【摘" 要】 隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,在初中信息技術(shù)課程中整合人工智能教育,已成為順應(yīng)時(shí)代發(fā)展、提升學(xué)生素養(yǎng)的必然要求。文章基于初中信息技術(shù)課程的特點(diǎn),在人工智能教育的意義、內(nèi)容設(shè)計(jì)以及實(shí)施路徑三個(gè)維度,深入探討了人工智能教育與初中信息技術(shù)課程的整合策略。在意義層面,開(kāi)設(shè)人工智能教育不僅順應(yīng)了時(shí)代發(fā)展要求,還能有效提升學(xué)生的人工智能素養(yǎng),培養(yǎng)他們的創(chuàng)新實(shí)踐能力。在內(nèi)容設(shè)計(jì)上,教師可以從人工智能基礎(chǔ)知識(shí)、編程實(shí)踐以及倫理安全三個(gè)方面進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃,以確保學(xué)生全面掌握人工智能的相關(guān)知識(shí)和技能。在實(shí)施路徑上,通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、合作探究等多種教學(xué)方式,可以促進(jìn)人工智能教育與信息技術(shù)課程的有機(jī)融合,從而全面提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。
【關(guān)鍵詞】 初中信息技術(shù)課程;人工智能教育;信息技術(shù)素養(yǎng)
當(dāng)前,以人工智能、大數(shù)據(jù)為核心的新一輪科技革命正蓬勃發(fā)展,新技術(shù)正逐步重塑人們的生產(chǎn)生活方式,并深刻改變著教育的生態(tài)格局。面對(duì)智能時(shí)代的洶涌浪潮,培養(yǎng)具備人工智能素養(yǎng)與創(chuàng)新能力的人才,已成為教育領(lǐng)域的重大使命。在此背景下,將人工智能教育融入初中信息技術(shù)課程,對(duì)培養(yǎng)適應(yīng)未來(lái)社會(huì)發(fā)展需求的創(chuàng)新型人才具有深遠(yuǎn)意義。
一、初中信息技術(shù)課程融入人工智能教育的意義
(一)緊跟人工智能時(shí)代的發(fā)展步伐
現(xiàn)今,人工智能已無(wú)處不在,它廣泛應(yīng)用于工業(yè)、交通、醫(yī)療、教育等多個(gè)領(lǐng)域,引領(lǐng)著科技革命和產(chǎn)業(yè)變革,深刻重塑著人類的生產(chǎn)生活方式,同時(shí)影響著人們的思維方式??梢灶A(yù)見(jiàn),隨著人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步,未來(lái)將有更多崗位對(duì)從業(yè)者提出掌握人工智能知識(shí)與技能的要求。因此,在中學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中開(kāi)設(shè)人工智能教育,讓學(xué)生盡早接觸并了解人工智能的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì),掌握其基本原理和核心技術(shù),熟悉應(yīng)用場(chǎng)景,已成為培養(yǎng)未來(lái)創(chuàng)新型人才的必由之路。
(二)全面提升學(xué)生的人工智能素養(yǎng)
人工智能素養(yǎng)是指?jìng)€(gè)體在智能時(shí)代中,運(yùn)用人工智能相關(guān)知識(shí)、工具和方法,理解并解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,適應(yīng)智能社會(huì)發(fā)展的綜合性品質(zhì)。它融合了知識(shí)、能力、意識(shí)、思維等多重要素,強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐的統(tǒng)一,并注重創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。在人工智能無(wú)處不在的時(shí)代背景下,人工智能素養(yǎng)已成為學(xué)生適應(yīng)未來(lái)發(fā)展的核心競(jìng)爭(zhēng)力。通過(guò)在初中信息技術(shù)課程中開(kāi)設(shè)人工智能教育,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)理論知識(shí),掌握編程方法,運(yùn)用智能工具和平臺(tái)進(jìn)行問(wèn)題求解,可極大提升學(xué)生的知識(shí)技能水平。同時(shí),人工智能教育還注重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的思維品質(zhì),引導(dǎo)他們從人工智能的視角思考現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,以開(kāi)放、批判的態(tài)度看待人工智能的發(fā)展,積極應(yīng)對(duì)其帶來(lái)的機(jī)遇與挑戰(zhàn),這有助于學(xué)生樹(shù)立正確的技術(shù)價(jià)值觀,塑造面向未來(lái)的智能思維模式和行為方式。
(三)著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力
創(chuàng)新實(shí)踐能力是智能時(shí)代的關(guān)鍵能力,也是推動(dòng)人工智能技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的不竭動(dòng)力。在初中信息技術(shù)課程中融入人工智能教育,應(yīng)堅(jiān)持理論實(shí)踐一體化的教學(xué)模式,充分發(fā)揮其育人功能,全面提升學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。一方面,通過(guò)學(xué)習(xí)人工智能的基本原理和關(guān)鍵技術(shù),了解其發(fā)展歷程、現(xiàn)狀與趨勢(shì),掌握基本編程方法,可以充實(shí)學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備,為創(chuàng)新打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。另一方面,通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生參與項(xiàng)目學(xué)習(xí)、編程實(shí)踐等活動(dòng),將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際,可以提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的實(shí)踐能力。
二、初中信息技術(shù)課程中的人工智能教育內(nèi)容
(一)人工智能基礎(chǔ)理論
在初中信息技術(shù)課程中融入人工智能教育時(shí),首要任務(wù)是讓學(xué)生奠定堅(jiān)實(shí)的人工智能基礎(chǔ)知識(shí)。教學(xué)內(nèi)容應(yīng)全面覆蓋人工智能的概念內(nèi)涵、發(fā)展歷程、關(guān)鍵技術(shù)以及典型應(yīng)用。具體而言,首先需明確介紹人工智能的定義與特征,幫助學(xué)生準(zhǔn)確把握其內(nèi)涵與外延,消除對(duì)人工智能的誤解與模糊認(rèn)識(shí)。其次,通過(guò)回顧人工智能的發(fā)展歷程,梳理其技術(shù)脈絡(luò),引導(dǎo)學(xué)生深入理解人工智能從萌芽到繁榮的演進(jìn)過(guò)程。最后,詳細(xì)講解人工智能的關(guān)鍵技術(shù),如機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、語(yǔ)音識(shí)別等,使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)這些推動(dòng)人工智能發(fā)展的核心技術(shù)。
(二)人工智能編程實(shí)踐
編程作為人工智能的核心,是能夠?qū)⒗碚撝R(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用的核心工具。因此,教師應(yīng)精心設(shè)計(jì)編程教學(xué)內(nèi)容,通過(guò)實(shí)踐加深學(xué)生對(duì)人工智能理論知識(shí)的理解,并提升他們運(yùn)用人工智能技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在選擇編程語(yǔ)言和平臺(tái)時(shí),應(yīng)優(yōu)先考慮易學(xué)易用的選項(xiàng),如Python、Scratch等,以降低學(xué)生的學(xué)習(xí)門(mén)檻。同時(shí),教授基本的編程知識(shí)和技能,如順序、分支、循環(huán)等程序設(shè)計(jì)思想,以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法等,為后續(xù)學(xué)生參與人工智能項(xiàng)目實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,設(shè)計(jì)層次遞進(jìn)的人工智能編程項(xiàng)目,引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單的人工智能應(yīng)用,如語(yǔ)音控制程序、人臉識(shí)別系統(tǒng)等。
(三)人工智能倫理與安全教育
人工智能在帶來(lái)技術(shù)革新的同時(shí),也引發(fā)了一系列倫理道德問(wèn)題,如隱私保護(hù)、算法歧視等。不恰當(dāng)?shù)娜斯ぶ悄苁褂眠€可能帶來(lái)信息安全隱患。因此,在初中信息技術(shù)課程中整合人工智能教育時(shí),必須高度重視人工智能倫理與安全教育。例如,圍繞人工智能發(fā)展中的倫理問(wèn)題設(shè)置討論主題,組織學(xué)生開(kāi)展頭腦風(fēng)暴,交流人工智能對(duì)個(gè)人隱私、社會(huì)公平等方面的影響,明晰人工智能發(fā)展的倫理道德邊界。同時(shí),剖析人工智能安全事故案例,揭示誤用、濫用人工智能技術(shù)的危害,提醒學(xué)生增強(qiáng)人工智能安全防范意識(shí),確保他們能夠合理使用人工智能技術(shù)。
三、初中信息技術(shù)課程融入人工智能教育的實(shí)施路徑
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(一)創(chuàng)設(shè)情境,有效激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
1. 結(jié)合熱點(diǎn)案例,巧妙導(dǎo)入課題
在初中信息技術(shù)課程中融入人工智能教育,首要任務(wù)是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),教師應(yīng)精心創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,營(yíng)造輕松愉悅的課堂氛圍,促使學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)探究。一個(gè)高效的方法是利用社會(huì)熱點(diǎn)案例作為課題導(dǎo)入。當(dāng)前,人工智能在生活和生產(chǎn)等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛,如智能音箱、無(wú)人駕駛、人臉識(shí)別等,這些案例貼近學(xué)生生活,易于引起共鳴。教師可以選取這些生動(dòng)有趣的案例,通過(guò)講解和展示,吸引學(xué)生的注意力,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。
2. 開(kāi)展體驗(yàn)活動(dòng),感受人工智能魅力
教師應(yīng)開(kāi)展形式多樣的人工智能應(yīng)用體驗(yàn)活動(dòng),讓學(xué)生親身體驗(yàn)人工智能的獨(dú)特魅力。包括組織學(xué)生參觀科技館、博物館等場(chǎng)所,與人工智能相關(guān)的互動(dòng)展品進(jìn)行親密接觸,通過(guò)實(shí)際操作和觀察,深入理解人工智能的基本原理和應(yīng)用場(chǎng)景。同時(shí),學(xué)校可以邀請(qǐng)人工智能行業(yè)專家來(lái)校開(kāi)設(shè)講座,分享人工智能的發(fā)展歷程和未來(lái)趨勢(shì),解讀熱點(diǎn)產(chǎn)品背后的核心技術(shù),幫助學(xué)生建立宏觀視野。在校內(nèi),教師應(yīng)充分利用現(xiàn)有資源,鼓勵(lì)學(xué)生使用學(xué)校的人工智能學(xué)習(xí)平臺(tái)動(dòng)手實(shí)踐,開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單的人工智能應(yīng)用,在創(chuàng)造中體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂(lè)趣。
(二)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng),強(qiáng)化實(shí)踐導(dǎo)向
1. 設(shè)計(jì)跨學(xué)科項(xiàng)目,培養(yǎng)整合能力
在人工智能教育教學(xué)中,項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)是一種高效的教學(xué)策略,它強(qiáng)調(diào)在完成具體項(xiàng)目任務(wù)的過(guò)程中習(xí)得知識(shí)技能,突出“做中學(xué)”的實(shí)踐導(dǎo)向。為深化項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)的實(shí)效,教師應(yīng)精心設(shè)計(jì)跨學(xué)科人工智能項(xiàng)目,引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí),培養(yǎng)知識(shí)整合能力。一方面,教師要立足教材內(nèi)容,廣泛整合數(shù)學(xué)、物理、生物等學(xué)科的相關(guān)知識(shí),開(kāi)發(fā)內(nèi)容新穎、形式多樣的跨學(xué)科項(xiàng)目;另一方面,教師要注重項(xiàng)目的應(yīng)用性和創(chuàng)新性,圍繞學(xué)生生活實(shí)際,設(shè)計(jì)貼近生活的人工智能項(xiàng)目,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。在跨學(xué)科項(xiàng)目中,學(xué)生通過(guò)主動(dòng)探究、動(dòng)手實(shí)踐,將不同學(xué)科知識(shí)融會(huì)貫通,實(shí)現(xiàn)了由“學(xué)科知識(shí)”到“行動(dòng)智慧”的蛻變。
2. 開(kāi)展編程實(shí)踐,提升編程能力
在信息技術(shù)課程中開(kāi)設(shè)人工智能教育,編程實(shí)踐是必不可少的教學(xué)內(nèi)容。為提升學(xué)生的人工智能編程能力,教師應(yīng)開(kāi)展形式多樣的編程實(shí)踐活動(dòng)。一方面,教師要根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和知識(shí)基礎(chǔ),選擇適宜的人工智能編程語(yǔ)言和平臺(tái),如Scratch、Python等,由淺入深、循序漸進(jìn)地開(kāi)展編程教學(xué);另一方面,教師要豐富編程實(shí)踐形式,通過(guò)組織編程游戲、編程比賽等活動(dòng),為學(xué)生提供展示編程作品的舞臺(tái),以賽促學(xué),在競(jìng)爭(zhēng)中提升他們的編程實(shí)踐能力。
(三)合作探究,促進(jìn)綜合素養(yǎng)提升
1. 實(shí)施小組合作學(xué)習(xí)
在人工智能教育教學(xué)中,小組合作學(xué)習(xí)展現(xiàn)出了顯著成效。這一學(xué)習(xí)模式不僅凸顯了學(xué)生的主體地位,還極大地激發(fā)了學(xué)生的自主性和創(chuàng)造性。為了有效培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí),并促進(jìn)學(xué)生在互助合作中共同進(jìn)步,教師需要精心策劃分組策略,科學(xué)地將不同層次的學(xué)生進(jìn)行搭配,確保每位學(xué)生都能在團(tuán)隊(duì)中找到適合自己的角色。同時(shí),明確小組的目標(biāo)任務(wù)和具體分工,細(xì)化每個(gè)成員的職責(zé),使小組成員能夠各司其職,在此過(guò)程中,教師還應(yīng)加強(qiáng)過(guò)程性指導(dǎo),及時(shí)為小組成員解答疑惑。
2. 組織主題研討與成果分享活動(dòng)
人工智能作為高速發(fā)展的前沿領(lǐng)域,在帶來(lái)巨大便利的同時(shí),也引發(fā)了一系列亟待深思的問(wèn)題,如就業(yè)替代、隱私泄露等。為了培養(yǎng)學(xué)生具備發(fā)展眼光和全局視野,能全面審視人工智能的發(fā)展,教師應(yīng)組織一系列主題研討活動(dòng)。一方面,教師需要精心設(shè)計(jì)討論主題,緊密圍繞人工智能發(fā)展的熱點(diǎn)問(wèn)題,如“人工智能是否會(huì)取代人類”“如何保障人工智能的隱私安全”等,提出具有探究?jī)r(jià)值的問(wèn)題,以激發(fā)學(xué)生的討論熱情。另一方面,研討活動(dòng)應(yīng)采取靈活多樣的形式,如辯論賽、主題演講等,為學(xué)生提供充分表達(dá)觀點(diǎn)的平臺(tái)。同時(shí),鼓勵(lì)學(xué)生廣泛搜集與主題相關(guān)的資料,用數(shù)據(jù)和實(shí)例來(lái)支撐自己的觀點(diǎn),從而提升他們的語(yǔ)言表達(dá)能力和邏輯思辨能力。
(四)強(qiáng)化核心素養(yǎng)導(dǎo)向的評(píng)價(jià)體系
在人工智能教育評(píng)價(jià)中,教師應(yīng)注重設(shè)計(jì)能夠反映學(xué)科本質(zhì)、凸顯信息技術(shù)應(yīng)用的評(píng)價(jià)情境。評(píng)價(jià)內(nèi)容應(yīng)關(guān)注學(xué)生在問(wèn)題解決過(guò)程中如何運(yùn)用人工智能知識(shí)與技能,以及他們分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的思維過(guò)程和責(zé)任意識(shí)的體現(xiàn)。秉持多元化、過(guò)程化、注重深度學(xué)習(xí)內(nèi)在意義的評(píng)價(jià)理念,將評(píng)價(jià)融入日常教與學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)。具體而言,可采取以下幾種評(píng)價(jià)方式:
首先,課堂表現(xiàn)性評(píng)價(jià),即通過(guò)設(shè)計(jì)綜合性的表現(xiàn)性任務(wù),來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生的人工智能核心素養(yǎng)。任務(wù)情境應(yīng)貼近學(xué)生生活,以激發(fā)他們的興趣;任務(wù)目標(biāo)要明確具體,并規(guī)定成果指標(biāo);同時(shí)提供必要的支持條件和限制條件。在評(píng)價(jià)時(shí),可使用評(píng)價(jià)量規(guī),從多維度(如創(chuàng)新性、技術(shù)性、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等)描述不同水平的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),以增強(qiáng)評(píng)價(jià)的客觀性和可操作性。
其次,項(xiàng)目式評(píng)價(jià),即在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中,教師應(yīng)針對(duì)具體項(xiàng)目設(shè)計(jì)過(guò)程性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)。過(guò)程性評(píng)價(jià)應(yīng)貫穿項(xiàng)目始終,關(guān)注學(xué)生在調(diào)研、方案設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)、測(cè)試優(yōu)化等環(huán)節(jié)的表現(xiàn);總結(jié)性評(píng)價(jià)則在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)進(jìn)行,全面評(píng)估項(xiàng)目成果的完成度、創(chuàng)新度等。評(píng)價(jià)主體包括教師評(píng)價(jià)、學(xué)生自評(píng)、小組互評(píng)等,以確保評(píng)價(jià)的全面性和客觀性。
再次,檔案袋評(píng)價(jià),即集中收集學(xué)生在人工智能學(xué)習(xí)中的各類成果和反思,全面記錄其成長(zhǎng)軌跡。檔案袋可涵蓋電子作品、學(xué)習(xí)筆記、項(xiàng)目報(bào)告、活動(dòng)照片等,多角度展現(xiàn)學(xué)生知識(shí)技能的掌握和運(yùn)用以及學(xué)習(xí)態(tài)度的變化。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生定期整理和補(bǔ)充檔案袋內(nèi)容,開(kāi)展自我評(píng)價(jià),并給予具體指導(dǎo)。
最后,開(kāi)放性評(píng)價(jià),即面對(duì)人工智能發(fā)展中的開(kāi)放性問(wèn)題,評(píng)價(jià)學(xué)生分析問(wèn)題的廣度和深度。可采取頭腦風(fēng)暴、小組討論、辯論賽等互動(dòng)形式,鼓勵(lì)學(xué)生從不同視角提出見(jiàn)解,并用事實(shí)數(shù)據(jù)論證觀點(diǎn)。在此過(guò)程中,教師和學(xué)生都應(yīng)樹(shù)立包容的評(píng)價(jià)態(tài)度,鼓勵(lì)不同的聲音,關(guān)注問(wèn)題的多面性和復(fù)雜性。
四、結(jié)語(yǔ)
人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用為中學(xué)信息技術(shù)教育的變革帶來(lái)了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。初中信息技術(shù)課程應(yīng)積極順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求,將人工智能教育有機(jī)地融入課程教學(xué)之中,以此推動(dòng)課程內(nèi)容、教學(xué)模式以及評(píng)價(jià)方式的創(chuàng)新,實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與人工智能的深度融合,進(jìn)而強(qiáng)化信息技術(shù)課程的育人功能。在人工智能教育的實(shí)施過(guò)程中,教師應(yīng)基于學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn),遵循教育教學(xué)的規(guī)律,精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容,創(chuàng)新教學(xué)組織形式,將啟發(fā)式、探究式、合作式等多樣化的教學(xué)方式融入課堂教學(xué),從多維度促進(jìn)學(xué)生的人工智能素養(yǎng)提升。
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