• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看

      ?

      中學(xué)人工智能教育的校本化教學(xué)實(shí)踐與思考

      2020-09-29 07:51劉曉杰張建彬周思博
      電腦知識(shí)與技術(shù) 2020年17期
      關(guān)鍵詞:課程建設(shè)教學(xué)實(shí)踐人工智能

      劉曉杰 張建彬 周思博

      摘要:當(dāng)前人工智能教育的發(fā)展勢(shì)不可擋,將人工智能融入基礎(chǔ)教育,對(duì)于提升學(xué)生信息素養(yǎng),培養(yǎng)智能時(shí)代的合格公民具有重要意義,也是國(guó)家和社會(huì)發(fā)展對(duì)新時(shí)代教育提出的重要要求。在此背景下,本文結(jié)合我校一年多的人工智能教育實(shí)踐,對(duì)中學(xué)階段人工智能課程的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)施手段等關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了思考和總結(jié),以期為促進(jìn)中學(xué)人工智能教育、推動(dòng)教育變革和創(chuàng)新發(fā)展提供參考。

      關(guān)鍵詞:人工智能;課程建設(shè);教學(xué)實(shí)踐

      中圖分類號(hào):G642 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

      文章編號(hào):1009-3044(2020)17-0179-02

      1 中學(xué)人工智能教育現(xiàn)狀及背景分析

      近年來(lái),人工智能技術(shù)正加速改變我們的生活。新一代人工智能快速崛起,引發(fā)了世界各國(guó)的高度關(guān)注,陸續(xù)出臺(tái)了人工智能相關(guān)政策和規(guī)劃。發(fā)展人工智能技術(shù),人才培養(yǎng)是關(guān)鍵一環(huán)。很多國(guó)家都開始制定人工智能人才培養(yǎng)方案,并提出了中小學(xué)階段人工智能教育的要求和政策。相比美國(guó)、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家,我國(guó)在人工智能課程安排等方面有很大的提升空間,同時(shí)人工智能高端技術(shù)人才的缺口也要求重視人工智能全民化教育和基礎(chǔ)教育。2017年7月,國(guó)務(wù)院《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》發(fā)布,明確指出“實(shí)施全民智能教育項(xiàng)目,在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程,逐步推廣編程教育”,標(biāo)志著發(fā)展人工智能、推進(jìn)人工智能普及教育已上升為國(guó)家戰(zhàn)略。

      在科技進(jìn)步與社會(huì)需求的共同促進(jìn)下,從小學(xué)課堂到高等學(xué)府,人工智能教育已遍地開花。人工智能教育經(jīng)歷了萌芽階段和探索階段,已經(jīng)進(jìn)入深入研究和實(shí)踐階段。但目前我國(guó)中學(xué)人工智能課程建設(shè)并不完善,符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的學(xué)習(xí)內(nèi)容未成體系;很多老師希望開展并實(shí)施好人工智能課程,但缺乏相關(guān)資源以及可供參考、借鑒的案例;而社會(huì)力量提供的各類資源良莠不齊,是否適用,如何合理運(yùn)用均有待考證。為普及人工智能教育,亟需加大課程建設(shè)力度,開發(fā)課程資源,并展開相應(yīng)的教學(xué)實(shí)踐。

      2 校本化解讀

      《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》倡導(dǎo)以“課程”形態(tài)推進(jìn)中小學(xué)人工智能教育,同時(shí),在《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》中,“人工智能初步”作為選擇性必修模塊進(jìn)入高中課程方案,這說(shuō)明中學(xué)人工智能普及教育要納入常規(guī)教學(xué),讓每個(gè)學(xué)生對(duì)人工智能都有基本的意識(shí)、基本的概念、基本的素養(yǎng)和基本的興趣。有了普及,就有了豐厚的土壤,才有可能長(zhǎng)出參天大樹,進(jìn)而達(dá)到為國(guó)家人工智能發(fā)展培育種子力量的目的。

      我們從學(xué)生的興趣愛(ài)好、知識(shí)儲(chǔ)備、認(rèn)知特點(diǎn)和思維水平等方面進(jìn)行了學(xué)情分析,依據(jù)分析結(jié)果,認(rèn)為應(yīng)當(dāng)以人工智能教育資源建設(shè)為起點(diǎn),整合適配中學(xué)學(xué)段的人工智能知識(shí)體系,在有限的課時(shí)內(nèi),盡可能涵蓋生活中常見(jiàn)的人工智能應(yīng)用場(chǎng)景。人工智能課程的教學(xué)內(nèi)容主要包括:基礎(chǔ)知識(shí)、機(jī)器學(xué)習(xí)、語(yǔ)音技術(shù)(語(yǔ)音識(shí)別和語(yǔ)音合成)、自然語(yǔ)言處理、機(jī)器視覺(jué)(人臉識(shí)別、文字識(shí)別等模式識(shí)別)等人工智能技術(shù)的學(xué)習(xí)。期間也會(huì)觸及云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)應(yīng)用。此外,人工智能技術(shù)的強(qiáng)大遠(yuǎn)不止改變我們的生活那么簡(jiǎn)單,事實(shí)上,在為人們帶來(lái)空前便利的同時(shí),也帶來(lái)了前所未有的棘手問(wèn)題,因而倫理與社會(huì)問(wèn)題的討論是課程中必不可少的一部分內(nèi)容。豐富的課程設(shè)置,能夠讓學(xué)生在體驗(yàn)中掌握現(xiàn)有技術(shù)的應(yīng)用,同時(shí)理解技術(shù)背后的相關(guān)原理,并能合理運(yùn)用人工智能技術(shù)解決真實(shí)問(wèn)題,以促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造力和思維方式的發(fā)展與轉(zhuǎn)變。

      3 教學(xué)實(shí)踐與思考

      課程實(shí)施不僅要有先進(jìn)的理念,更要能落地,能進(jìn)入課堂,能幫助學(xué)生更好地適應(yīng)人工智能時(shí)代的發(fā)展需要。教學(xué)實(shí)踐中,我們?cè)谝韵聨讉€(gè)方面進(jìn)行了嘗試和突破。

      3.1 以情境式教學(xué)感知人工智能

      在真實(shí)情境下的體驗(yàn)感知是學(xué)習(xí)人工智能的第一個(gè)環(huán)節(jié)。隨著技術(shù)的飛速發(fā)展和智能化的普及,智能產(chǎn)品層出不窮。動(dòng)手體驗(yàn)各種智能工具,不僅可以讓學(xué)生直觀感受人工智能技術(shù)給社會(huì)生活帶來(lái)的影響,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,還可以讓學(xué)生掌握常見(jiàn)智能工具的使用方法,來(lái)服務(wù)生活。

      教學(xué)過(guò)程中,建議使用真實(shí)的智能產(chǎn)品,以便學(xué)生親身體驗(yàn)和實(shí)際操作。例如,在學(xué)習(xí)語(yǔ)音技術(shù)時(shí),可以將智能故事機(jī)帶入課堂,只需5分鐘,就足以訓(xùn)練它“以假亂真”替老師開口說(shuō)話。在知道了故事機(jī)的功能并學(xué)會(huì)使用后,組織學(xué)生討論、交流其中包含了哪些技術(shù)應(yīng)用,還可以有哪些應(yīng)用場(chǎng)景。例如,運(yùn)用智能聲音模仿技術(shù)可以幫助遠(yuǎn)在異地的父母,用自己的聲音為孩子講海量睡前故事等。在充分感受應(yīng)用價(jià)值后,再組織學(xué)生討論語(yǔ)音技術(shù)可能存在的問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)深入的思考和交流,培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力,增強(qiáng)學(xué)生的信息道德與信息安全意識(shí)。

      3.2 以探究式教學(xué)實(shí)踐人工智能

      在體驗(yàn)感知的基礎(chǔ)上,探尋人工智能技術(shù)背后的原理和方法是學(xué)習(xí)的第二個(gè)環(huán)節(jié)。一般來(lái)說(shuō),學(xué)生對(duì)理論學(xué)習(xí)缺乏興趣,主動(dòng)思考的動(dòng)力不足,一方面是因?yàn)槔碚搶W(xué)習(xí)相對(duì)枯燥,另一方面也是因?yàn)橛行┘夹g(shù)思想,對(duì)于中學(xué)生而言理解起來(lái)確實(shí)有一定的難度。為此我們嘗試用簡(jiǎn)化的模型來(lái)替代原本復(fù)雜的問(wèn)題,然后讓學(xué)生通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐,來(lái)親歷技術(shù)系統(tǒng)的基本邏輯流程,幫助學(xué)生在自主探究的過(guò)程中習(xí)得學(xué)習(xí)內(nèi)容。

      例如在學(xué)習(xí)人臉識(shí)別技術(shù)時(shí),學(xué)生首先通過(guò)拍攝或上傳照片建立人臉數(shù)據(jù)庫(kù)、訓(xùn)練特征模型,接下來(lái)對(duì)待檢測(cè)的目標(biāo)進(jìn)行圖像采集和特征提取,最后將總結(jié)出來(lái)的特征和已經(jīng)掌握的特征庫(kù)進(jìn)行比對(duì),從而實(shí)現(xiàn)辨別。在學(xué)習(xí)的過(guò)程中,學(xué)生不僅享受到動(dòng)手實(shí)踐的樂(lè)趣,而且深入到工作流程的每一個(gè)環(huán)節(jié),經(jīng)過(guò)一系列的實(shí)踐與思考最終認(rèn)識(shí)了人臉識(shí)別系統(tǒng)的主要功能模塊,總結(jié)出了人臉識(shí)別的關(guān)鍵步驟。

      我們不是要把每個(gè)學(xué)生都培養(yǎng)成人工智能專家或者計(jì)算機(jī)專家,那么教學(xué)中為什么要引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷探究與發(fā)現(xiàn)的過(guò)程呢?原因很簡(jiǎn)單,因?yàn)樵诶斫饧夹g(shù)原理之外,還有更重要的目標(biāo)要去實(shí)現(xiàn),那就是發(fā)展學(xué)生的計(jì)算思維能力。計(jì)算思維是區(qū)別于以數(shù)學(xué)為代表的邏輯思維,和以物理為代表的實(shí)證思維之外的第三種思維模式。思維方式的發(fā)展與轉(zhuǎn)變,在某種意義上更依賴于探究活動(dòng)的參與,以及在活動(dòng)中累計(jì)、提升出來(lái)的直接經(jīng)驗(yàn)。

      3.3 以項(xiàng)目式教學(xué)應(yīng)用人工智能

      程序驅(qū)動(dòng)的數(shù)字化工具已經(jīng)深入到人們?nèi)粘I畹拿恳粋€(gè)方面,學(xué)生不僅要具備運(yùn)用這些工具的意識(shí)和能力,知道這些工具的運(yùn)行機(jī)制,及其背后的邏輯與結(jié)構(gòu),還可以嘗試重構(gòu)程序,運(yùn)用技術(shù)創(chuàng)新性形成新的問(wèn)題解決方案。因此,在學(xué)習(xí)的第三個(gè)環(huán)節(jié),學(xué)生要自主設(shè)計(jì)程序作品以加深對(duì)知識(shí)、技能的理解和掌握,學(xué)習(xí)獨(dú)立思考、解決有一定難度的實(shí)際問(wèn)題。

      學(xué)生先通過(guò)編程來(lái)模仿生活中的智能應(yīng)用場(chǎng)景或某個(gè)產(chǎn)品的功能,例如模擬停車場(chǎng)在識(shí)別車牌號(hào)后顯示繳費(fèi)信息的場(chǎng)景、編寫程序?qū)崿F(xiàn)智能音箱的功能等。先模仿再創(chuàng)作,是一個(gè)必經(jīng)的學(xué)習(xí)過(guò)程。在理清人工智能產(chǎn)品的開發(fā)思路后,學(xué)生便可以著手創(chuàng)作開放性程序作品,從問(wèn)題提出、項(xiàng)目分析,到項(xiàng)目解決、項(xiàng)目總結(jié),再到項(xiàng)目評(píng)價(jià),每個(gè)步驟都不能少。例如應(yīng)用了語(yǔ)音技術(shù)的學(xué)生程序作品《校園導(dǎo)覽》對(duì)于我校師生來(lái)說(shuō)會(huì)覺(jué)得它非常親切,而其他的朋友可以通過(guò)它了解我們的學(xué)校。開放式程序作品是作業(yè),也是具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的產(chǎn)品,更是學(xué)以致用和技術(shù)服務(wù)生活最好的注解。

      3.4 教學(xué)資源推薦

      人工智能的學(xué)習(xí)離不開學(xué)習(xí)環(huán)境、學(xué)習(xí)資源的支撐與保障。為了能夠幫助更多教師開設(shè)好人工智能課程,下面將我們已經(jīng)實(shí)踐過(guò)的平臺(tái)資源做一個(gè)分享。

      (1)應(yīng)用體驗(yàn)資源

      免費(fèi)的人工智能體驗(yàn)平臺(tái)主要有微信小程序及網(wǎng)站平臺(tái)兩種形式。微信小程序有百度AI體驗(yàn)中心、騰訊AI體驗(yàn)中心、網(wǎng)易AI體驗(yàn)中心、曠視AI體驗(yàn)中心、訊飛AI體驗(yàn)棧等。這些適合能夠使用手機(jī)或者平板電腦上課的情況,操作簡(jiǎn)便、功能多、效果好。如果上課時(shí)不能使用移動(dòng)設(shè)備,可以在計(jì)算機(jī)上訪問(wèn)網(wǎng)頁(yè)版體驗(yàn)平臺(tái),例如百度AI、騰訊AI、曠視AI、訊飛AI等平臺(tái)。

      (2)原理學(xué)習(xí)資源

      相對(duì)于體驗(yàn)平臺(tái),原理學(xué)習(xí)資源非常少。目前可用于原理學(xué)習(xí)的相關(guān)資源主要有編程貓的AI2.0以及teachable-machine等少數(shù)平臺(tái),能夠?qū)崿F(xiàn)的原理也主要是簡(jiǎn)單的機(jī)器學(xué)習(xí)。

      (3)編程實(shí)踐資源

      無(wú)論是信息技術(shù)課程還是人工智能課程,目前編程語(yǔ)言的選擇主要為以Scratch為代表的圖形化編程和以Python為代表的代碼編程。在此,推薦若干平臺(tái)供老師們參考。

      Scratch3原始版本:包含了語(yǔ)音合成與機(jī)器翻譯兩個(gè)人工智能模塊。版本穩(wěn)定,功能較少,可以用于語(yǔ)音合成與機(jī)器翻譯兩個(gè)內(nèi)容的教學(xué)實(shí)踐,但很難滿足更多內(nèi)容。

      KittenBlock:人工智能模塊相對(duì)較多,包含人臉識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別與合成、機(jī)器翻譯、機(jī)器學(xué)習(xí)等模塊。尤其是人臉識(shí)別模塊和機(jī)器學(xué)習(xí)模塊表現(xiàn)出色。例如:人臉識(shí)別模塊除了能夠?qū)崿F(xiàn)大多數(shù)平臺(tái)提供的年齡、性別、表情檢測(cè)等功能外,還加入了人臉對(duì)比、人臉?biāo)阉鞯壬钪薪?jīng)常使用的功能,更有助于學(xué)生將所學(xué)內(nèi)容與生活相結(jié)合。

      慧編程:該平臺(tái)的特點(diǎn)是機(jī)器學(xué)習(xí)模塊,其中模型訓(xùn)練的部分不是通過(guò)改寫參數(shù)來(lái)完成(改寫參數(shù)對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)不夠直觀,不利于理解機(jī)器學(xué)習(xí)的過(guò)程),而是通過(guò)可視化的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

      編程貓:軟件中包含的素材元素很美觀,受學(xué)生歡迎。其中AI2.0與Gameai兩個(gè)機(jī)器學(xué)習(xí)模塊表現(xiàn)優(yōu)秀,能夠幫助學(xué)生比較直觀的理解深度學(xué)習(xí)、監(jiān)督學(xué)習(xí)、無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)等概念。

      Python:從算法與代碼的角度幫助學(xué)生理解人工智能相關(guān)應(yīng)用的具體實(shí)現(xiàn)方法。環(huán)境調(diào)試、各種人工智能庫(kù)函數(shù)的安裝與使用是使用Python環(huán)境所要面臨的挑戰(zhàn)。

      以上幾個(gè)平臺(tái)目前為免費(fèi)使用,可以降低學(xué)習(xí)成本。但是,在穩(wěn)定性和功能擴(kuò)展等方面存在一定的問(wèn)題。有條件的學(xué)??梢愿鶕?jù)課程內(nèi)容,自主設(shè)計(jì)、開發(fā)相關(guān)編程實(shí)踐平臺(tái)。

      目前,人工智能教育研究已引起廣大教育工作者和學(xué)者的普遍關(guān)注,研究的深度和廣度日益增加。希望我們?cè)谥袑W(xué)人工智能教育實(shí)踐中的一些認(rèn)識(shí)和思考,能對(duì)老師們有所啟發(fā)和幫助。不當(dāng)之處,敬請(qǐng)批評(píng)指正。

      【通聯(lián)編輯:光文玲】

      猜你喜歡
      課程建設(shè)教學(xué)實(shí)踐人工智能
      人工智能與就業(yè)
      淺論高中化學(xué)生活化教學(xué)的實(shí)踐與思考
      淺談初中物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)
      測(cè)量平差課程教學(xué)改革探討與實(shí)踐
      基于卓越計(jì)劃的金屬結(jié)構(gòu)材料課程實(shí)踐化改革與建設(shè)
      資源、生態(tài)與環(huán)境學(xué)科群體系下普通地質(zhì)學(xué)課程建設(shè)思考
      海丰县| 舞钢市| 黎城县| 梅州市| 渭南市| 波密县| 石河子市| 大关县| 泰兴市| 昆山市| 汕头市| 哈巴河县| 黄梅县| 海南省| 湖南省| 牟定县| 台东县| 扎囊县| 秭归县| 吉木萨尔县| 读书| 武功县| 宝鸡市| 互助| 喀喇| 榆林市| 内江市| 松潘县| 潞城市| 湘乡市| 易门县| 贵阳市| 响水县| 宿州市| 青川县| 宁海县| 宝坻区| 萝北县| 绥中县| 青浦区| 轮台县|