪与监督。第三：总结性问卷，总结性问卷的设计目的在于全面掌控学生对所学内容的学习与迁移情况，结合相应的问题设置，了解学生的批判思维、解决问题的能力等，主要内容包含基础知识掌握、常见技术操作以及实际应用能力三个方面。（五）基于小组协作学习，突出互动为主评价无论是诊断问卷的设计还是评价内容的确定，都是项目式学习环节落实全面评价的重要实施策略，要求教师善于从评价入手，锻炼学生的综合能力，促进学生学科素养的提升。以项目式学习特点为基础，实施教学评价期间，教师应着重落实“互动”二字。首先，从学生个性化成长的角度出发，每个学习小组都应体现出“优势互补”的特点，将促进学生思维发展视为目标，让小组成员相互评价，力求实现取长补短、一同成长。相互评价的内容需包含不同学习阶段的不同情况，比如阶段规划方案、实施过程、小组讨论汇报等，鼓励组内成员积极探索、讨论，实现协作学习；互评的内容需要包括基础理论知识归纳、过程记录，引导学生逐步内化相应知识与技能。其次，在项目式学习的人工智能教学模式下，成果展示是评价机制的重要组成部分，要求每个学习小组展示学习成果，并交由全班同学和教师进行评价，这种互动评价方式有助于推动学生融合创新，强化学生对知识内容的掌握以及实践表现的关注。展示学习小组学习成果的方式有很多，比如学习笔记展览、作品成果呈现、作品不足反思、重点知识回顾、重点与难点突破等，这些带有互动色彩的评价路径，都能助力学生认同学习任务与学习目标。学生准备作品、课题展示的同时，教师需制定相应的评价标准，从学习体验、情感等方面提出要求，维护学生互评之间的公正性，锻炼学生创新思维的同时，培养学生全面、多角度思考的习惯。全体学生一同参与评价，可以实现组间、组内互学，学生的学习兴致得以激发，教学效果自然也会随之增强。四、结语综上所述，人工智能教学是当前我国教育领域扩展教学内容的重要课题，将其纳入初中教育体系更