高中《人工智能初步》教學的三種常用模式

【摘要】作為高中信息技術(shù)領(lǐng)域新的選修模塊，《人工智能初步》旨在培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)與人文素養(yǎng)。但該課程目前的教學狀況不盡如人意，亟待可借鑒的教學模式。針對課程教學過程中出現(xiàn)的問題，文章著重介紹三種常用的教學模式，結(jié)合具體的教學實例，為它們在《人工智能初步》教學中的應用拋磚引玉。

【關(guān)鍵詞】教學模式；情景；問題；案例

【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】B 【論文編號】1009—8097 (2008) 08—0051—03

在2003年頒布的高中技術(shù)課程標準中，教育部把“人工智能初步” 作為技術(shù)領(lǐng)域的選修模塊，旨在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和綜合實踐能力。但受各地的硬件條件、教材、教師以及教學模式等因素的影響，教學情況并不令人滿意。隨著硬件條件、教材、教師等問題的逐步解決，我們更需要有效的教學模式。現(xiàn)有的教學模式更多的是以“教師為中心”的“講授”式教學模式，在這種教學模式下老師是主動的刺激施予者，學生是被動的刺激接受者。這種模式違背了認知學習理論，即人的認知不是由外部刺激直接給予的，而是由外部刺激和認知主體內(nèi)部心理過程相互作用產(chǎn)生的，學生不應是外部刺激的被動接受器，而應是主動地對外部刺激所提供的信息進行選擇性加工的主體。這種模式下的教學，容易出現(xiàn)以下問題:其一，脫離日常生活。“講授”式教學的一種表現(xiàn)是教師照本宣科。在這個過程中，學生很難發(fā)現(xiàn)教學內(nèi)容與實際生活的聯(lián)系，從而對相關(guān)知識能否在實際生活中應用產(chǎn)生了迷惑；其二，缺少探索。“講授”式教學使學生認為教材就是真理，教師所講都是對的，不容質(zhì)疑。這無疑限制了學生的思維，培養(yǎng)出來的多是知識型的人才，很少具有探索精神；其三，缺乏幫助學習者知識建構(gòu)的實例。“講授”式教學以教師的簡單講授為主，沒有具體實例幫助講解。面對晦澀難懂的內(nèi)容時，學生往往無所適從。以上問題的解決都歸結(jié)為一點：新課程需要新的教學模式。

考慮到此課程、學習者及現(xiàn)有教學的特點，并結(jié)合教學中出現(xiàn)的問題以及教學模式的特點，本文著重介紹三種常用的教學模式（情景化教學模式、基于問題的教學模式和基于案例的教學模式）。

一 “情景化教學模式”——回歸日常生活是關(guān)鍵

美國著名情景認知研究專家，布朗，柯林斯和杜吉德認為：“學習和思維都是基于情景的，他們不能孤立地鑲嵌在大腦之中，而是通過情境中的文化活動或工具發(fā)生在人類的大腦中。知識必須在真實情景中呈現(xiàn)，在包含知識的真實場景和問題解決中呈現(xiàn)，才能激發(fā)學習者真正的認知需要。”[1]根據(jù)情景認知理論人們提出了“情景化教學模式”。該教學模式強調(diào)情景的真實性，知識是一種社會構(gòu)建，并表現(xiàn)在人們的共同體互動中，學習是一種積極參與學習共同體/時間共同體和積極互動的過程，學習者在學習過程中清晰表達理解和反思，教師的角色是促幫者，以及真實的評價。

這種模式適用于與實際生活密切相關(guān)知識的學習，能促進學習者形成對某事物的正確態(tài)度。“知識及其表達” [2]是《人工智能初步》的關(guān)鍵，是本課程教學的前提，也是促使學生形成對人工智能的正確態(tài)度和進行人文素養(yǎng)建構(gòu)的關(guān)鍵。其學習內(nèi)容與實際生活密切相關(guān)，適于用“情景化教學模式”進行教學。

其教學流程可以簡單地歸結(jié)為：創(chuàng)設(shè)情景 資料呈現(xiàn) 討論總結(jié)。以“‘人工智能’的概念及特點”為例，教學過程設(shè)計如下：

教學過程中要注意以下問題：教師創(chuàng)設(shè)的情景一定要與生活密切相關(guān)，不能遠離生活。呈現(xiàn)教學材料時，教師要注意對時間的控制。討論時，教師作為討論的組織者，應激勵學生踴躍發(fā)言，不宜過早下結(jié)論。

二 “基于問題的教學模式”——“問題探索”是核心

“基于問題的教學模式”指基于問題的學習模式，“是把教學/學習置于復雜的、有意義的問題情境中，通過讓學生以小組合作的形式共同解決復雜的、實際的或真實的問題，來學習隱含于問題背后的知識，發(fā)展解決問題能力的一種教學/學習模式。”[3]該模式有以下特征：以問題為中心組織教學并作為學習的驅(qū)動力，把真實的/劣構(gòu)的問題作為發(fā)展學生解決問題能力的手段，學生以小組的形式進行學習，教師作為學生的輔助者和引導者。該模式旨在通過解決問題提高學生的自主學習能力，以小組合作的形式提高學生的人際交往和團隊合作能力。

這種模式適用于復雜抽象的知識的學習，使學生在解決實際問題的過程中習得知識。作為《人工智能初步》內(nèi)容的核心，“人工智能語言與問題求解” [4]的教學重點和難點是人工智能語言中遞歸的運行機理、設(shè)計程序解決簡單問題以及啟發(fā)式搜索的基本思想及其優(yōu)點。該部分較抽象難懂，但在現(xiàn)實中的應用較多，我們可以借助“基于問題的教學模式”進行教學。

其教學流程可歸結(jié)為：創(chuàng)設(shè)情景，提出問題 組織分工、分析問題、查找資料 探究并解決問題 展示結(jié)果、成果匯總 評價、反饋。以“啟發(fā)式搜索”為例，教學過程如下：

教學過程中要注意以下問題：提出的問題應該與教學內(nèi)容相對應，且問題的難度要適中；應依據(jù)學生的特點進行異質(zhì)分組；問題的解答應該是學生共同努力的結(jié)果，不應該是少數(shù)學生的“功勞”；教師要對學生的討論進行調(diào)控，以免偏題；教師要注意評價的程度，留給學生進一步思考的空間。

三 “基于案例的教學模式”——“基于案例”是難點的解決方案

案例教學（Case Method of Teaching）的思想來源于基于問題的學習和強調(diào)以學生為中心的合作學習，是“根據(jù)一定的教學目標，選擇合適的案例進行教學的一種教學方法。它的主要特征有：學生是教學的中心，教師的身份是促進者、組織者與資源的提供者；以教學案例為載體，以學生的積極參與為前提；以培養(yǎng)學生批判性、分析思維能力、總結(jié)、說服能力以及自信心為目標；將學生置于真實的問題情景之中，強化學生主動參與，幫助學生將所學的內(nèi)容與真實的生活相連接。”[5]

這種模式適用于復雜、難度大卻應用較多的教學內(nèi)容。“推理與專家系統(tǒng)” [6]是《人工智能初步》內(nèi)容的難點，涉及的專家系統(tǒng)需要較高的專業(yè)知識，且內(nèi)容較新。課程不會要求學生設(shè)計出一個專家系統(tǒng)，但相關(guān)的實際案例較多，我們可以借助“基于案例的教學模式”進行教學。

其教學流程可以歸結(jié)為：課前準備 課堂教學 反思評價。以“認識專家系統(tǒng)”的教學內(nèi)容為例，教學過程如下：

教學過程中要注意以下問題：準備工作要充分。特別是要讓學生積極主動地準備；教師要從案例入手，提出的問題一定要緊扣教學內(nèi)容，難度適中；教師要對討論的時間和內(nèi)容進行調(diào)控；評價過程中獎懲適當，注意引導學生進行自我評價。

《人工智能初步》是一門研究運用計算機模擬和延伸人腦功能的綜合性學科。它包含的內(nèi)容廣泛，因此教師在教學的時候也不能千篇一律。可供選擇的模式很多，本文選擇了三種較常見且具代表性的進行論述，《人工智能初步》的每個主題對應的教學模式不是固定的，一個主題可用多種教學模式進行教學。本文目的有二：其一，說明教師要根據(jù)教學內(nèi)容選擇教學模式，而不應只用單一不變的模式；其二，為教學模式在《人工智能初步》課程教學中的應用拋磚引玉。隨著信息技術(shù)課程的發(fā)展，《人工智能初步》的內(nèi)容會更加豐富和完整，會有更多的教學模式應用于其中。并且這種趨勢很有可能擴展到其它信息技術(shù)課程。那時，我們更應注重多種教學模式的配合，而多種模式相配合所起的作用也會日臻明顯。

參考文獻

[1] 鐘志賢.信息化教學模式——理論建構(gòu)與實踐例說[M].北京:教育科學出版社.2005，12:253.

[2] 李藝.信息技術(shù)教學研究與案例[M]. 北京:高等教育出版社. 2006，12:185.

[3] 鐘志賢.信息化教學模式——理論建構(gòu)與實踐例說[M].北京:教育科學出版社.2005，12:147.

[4] 李藝.信息技術(shù)教學研究與案例[M]. 北京：高等教育出版社.2006，12:197.

[5] 鐘志賢.信息化教學模式——理論建構(gòu)與實踐例說[M].北京:教育科學出版社.2005，12:232.

[6] 李藝.信息技術(shù)教學研究與案例[M]. 北京:高等教育出版社.2006，12:190.