基于Python的人工智能校本課程的構(gòu)建與實施

基于Python的人工智能校本課程的構(gòu)建與實施本文人工智能校本課程的構(gòu)建1.課程定位2.課程目標(biāo)人工智能校本課程的教學(xué)目標(biāo)是通過PBL的學(xué)習(xí)方式使學(xué)生形成初步的綜合思維能力，促進心智發(fā)展，提高綜合科學(xué)素養(yǎng)，對人工智能的發(fā)展有一個全新的認(rèn)知?！盎赑ython的人工智能”作為一門校本課程，是對基礎(chǔ)課的有效補充和拓展，旨在為學(xué)生在基礎(chǔ)課堂之外搭建一個舞臺，使學(xué)生可以盡情地學(xué)習(xí)關(guān)于人工智能的科學(xué)知識，在此過程中提升綜合素養(yǎng)，開闊視野，增強自信，激發(fā)潛能，培養(yǎng)合作精神。3.課程內(nèi)容人工智能校本課程的學(xué)習(xí)分為三個階段：AI感知與體驗、AI認(rèn)知與實踐、AI研究與創(chuàng)新（如圖2）。通過三個階段的遞進式學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解人工智能的概念，熟悉并掌握各種常見傳感器的使用方法和Python語法，并能將人工智能應(yīng)用于生活和實踐。4.課程評價本課程主要以過程性評價為主，記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。評價采用自評和他評相結(jié)合的辦法，具體細化為以下兩方面：（1）過程性評價。校本課程活動中的過程性評價主要是以自評和互評的方式進行，從學(xué)習(xí)態(tài)度和知識技能兩個方面進行評價。學(xué)習(xí)態(tài)度以上課專注、積極參與、小組合作、成果展示為評價標(biāo)準(zhǔn);技術(shù)能力從基礎(chǔ)語法、硬件控制、核心語法、項目設(shè)計、問題解決能力五個方面進行評價。通過這樣的評價，教師能夠及時了解學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的問題，并及時采取相應(yīng)的解決策略。本文人工智能校本課程的實施“基于Python的人工智能”校本課程的實施包括三個方面：第一個方面是開源硬件的學(xué)習(xí)，以確定基礎(chǔ)硬件控制小主題的方式對傳感器、LED燈、電機進行學(xué)習(xí);第二個方面是在學(xué)習(xí)硬件的過程中，貫穿Python編程的基礎(chǔ)語法，具體包括變量與函數(shù)、數(shù)學(xué)運算與邏輯運算、流程控制語句、面向?qū)ο蟮群诵木幊趟枷?第三個方面是人工智能項目的PBL學(xué)習(xí)，通過預(yù)先確定的項目來引導(dǎo)學(xué)生參與項目的研究。1.確定學(xué)習(xí)主題一提到“程序”，學(xué)生可能馬上會想到“枯燥乏味”一詞，所以如何吸引學(xué)生的興趣，主題的選擇是關(guān)鍵。筆者所在教研組摒棄了編程語言的傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方法，開發(fā)了幾個形式活潑、內(nèi)容豐富的題材，吸引了學(xué)生的關(guān)注，調(diào)動了學(xué)生參與的積極性。2.編寫校本教材在主題確定之后，按照事先設(shè)計好的三個階段的課程內(nèi)容，編寫了四個單元的教學(xué)內(nèi)容（如下頁表）。3.制作教學(xué)課件在教學(xué)活動中，利用多媒體課件可以幫助教師有序地組織教學(xué)活動，更加清晰直觀地呈現(xiàn)知識內(nèi)容和任務(wù)要求等，促進學(xué)生更好地學(xué)習(xí)，因此，教研組為每一課制作了課件。4.開發(fā)助學(xué)資料為了幫助學(xué)生更好地理解教材，掌握關(guān)鍵知識點及操作要領(lǐng)，教研組開發(fā)了一系列助學(xué)資料供學(xué)生使用，包括學(xué)習(xí)手冊和微課程。5.“三自四學(xué)”教學(xué)模式“自助·自主·自治”+“獨學(xué)·助學(xué)·群學(xué)·研學(xué)”這種“三自四學(xué)”的教學(xué)模式（如圖3）是筆者所在教研組在教學(xué)實踐中逐步建構(gòu)起來的，在實際教學(xué)中，還應(yīng)根據(jù)不同的內(nèi)容與課型靈活運用，力求達到最佳效果。（1）獨學(xué)，即多維導(dǎo)學(xué)、學(xué)情調(diào)研。在60分鐘的課堂教學(xué)中，前20分鐘的獨學(xué)環(huán)節(jié)尤為重要。學(xué)生按照教材的指導(dǎo)逐步完成制作過程，將不能解決的問題記在筆記本上。在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中，教師進行巡視，將學(xué)生操作過程中出現(xiàn)的問題做好記錄，并對小組成員的學(xué)習(xí)表現(xiàn)進行打分。（2）助學(xué)，即小組展示、答疑分工。在助學(xué)環(huán)節(jié)中，由小組長統(tǒng)籌安排，在15分鐘時間內(nèi)，針對獨學(xué)環(huán)節(jié)中未能解決的問題進行生生互教。對于不能解決的問題，小組長做好記錄，以便在接下來的群學(xué)環(huán)節(jié)進行提問。在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中，教師巡回指導(dǎo)，適時進行點撥和講解，并對問題的記錄、小組任務(wù)分配和小組成員學(xué)習(xí)表現(xiàn)打分。（3）群學(xué)，即班級展示、引導(dǎo)點撥。在15分鐘的群學(xué)環(huán)節(jié)中，小組根據(jù)教師分配好的任務(wù)，選定代表上臺面向全班進行展示。教師根據(jù)學(xué)生的展示情況進行小組打分。在各個小組展示完畢后，進入同組補充、他組點評和教師點評環(huán)節(jié)。（4）研學(xué)，即拓展提升、梳理驗收。在10分鐘的研學(xué)環(huán)節(jié)中，教師可以根據(jù)實際情況做課堂總結(jié)，拓展提升等。6.總結(jié)反思通過總結(jié)，發(fā)現(xiàn)并解決問題，促進本課程更完善地發(fā)展，更重要的是促進學(xué)生綜合能力的發(fā)展。本文反思感悟在人工智能校本課程的構(gòu)建與實施的過程中，筆者深深感受到課堂教學(xué)不再停留在單純的知識傳授和技能學(xué)習(xí)上，而是更關(guān)注學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)和綜合實踐能力的發(fā)展，課堂也逐步煥發(fā)出應(yīng)有的生命力。當(dāng)然，筆者也清醒地認(rèn)識到，單獨