《人工智能課程教學(xué)問題研究【論文】》

高中人工智能課程教學(xué)路徑分析TOC\o"1-3"\h\u16625第一章引言 第一章引言人工智能是一門用來研究和開發(fā)用于模擬、擴(kuò)展人類智能的理論、方法、技術(shù)和應(yīng)用系統(tǒng)的專業(yè)學(xué)科，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和人工智能技術(shù)應(yīng)用的不斷推廣，它涉及的學(xué)科也越來越多，目前已經(jīng)和人的生活學(xué)習(xí)有效的連接在一起，社會(huì)上也急需要一批人工智能領(lǐng)域方面的人才。早在2003年，教育部頒布了《普通高中技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》中，人工智能就被列為信息技術(shù)課程的選修模塊之一，這表明我國(guó)教育部門已經(jīng)開始重視人工智能教育的普及，為我國(guó)基礎(chǔ)教育的發(fā)展提供了良好的機(jī)遇，也是高中信息課程與人工智能教育相結(jié)合的大趨勢(shì)。高中信息課程取得了良好的效果，但仍存在許多不足，隨著課程與人工智能的結(jié)合，高中信息課程將面臨更大的挑戰(zhàn)，這需要在多方面的共同努力才能不斷推動(dòng)人工智能教育的發(fā)展與普及。基于此，本文開展了全日制高中信息技術(shù)課程人工智能教育的研究。第二章相關(guān)內(nèi)容概述第一節(jié)人工智能定義人工智能(ArtificialIntelligence)簡(jiǎn)稱“AI”，是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，主要就是研究計(jì)算機(jī)模擬的應(yīng)用和人腦功能的擴(kuò)展，是一門較為綜合性的學(xué)科。詳細(xì)的將，它主要研究如何利用計(jì)算機(jī)模擬人腦的推理、證明、認(rèn)識(shí)、理解、設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)、思考、計(jì)劃和解決問題的活動(dòng)，從而解決需要人類專家才能夠進(jìn)行解決的復(fù)雜問題，例如咨詢、診斷、預(yù)測(cè)、規(guī)劃等決策問題。人工智能也是一門邊緣學(xué)科，涉及數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、信息學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)等多個(gè)學(xué)科，與一般的信息處理技術(shù)相比，人工智能技術(shù)在求解策略和處理手段上有其獨(dú)特的風(fēng)格。第二節(jié)人工智能教育定義人工智能教育是指通過技術(shù)創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)人工智能技術(shù)相關(guān)的知識(shí)、原理、經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐方面的能力，以此來實(shí)際運(yùn)用到問題解決之中。智能教育可以分為兩部分：一是教學(xué)內(nèi)容，人工智能知識(shí)在課堂教學(xué)中的應(yīng)用；二是教育技術(shù)手段，可以促進(jìn)教育創(chuàng)新。人工智能在教育中的應(yīng)用是指輔助教育、教育場(chǎng)景的構(gòu)建和教學(xué)的重構(gòu)，一般來說，人工智能與教育的結(jié)合可以稱為人工智能教育。根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景，它可以有兩層含義：一是人工智能技術(shù)賦能教育，即利用人工智能技術(shù)教或?qū)W；二是培養(yǎng)學(xué)生的人工智能思維和知識(shí)教育，從人才培養(yǎng)入手，包括人工智能課程、中小學(xué)生STEAM教育、其他與人工智能知識(shí)體系相關(guān)的課程以及與其他學(xué)科相結(jié)合的復(fù)合課程。第三節(jié)高中信息技術(shù)課程定義與內(nèi)涵普通高中信息技術(shù)課程是一門功能相對(duì)多樣的基礎(chǔ)課程，通過學(xué)習(xí)高中信息技術(shù)課程，能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)，使學(xué)生能掌握關(guān)于信息技術(shù)的一些基礎(chǔ)知識(shí)與技能，增強(qiáng)學(xué)生的信息意識(shí)，不斷提高學(xué)生的計(jì)算思維發(fā)展，同時(shí)，借助這門課程，也能夠使學(xué)生樹立起正確的社會(huì)觀念。本課程以信息技術(shù)核心素質(zhì)為核心，提煉學(xué)科主要概念，吸收學(xué)科領(lǐng)域前沿知識(shí)，構(gòu)建具有時(shí)代特征的學(xué)習(xí)內(nèi)容；注重理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐應(yīng)用，鼓勵(lì)學(xué)生在數(shù)字化環(huán)境下，通過各種任務(wù)情境進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)踐；課程倡導(dǎo)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方法，利用數(shù)字化工具解決任務(wù)完成過程中的任何問題，培養(yǎng)學(xué)生思維，使學(xué)生能夠?qū)⒅R(shí)建設(shè)與技能培訓(xùn)結(jié)合起來；同時(shí)課程也能夠?yàn)閷W(xué)生提供學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，讓學(xué)生能積極參與信息技術(shù)支持的交流、共享、合作和咨詢活動(dòng)之中，使學(xué)生能夠掌握更多信息技術(shù)。高中信息技術(shù)課程由必修、和選修二類課程組成，共有六個(gè)模塊。必修內(nèi)容為信息技術(shù)基礎(chǔ)，主要在義務(wù)教育階段開展教學(xué)，是信息素養(yǎng)的基礎(chǔ)，也是后續(xù)模塊的墊基；選修部分包含五個(gè)模塊：算法與程序設(shè)計(jì)，多媒體技術(shù)應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用，數(shù)據(jù)管理技術(shù)，人工智能初步。第三章人工智能發(fā)展與高中信息課程教育現(xiàn)狀第一節(jié)人工智能發(fā)展歷程與現(xiàn)狀一、發(fā)展歷程1.1956年-1970年：萌芽期人工智能誕生于一次歷史性的聚會(huì)，為了使計(jì)算機(jī)變得更加“智能化”，在1965年夏天，美國(guó)達(dá)特莫斯大學(xué)舉行了為期兩個(gè)月的學(xué)術(shù)研討會(huì)，來自美國(guó)神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)、數(shù)學(xué)、信息科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的十位杰出科學(xué)家共同研究了利用機(jī)器模擬人類智能的問題，并提出正式采用“人工智能AI”一詞。因此，如何用機(jī)器模擬人類智能的研究產(chǎn)生了，即“人工智能”。2.1971年-80年代末：應(yīng)用期人工智能的發(fā)展并不是一蹴而就的，其中必然會(huì)經(jīng)歷一系列的問題，只有將問題逐個(gè)解決，才能使人工智能獲得發(fā)展。在人工智能被首次提出后，得到了快速的發(fā)展，但是很快在運(yùn)用中就發(fā)現(xiàn)了很多問題，在進(jìn)行定理研究方面，人工智能歸結(jié)原理的能力相對(duì)有限，同時(shí)問題求解時(shí)也會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)不良問題，在人工智能的本質(zhì)、理論以及思想方面，它受到了哲學(xué)、心理學(xué)以及神經(jīng)學(xué)等學(xué)科的質(zhì)疑。面對(duì)如此多的問題，人工智能的發(fā)展一度處于低迷時(shí)期，后來人們從費(fèi)根鮑勃以知識(shí)進(jìn)行人工智能研究方面找到了一條新的發(fā)展道路，研究出了專家系統(tǒng)發(fā)展和應(yīng)用、計(jì)算機(jī)視覺以及機(jī)器人等，這些系統(tǒng)的成功使人們更加清晰的認(rèn)識(shí)到人工智能系統(tǒng)是一個(gè)知識(shí)處理系統(tǒng)。3.20世紀(jì)80年代至今：綜合集成期目前，人工智能已逐步發(fā)展成為多種技術(shù)和方法的綜合集成，與眾多領(lǐng)域、學(xué)科共同進(jìn)行發(fā)展，其他學(xué)科的學(xué)者也可以將不同學(xué)科的知識(shí)逐漸向人工智能領(lǐng)域進(jìn)行滲透，形成了人工智能交叉研究的現(xiàn)象。各學(xué)科對(duì)人工智能的滲透反映了人工智能的發(fā)展趨勢(shì)，目前，人工智能技術(shù)正朝著大規(guī)模分布式多專家協(xié)作系統(tǒng)、大規(guī)模分布式人工智能、廣義知識(shí)表達(dá)、多智能協(xié)作系統(tǒng)等方向發(fā)展。但總體來看，人工智能還處于學(xué)科發(fā)展的早期階段，整體的理論以及方法、技術(shù)等依然不夠成熟，人們對(duì)于它的認(rèn)識(shí)還處于懵懂階段，未來還需要不斷進(jìn)行發(fā)展探索。二、人工智能發(fā)展現(xiàn)狀目前，人工智能技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家特別是美國(guó)發(fā)展迅速，IBM公司在人工智能技術(shù)領(lǐng)域非?；钴S，在智能計(jì)算機(jī)領(lǐng)域取得了新的突破，已經(jīng)成功地建造了一臺(tái)擁有人類大腦智力千分之一的計(jì)算機(jī)，并正在開發(fā)一臺(tái)更強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)。據(jù)內(nèi)部消息稱，預(yù)計(jì)超級(jí)計(jì)算機(jī)研制完成后，其智能水平將與人腦大致持平。除了IBM外，其他公司也加強(qiáng)了這方面的研究，預(yù)計(jì)未來幾年將會(huì)取得更加豐富的研究成果。21世紀(jì)是信息時(shí)代，人工智能技術(shù)作為現(xiàn)代信息技術(shù)的精華，將成為新世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的前沿和焦點(diǎn)。在中國(guó)，長(zhǎng)期以來，專家們致力于開發(fā)具有人類行為特征的仿人機(jī)器人，機(jī)器人的發(fā)展水平不僅與計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)水平有關(guān)，而且與一個(gè)國(guó)家工業(yè)各方面的發(fā)展水平密切相關(guān)。在國(guó)家基金的資助下，中國(guó)科技大學(xué)經(jīng)過十年的研究，于2000年成功研制出第一臺(tái)仿人機(jī)器人，2018年以來，人工智能的發(fā)展進(jìn)入快車道，很快就滲透到醫(yī)療、交通、金融、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等領(lǐng)域，就像18世紀(jì)的蒸汽機(jī)、19世紀(jì)的電力技術(shù)、20世紀(jì)的信息技術(shù)一樣，人工智能具有足夠大的技術(shù)輻射效應(yīng)，能夠?yàn)槿蚪?jīng)濟(jì)發(fā)展提供新的強(qiáng)大的技術(shù)支持。第二節(jié)高中信息課程教育現(xiàn)狀一、新課程改革取得良好進(jìn)步目前，高中信息技術(shù)已被列為基礎(chǔ)教育的必修課，并通過了《普通高中技術(shù)領(lǐng)域（信息技術(shù)）課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)稿）》，推動(dòng)了信息技術(shù)教育進(jìn)入了一個(gè)新的階段。本標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)了新課程教學(xué)理論，對(duì)信息技術(shù)課程提出了新的要求，促進(jìn)了教學(xué)方法、學(xué)習(xí)方法和教學(xué)評(píng)價(jià)的改革，新課改推動(dòng)了高中信息技術(shù)課程的發(fā)展，這使得高中信息技術(shù)教師不斷去總結(jié)與探索新的課程教學(xué)方式，以此來順應(yīng)其改革發(fā)展的需要。在新課程改革下，教師廣泛進(jìn)行試驗(yàn)總結(jié)，出現(xiàn)了很多教學(xué)方法，比如分層教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)、分組教學(xué)等等，在對(duì)學(xué)生的課程評(píng)價(jià)方面，更加側(cè)重于對(duì)于學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐操作能力以及問題解決能力評(píng)價(jià)，同時(shí)也開始關(guān)注學(xué)生的信息意思、信息素養(yǎng)等，除了進(jìn)行教師評(píng)價(jià)外，學(xué)生也廣泛地參與到評(píng)價(jià)之中，這有效促進(jìn)了高中信息技術(shù)教育課程的實(shí)施，使學(xué)生能夠?qū)W習(xí)到更多信息技術(shù)知識(shí)，增強(qiáng)了自身的核心素養(yǎng)。二、擁有明確的教學(xué)思想高中信息課程的開發(fā)既是教育發(fā)展的需要，也是學(xué)生個(gè)性化發(fā)展的需要，高中信息技術(shù)課程一直以明確的教學(xué)理念為指導(dǎo)。1999年，教育部、國(guó)務(wù)院下發(fā)了關(guān)于《深化教育改革全面推進(jìn)素質(zhì)教育的決定》，在決定在指出，當(dāng)前，在高中階段，一定要大力向?qū)W生普及信息技術(shù)教育，使學(xué)生能夠掌握更多信息技術(shù)相關(guān)知識(shí)。隨著2011年《中學(xué)信息技術(shù)課程指導(dǎo)綱要》的確立，我國(guó)高中信息技術(shù)教育在教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容上都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。這些要求對(duì)高中信息教育的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)作出了詳細(xì)規(guī)定，為高中信息技術(shù)教學(xué)提供了明確的教學(xué)指導(dǎo)。三、全國(guó)各地普遍開設(shè)課程在我國(guó)教育部門和相關(guān)政策的支持下，信息技術(shù)課程在高中得到了前所未有的發(fā)展，也已經(jīng)成為全日制高中的一門必修課，同時(shí)，各高中根據(jù)自身特點(diǎn)開設(shè)了一些選修課，使信息技術(shù)課程呈現(xiàn)多元化發(fā)展。據(jù)中國(guó)教育部有關(guān)統(tǒng)計(jì)，目前全國(guó)高中有信息技術(shù)教師4萬多人以上，這在一定程度上也反映了我國(guó)高中信息技術(shù)課程的發(fā)展現(xiàn)狀。第四章高中生進(jìn)行AI教育的重要性及可行性分析第一節(jié)AI教育對(duì)于高中生學(xué)習(xí)的重要性一、鍛煉學(xué)生思維能力現(xiàn)實(shí)世界中的問題，按結(jié)構(gòu)的程度可分為三個(gè)層次：結(jié)構(gòu)問題是可以用具體的形式與方法描述和解決的問題；非結(jié)構(gòu)問題是難以用某種形式描述的問題，主要是基于經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行問題解決；半結(jié)構(gòu)問題介于兩者之間。傳統(tǒng)信息技術(shù)課程中引入的信息技術(shù)，如多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、算法和程序設(shè)計(jì)等，是解決結(jié)構(gòu)化問題的基本技術(shù)，而人工智能技術(shù)是解決非結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化問題的有效技術(shù)。在高中信息技術(shù)教育中引入人工智能課程，可以使學(xué)生在體驗(yàn)和理解人工智能知識(shí)和技術(shù)的過程中，了解非結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化的問題解決過程，培養(yǎng)學(xué)生的多種思維方式和能力，提高學(xué)生的全面發(fā)展。通過學(xué)習(xí)人工智能課程，學(xué)生還將了解人工智能語言的基本特點(diǎn)，學(xué)習(xí)解決智能問題的最基本策略。二、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)課程的興趣一般教師在對(duì)學(xué)生進(jìn)行人工智能課程培養(yǎng)時(shí)，會(huì)采用多種教學(xué)方式，比如任務(wù)驅(qū)動(dòng)策略、分層、分組教學(xué)等等，借助這些方式，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣就會(huì)得到提升。人工智能本身就代表著信息技術(shù)的前沿，它包含的內(nèi)容非常豐富，能夠?yàn)閷W(xué)生帶來人工智能方面的知識(shí)、技術(shù)等，使學(xué)生真正體驗(yàn)到人工智能的奇妙之處，這樣不僅能夠增加學(xué)生對(duì)于前沿信息技術(shù)的理解，同時(shí)也能開闊學(xué)生的視野，使學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)信息技術(shù)課程產(chǎn)生強(qiáng)烈的興趣，有效提升人工智能課程的學(xué)習(xí)效率。三、培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)思維與能力計(jì)算機(jī)思維是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基本概念模擬人的行為和思想，解決實(shí)際問題的一種思維方式，這也是人工智能技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展的基礎(chǔ)和前提。目前，隨著社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，為了使高中生得到良好的發(fā)展，我國(guó)開始運(yùn)用人工智能來啟發(fā)學(xué)生，通過對(duì)智能機(jī)器人、可穿戴設(shè)備、無人駕駛等先進(jìn)人工智能技術(shù)的研究，高中生可以積極參與實(shí)踐活動(dòng)，整合一些簡(jiǎn)單的人工智能原理作為指導(dǎo)和鋪墊，采用圖形編程的方法，自主探索和學(xué)習(xí)人工智能技術(shù)的設(shè)計(jì)方法，更加全面、深入地感知和學(xué)習(xí)抽象問題轉(zhuǎn)化為具體技術(shù)的過程，培養(yǎng)和形成計(jì)算機(jī)思維和能力，從而提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)思維以及人工智能技術(shù)，不斷發(fā)掘出個(gè)人的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。四、重塑學(xué)生的信息素養(yǎng)人工智能的深入推廣和應(yīng)用，對(duì)傳統(tǒng)的人力資源服務(wù)模式提出了新的挑戰(zhàn)，智能機(jī)器人將取代人工，倫敦大學(xué)人工智能教育專家羅斯認(rèn)為，未來的工作將是人機(jī)合作，這對(duì)高中生未來的發(fā)展提出了新的要求，高中生在學(xué)習(xí)信息基礎(chǔ)知識(shí)時(shí)，不能僅僅學(xué)會(huì)一些簡(jiǎn)單的文檔處理、動(dòng)畫制作等知識(shí)。因此，在明確人工智能基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)上，深化基于人機(jī)協(xié)同工作和交互設(shè)計(jì)的認(rèn)知編程技術(shù)、計(jì)算思維和人機(jī)協(xié)作的知識(shí)和內(nèi)容，能夠有效塑造高中生信息素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生獲得全面發(fā)展。第二節(jié)高中生學(xué)生AI教育的可行性分析一、加強(qiáng)高中生AI教育是現(xiàn)代教育的目標(biāo)為學(xué)生提供獲取人工智能技術(shù)的途徑，為未來的發(fā)展儲(chǔ)備信息知識(shí)和能力，是現(xiàn)代教育發(fā)展的基本目標(biāo)。人工智能教育中人工智能概念的引入和發(fā)展，引導(dǎo)著教育改革的方向，將大數(shù)據(jù)、云課堂的教學(xué)內(nèi)容帶入課堂，其目的是培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)思維和能力，使學(xué)生在引進(jìn)和推廣的基礎(chǔ)上理解、感知和應(yīng)用新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)可能的技術(shù)創(chuàng)新。2018年，教育部明確指出：“構(gòu)建多層次人工智能教育體系，將人工智能技術(shù)普及到中小學(xué)教學(xué)中”，并在新課程標(biāo)準(zhǔn)中，通過修訂信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)，將人工智能正式納入課程體系，得到國(guó)家的大力支持。因此，中國(guó)全面開放了人工智能技術(shù)和教學(xué)的發(fā)展，這為高中生學(xué)習(xí)人工智能教育提供了良好的基礎(chǔ)。二、國(guó)外先進(jìn)的教育經(jīng)驗(yàn)為我國(guó)實(shí)施AI教育提供理論2016年初，美國(guó)前總統(tǒng)奧巴馬投資40億美元到現(xiàn)代人工智能教育之中，要求每一個(gè)美國(guó)學(xué)生在小學(xué)時(shí)就要學(xué)會(huì)基礎(chǔ)的編程知識(shí)，谷歌、微軟等科技巨頭也積極參與其中，推動(dòng)了美國(guó)人工智能教育的發(fā)展。除了美國(guó)之外，2013年，英國(guó)對(duì)中小學(xué)教學(xué)大綱進(jìn)行了全面改革，并要求在2014年開始使用新的教學(xué)大綱。教學(xué)大綱的修訂包括“計(jì)算機(jī)科學(xué)”作為一門基礎(chǔ)必修課。這些國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)為我國(guó)人工智能教育的發(fā)展提供了實(shí)踐基礎(chǔ)，因此，2017年，國(guó)務(wù)院發(fā)布了新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃，明確指出人工智能已成為國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的熱點(diǎn)，要在我國(guó)逐步進(jìn)行國(guó)家智能教育工程，在中學(xué)開設(shè)人工智能相關(guān)課程，逐步推進(jìn)編程教育，建設(shè)人工智能學(xué)科，培養(yǎng)復(fù)合型人才，不斷為我國(guó)的發(fā)展提供源源不斷的人才。三、高中生自身邏輯思維能力較強(qiáng)處于高中階段，學(xué)生的思維能力逐漸成熟，抽象邏輯思維已經(jīng)逐漸趨于理論化，邏輯辯證思維也得到了很大的發(fā)展，想象力突出，同時(shí)認(rèn)知已經(jīng)接近成年人，在看待問題方面，能夠從發(fā)展的角度去思考，這為學(xué)習(xí)人工智能課程提供了良好的心理以及勝利基礎(chǔ)，通過學(xué)習(xí)人工智能課程，能夠不斷鍛煉學(xué)生的思維能力，提升學(xué)生的信息素養(yǎng)，為學(xué)生的全面綜合發(fā)展打下基礎(chǔ)。四、各類教材、資源相對(duì)豐富隨著我國(guó)逐漸重視對(duì)于學(xué)生的人工智能教育，新課程頒布后，教育部就開始組織專家進(jìn)行教材編寫，聯(lián)合多家出版社編寫了《人工智能初步》等高中信息技術(shù)課程教材，同時(shí)還有很多的輔助資料、光盤等，為老師、學(xué)生提供了豐富的教學(xué)、學(xué)習(xí)資料。除此之外，各大出版社也出版了很多關(guān)于人工智能的科普?qǐng)D書、國(guó)內(nèi)建設(shè)了很多適合高中生進(jìn)行學(xué)習(xí)與體驗(yàn)的人工智能軟件與網(wǎng)站，這些豐富的圖書資料、網(wǎng)絡(luò)資源等，都為高中生展開人工智能學(xué)習(xí)提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第五章高中生人工智能教育的途徑探究第一節(jié)高中生人工智能教育實(shí)施相關(guān)內(nèi)容一、高中人工智能課程目標(biāo)在高中信息技術(shù)課程中，《人工智能初步》是一門選修課程，主要開設(shè)的目的就是為了適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，提高學(xué)生的信息意識(shí)、信息技能，有效增強(qiáng)學(xué)生的信息素養(yǎng)?，F(xiàn)階段的信息課程總目標(biāo)是提高學(xué)生的信息素養(yǎng)。人工智能是現(xiàn)代信息技術(shù)的前沿，因此，它的提出要根據(jù)自身的前沿性以及時(shí)代性來確定新的目標(biāo)理念。在進(jìn)行人工智能課程目標(biāo)定位時(shí)，要使學(xué)生在學(xué)習(xí)人工智能相關(guān)知識(shí)后，自身的思維能力有所提升，同時(shí)通過學(xué)習(xí)，讓學(xué)習(xí)了解當(dāng)前信息技術(shù)發(fā)展的時(shí)代性，能夠理解并掌握專家系統(tǒng)，求解一些比較簡(jiǎn)答的知識(shí)，最主要的就是使學(xué)生了解到人工智能對(duì)于自身學(xué)習(xí)以及生活的影響，從而激發(fā)出學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)的興趣。這樣的課程目標(biāo)才能有效與信息技術(shù)課程總目標(biāo)相聯(lián)系，真正提升學(xué)生的信息素養(yǎng)。二、高中人工智能課程教學(xué)方法高中信息課程教學(xué)常用到的方法有很多，比如講授法、討論法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法以及游戲教學(xué)法等等。人工智能課程作為高中信息技術(shù)課程的一個(gè)選修模塊，在進(jìn)行教學(xué)時(shí)也可以有效采用上述方法，開展多元化的教學(xué)，比如人工智能課程也會(huì)涉及到各種概念以及理論知識(shí)，這時(shí)就可以有效采用講授法來進(jìn)行；為了有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師也可以采用討論法以及游戲法，讓學(xué)習(xí)積極參與到學(xué)習(xí)之中，通過討論、動(dòng)手體驗(yàn)等，有效培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。不同的方法可以用在不同的教學(xué)之中，但是其中也存在一些不足。人工智能課程有著屬于自身的特點(diǎn)，有些方法并不一定適用，因此，教師在進(jìn)行課程教學(xué)時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇最適合的方式來進(jìn)行。結(jié)合當(dāng)前高中生人工智能教育的課程標(biāo)準(zhǔn)以及現(xiàn)有的教學(xué)條件，本文認(rèn)為，采用講授法法以及游戲?qū)W習(xí)法較為適合人工智能課程的開展。三、高中人工智能課程評(píng)價(jià)方法課程評(píng)價(jià)的方法有很多種，比如內(nèi)部評(píng)價(jià)、結(jié)果評(píng)價(jià)、總結(jié)評(píng)價(jià)以及定性、定量評(píng)價(jià)等等，伴隨著新課程改革，也逐漸出現(xiàn)一些新型評(píng)價(jià)方法，每一種評(píng)價(jià)方法都有自身適合的范圍，同時(shí)也存在不足，尤其是當(dāng)前新課程改革要求，在進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，要改變以往的甄選、選拔功能，注重學(xué)生的全面評(píng)價(jià)。基于此，本次在進(jìn)行人工智能課程設(shè)計(jì)中，主要采用了過程性評(píng)價(jià)以及表現(xiàn)性評(píng)價(jià)兩種方式。過程性評(píng)價(jià)主張內(nèi)外結(jié)合，評(píng)價(jià)過程要與教學(xué)過程進(jìn)行融合。對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)人工智能課程中的表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，主要的功能在于，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果、學(xué)習(xí)能力能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，找出問題，解決問題，促進(jìn)學(xué)生更好的進(jìn)行反思總結(jié)，真正掌握課程知識(shí)。表現(xiàn)性評(píng)價(jià)屬于過程性評(píng)價(jià)的一個(gè)分支，借助一個(gè)練習(xí)題目讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐，教師在學(xué)生實(shí)踐的過程中對(duì)學(xué)生進(jìn)行觀察，評(píng)判，最終的形式就是作品展示、資料收集、完成報(bào)告等。表現(xiàn)性評(píng)價(jià)強(qiáng)調(diào)學(xué)生在完成任務(wù)過程獲得的發(fā)展，不光評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)于知識(shí)的掌握程度，還要對(duì)學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行觀察分析，最終得出學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐、合作能力等情況。第二節(jié)高中人工智能課程教學(xué)設(shè)計(jì)一、課程設(shè)計(jì)思路本次課程設(shè)計(jì)以“人工智能簡(jiǎn)介”作為案例對(duì)象，本課是《人工智能初步》的第一個(gè)課時(shí)，它主要的教學(xué)目的就是激發(fā)學(xué)生對(duì)于人工智能課程學(xué)習(xí)的興趣，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)人工課程相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了解。在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，采用教授教學(xué)法、討論教學(xué)法以及游戲教學(xué)法來進(jìn)行，首先教師制作與課程有關(guān)的視頻以及PPT課件，在課堂上進(jìn)行講解，并提出相關(guān)問題，其次將學(xué)生分為不同小組，小組成員之間展開問題討論，在掌握了理論知識(shí)后，運(yùn)用游戲來使學(xué)生真正體驗(yàn)人工智能的應(yīng)用，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)于人工智能的直觀了解。二、教學(xué)內(nèi)容本課程選自浙江教育出版社高中標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教材《初步人工智能》（選修模塊）第一章。第一章包括“智能與人工智能”和“人工智能的若干應(yīng)用領(lǐng)域”，本章的教學(xué)任務(wù)是理解智能和人工智能的概念，理解計(jì)算機(jī)為什么能有智能，理解人工智能的應(yīng)用。本課程內(nèi)容包括：通過對(duì)人工智能的介紹，讓學(xué)生了解什么是智能與人工智能，思考人工智能與人類智能之間存在的關(guān)系。同時(shí)，本課程還介紹了人工智能的典型應(yīng)用——人機(jī)博弈，通過對(duì)人工智能游戲的初步體驗(yàn)，讓學(xué)生更好地了解什么是人工智能，對(duì)下一門課程教學(xué)的順利開展起到重要作用三、教學(xué)對(duì)象分析高中生具有一定的邏輯思維能力，同時(shí)想象力與創(chuàng)造力相對(duì)豐富，信息技術(shù)已經(jīng)成為大多數(shù)學(xué)生的愛好，特別是人工智能技術(shù)。人工智能課程能夠有效抓住學(xué)生的好奇心和想象力，通過創(chuàng)設(shè)情境、講解生活中的人工智能實(shí)例，激發(fā)學(xué)生的興趣，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步理解“人工智能”的概念。教學(xué)目標(biāo)“人工智能簡(jiǎn)介”課程目標(biāo)如下表5.1所示。表5.1“人工智能簡(jiǎn)介”課程學(xué)習(xí)目標(biāo)目標(biāo)領(lǐng)域目標(biāo)描述知識(shí)目標(biāo)使學(xué)生能夠簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)與理解人工智能的定義、認(rèn)識(shí)人工智能的簡(jiǎn)單運(yùn)用過程與方法通過借助相關(guān)資料，使學(xué)生能夠了解更多人工智能的知識(shí)，借助視頻觀看，讓學(xué)生對(duì)人工智能有初步了解，同時(shí)，借助游戲體驗(yàn)，使學(xué)生更好的感受人工智能應(yīng)用。情感態(tài)度價(jià)值觀通過學(xué)習(xí)人工智能的概念以及應(yīng)用，使學(xué)生充分感受到人工智能的魅力所在，真正激發(fā)學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)人工智能課程的興趣，并且通過討論，使學(xué)生能夠正確認(rèn)識(shí)人工智能對(duì)人類生活、學(xué)習(xí)的影響，樹立正確的價(jià)值觀念。五、教學(xué)方法本課程采用教學(xué)視頻媒體、游戲軟件和PPT課件，通過多媒體視頻，為學(xué)生創(chuàng)造情景教學(xué)內(nèi)容，方便學(xué)生理解抽象的概念，這樣也能夠避免學(xué)生因?yàn)槲淖诌^于乏味而缺乏學(xué)習(xí)興趣；通過使用五子棋游戲教學(xué)方式，讓學(xué)生體驗(yàn)到人機(jī)博弈的應(yīng)用；基于問題的學(xué)習(xí)將知識(shí)與學(xué)生求知心理聯(lián)系起來，促進(jìn)知識(shí)的全面建構(gòu)，并運(yùn)用討論式教學(xué)方法，為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)充分發(fā)揮個(gè)人觀點(diǎn)的自由空間。六、教學(xué)過程本次課程設(shè)計(jì)教學(xué)過程以及教學(xué)內(nèi)容見下表5.2。表5.2“人工智能簡(jiǎn)介”課程教學(xué)過程及內(nèi)容教學(xué)步驟教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖創(chuàng)設(shè)情境，引出問題1.將課前制作的視頻進(jìn)行播放，在學(xué)生觀看過程中可以進(jìn)行適當(dāng)講解；2.視頻播放完成后，詢問學(xué)生感受，詢問學(xué)生對(duì)于人工智能有什么理解。1.觀看視頻，在教師的講解之下進(jìn)行在自己腦海中思考什么是人工智能；2.思考教師提出的問題，并作出回答。通過播放視頻，為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)思考的情景，有效激發(fā)學(xué)生探索的興趣。同時(shí)提出的問題可以使學(xué)生在邊看視頻的過程中邊進(jìn)行思考。PPT課件展示1.利用PPT向?qū)W生講解人工智能的相關(guān)事例，指出生活中的人工智能；2.提出討論的話題，讓學(xué)生討論自己眼中的人工智能是什么樣的、人工智能與人的生活學(xué)習(xí)存在什么關(guān)系；3.總結(jié)學(xué)生最終的討論結(jié)果。2.在教師的帶領(lǐng)下觀看PPT；2.與同學(xué)一起討論教師提出的問題；3.根據(jù)教師提出的問題，說出自身的想法。講解完成后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論，學(xué)生在討論的過程中可以相互之間進(jìn)行交流啟發(fā)，過程中學(xué)生的思考能力以及交流能力也能夠得到有效提升。人工智能游戲體驗(yàn)1.向?qū)W生講解怎么起到游戲程序；2.講解游戲規(guī)則；3.制定教學(xué)任務(wù)，讓學(xué)生分組討論人工智能在生活中的運(yùn)用；4.總結(jié)討論結(jié)果。1.參與到人工智能游戲體驗(yàn)之中；2.小組討論，體會(huì)現(xiàn)代人工智能在生活中的應(yīng)用；3.小組代表來對(duì)討論的結(jié)果進(jìn)行闡述。借助游戲教學(xué)法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生能夠真正參與到課程之中，通過人工智能游戲體驗(yàn)，讓學(xué)生在簡(jiǎn)單了解人工智能在日常生活中的運(yùn)用。結(jié)果評(píng)價(jià)及課后作業(yè)布置1.教師對(duì)各組的學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，并對(duì)成員的表現(xiàn)進(jìn)行總結(jié)；2.針對(duì)此次課程教學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)的總結(jié)歸納；3.教師根據(jù)課程的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，組織小組成員進(jìn)行互評(píng)，自我評(píng)價(jià)；4.布置課后作業(yè)，讓學(xué)生在網(wǎng)上搜集人工智能在其他領(lǐng)域的應(yīng)用，并總結(jié)出生活中所運(yùn)用到的人工智能；5.課后教師根據(jù)每個(gè)小組的表現(xiàn)以及學(xué)生的表現(xiàn)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況再次進(jìn)行評(píng)價(jià)。1.回顧本堂課所學(xué)知識(shí)，反思自身存在的不足，并進(jìn)行積極改正；2.對(duì)小組內(nèi)的其他成員進(jìn)行評(píng)價(jià)，同時(shí)對(duì)自身也進(jìn)行評(píng)價(jià)；3.思考教師留下的作業(yè)。對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)可以加深學(xué)生多整堂課的理解與記憶，同時(shí)展開課程評(píng)價(jià)，目的也是為了更好的掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。布置相關(guān)作業(yè)不僅可以擴(kuò)展學(xué)生的視野，同時(shí)也能夠使學(xué)生學(xué)會(huì)利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。七、教學(xué)設(shè)計(jì)總結(jié)與反思首先，在本課中運(yùn)用視頻創(chuàng)設(shè)情境的方法，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效地引出本課的內(nèi)容，但是要注意，視頻的長(zhǎng)度和內(nèi)容與教學(xué)內(nèi)容要保持一致。因此，教師可以根據(jù)自身搜集到的相關(guān)素材來進(jìn)行教學(xué)視頻制作，這樣就可以避免出現(xiàn)視頻內(nèi)容與教學(xué)內(nèi)容不符合的現(xiàn)象；其次，在教學(xué)任務(wù)展示過程中，學(xué)生可以積極思考、交流，并以小組合作的形式來展開討論發(fā)言，并作出最后的總結(jié)，過程中可以有效培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維能力和溝通合作能力。但是，教師提出的問題一定要與教學(xué)目標(biāo)保持一致，尤其是針對(duì)教學(xué)的情感目標(biāo)，幫助學(xué)生樹立正確的價(jià)值觀。教師也可以有效引出生活中的案例，這樣能方便學(xué)生對(duì)人工智能課程有更深的理解，同時(shí)，借助游戲法來吸引學(xué)生的注意，使學(xué)生能夠真正體驗(yàn)到人工智能帶來的魅力，可以極大地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能的興趣，也有助于學(xué)生了解人工智能人機(jī)游戲的應(yīng)用，達(dá)到寓教于樂的目的。最后，通過課程總結(jié)評(píng)價(jià)以及課后作業(yè)，能夠有效鞏固學(xué)生在課堂中學(xué)到的知識(shí)，也有利于教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。而課后作業(yè)的布置，能夠拓寬學(xué)生的視野，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生課后自主探究學(xué)習(xí)的能力，為下一堂課的教學(xué)銜接。第六章總結(jié)本文主要研究了全日制高中生人工智能教育的途徑，在研究過程中，首先分析了關(guān)于人工智能的相關(guān)理論，并闡述了高中信息技術(shù)課程的定義以及內(nèi)涵，隨后對(duì)人工智能的發(fā)展與高中信息課程教育現(xiàn)狀進(jìn)行總結(jié)，闡述了當(dāng)前高中生學(xué)生人工智能課程的重要性以及可行性，并對(duì)高中生人工智能教育的途徑進(jìn)行探索。通過此次研究得出，當(dāng)前我國(guó)的人工智能不斷獲得發(fā)展，在教育領(lǐng)域也得到了廣泛的普及，人工智能教育能夠有效鍛煉高中生的思維能力，同時(shí)在學(xué)習(xí)的過程中，不斷激發(fā)出學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)課程的興趣，最主要的就是，人工智能課程能夠培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)思維，鍛煉學(xué)生的信息素養(yǎng)，對(duì)于促進(jìn)高中生全面發(fā)展起到了重要作用。當(dāng)前，人工智能教育得到了國(guó)家的大力支持，各類教材、書籍以及網(wǎng)絡(luò)資源非常豐富多樣，同時(shí)國(guó)外的教育經(jīng)驗(yàn)也為我國(guó)的人工智能發(fā)展提供借鑒，種種跡象表明，加強(qiáng)對(duì)于高中生人工智能教育具有很大的可行性。為了推動(dòng)高中信息技術(shù)課程的發(fā)展，使學(xué)生學(xué)習(xí)到更多關(guān)于人工智能教育的相關(guān)知識(shí)，本文從課程目標(biāo)、教學(xué)方法以及課程評(píng)價(jià)方面進(jìn)行了分析，對(duì)高中人工智能課程中的“人工智能簡(jiǎn)介”這一課時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，希望能夠?qū)Ω咧腥斯ぶ悄苷n程教學(xué)提供一定的幫助。本文在研究的過程中也存在很多的不足點(diǎn)，由于自身能力有限，加之對(duì)高中信息技術(shù)人工智能課程的掌握不足，因此研究的過于表面，沒有深入對(duì)課程進(jìn)行設(shè)計(jì)，也沒有具體地進(jìn)行實(shí)踐運(yùn)用。在今后的研究中，需要加強(qiáng)對(duì)高中人工智能課程的調(diào)查分析，從理論與實(shí)踐方面不斷加強(qiáng)對(duì)人工智能課程教育的研究。

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