基于混合學習的初中人工智能模塊教學策略探究

鮑瑩瑩

摘要：信息時代多元化技術平臺的出現，打破了常規的教學思路，為人工智能模塊教學帶來很多機遇與挑戰。本文在分析當前人工智能模塊教學現狀及問題的基礎上，依據混合學習理論，借助多元化平臺，構建了基于混合學習的初中人工智能模塊教學框架，并分析其實踐效果及實施中的關注點。

關鍵詞：人工智能;混合學習;多元化平臺;教學策略

中圖分類號：G434 ?文獻標識碼：A ?論文編號：1674-2117（2022）13-0046-03

《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》指出，面對數字時代的發展需求，在中小學信息科技課程中引導學生認識現代信息科技對人類社會的貢獻與挑戰，在初中階段開展人工智能課程，通過案例分析，理解人工智能的應用、原理等。因此，如何更好地實施人工智能教學成為一線教師關注的熱門話題。

● 人工智能模塊教學現狀

1.“重技術，輕創新”的傳統教學問題凸顯

當前大部分人工智能課堂教學方式、教學思路多采用任務驅動、主題教學等方式，教師在講授人工智能背后的原理時忽視學生已有的經驗、認知，常以直接講授、剖析為主，在利用硬件設備進行實踐探索時，常忽視學生自主探究，多以模仿教學為主，沒有真正達到提升學生計算思維的教學目標。

2.人工智能模塊結構及資源缺乏系統性

雖然從小學到高中的各個學段教材中均有涉及人工智能的案例，但對其背后的原理及其運行機制的講解并不深入;各學段的人工智能教學內容比較獨立，知識點比較碎片化，缺乏連貫性;受各類硬件、平臺的技術的限制，課程教學缺乏系統的資源。

3.人工智能的個性化學習品質有待提升

人工智能課的教學最終目標是培養學生創新意識，提升學生借助技術創造性解決學習、生活問題的能力。但在實際課堂教學中，很多教師忽視了學生在學習過程中出現的個性化問題，使得學生的個性化學習得不到真正意義上的保證。

● 基于多元平臺的混合學習教學策略構建

基于上述對初中階段人工智能教學中問題的分析，結合混合學習理論，筆者將線上平臺資源的學習與線下課堂中協作探究相結合，構建了初中人工智能模塊教學框架，教學框架如下頁圖所示。

1.課前多元平臺資源學習

教師將針對某一知識點制作的微課上傳到互動教學平臺，同時也可以構建學校的資源庫平臺。多元化平臺上的資源可以是學生根據教師提供的問題搜集到的一手資料，可以是任課教師圍繞教學主題提供給學生的知識點講解，也可以是依據云課堂提供的共享資源。

2.課堂項目探討深度學習

課堂中，教師設置的任務要緊緊圍繞課前搜集的相關資料及學生自主學習的情況反饋，調整教學任務、教學環節。課前基礎知識的微課、資源學習，有利于在課堂中深度學習的開展，在復雜任務完成的同時，關注學生個性化問題的解決情況，培養學生創新性思維等高階思維能力。這也是微課在翻轉課堂教學模式中的應用，除此之外，關注學生實時學習行為的反饋，在啟發指導環節，教師可以借助多媒體技術幫助學生將抽象知識轉化為直觀生動便于理解的內容，也可以提供虛擬場景，引導學生對情境問題沉浸式體驗、解決。

3.課后討論反饋智慧共生

在教學反饋環節，學生可以借助互動教學平臺上傳自己或本組的作業。另外，課后學生可通過微信群、QQ群等進行學習情況的反饋，教師根據學生的反饋調節平臺上的微課、資源等，將學生容易出現的問題及時梳理、歸納成案例庫并上傳到平臺，以便于資源共享，實現對新知的智慧共生。

● 初中人工智能模塊混合學習實踐探索

下面，筆者以初中人工智能模塊初始課《初識人工智能》一課為例，探討混合學習模式下的教學效果。

1.教材內容

本節課是人工智能初始課，重在引導學生對人工智能有清晰的理解和認識，為后面學習人工智能背后算法等深層次知識做鋪墊。本節課內容偏理論，但如果一味地進行概念解釋和應用案例介紹勢必降低學生興趣和主動探究的參與度，因此結合線上自主學習和線下協作操作的體驗，提升學生信息意識與計算思維能力。

2.教學目標

基于信息核心素養四個維度，將本節課的教學目標設定為：通過體驗、對比人工智能識物的過程與結果，了解人工智能概念，提高信息意識;通過對比人類學習過程，抽象、概括機器學習的一般過程，提升計算思維能力;能夠借助百度AI平臺及圖形編程軟件搭建簡單的圖像識別模型，提高數字化學習與創新能力;能夠在不同案例的分析中說出生活中人工智能的應用及優勢，辯證看待人工智能技術，增強信息社會責任意識。

3.教學流程

（1）課前資源的自主學習

初中生的思維發展處于形象到抽象的形成階段，在現實生活中，大部分學生接觸過人工智能的應用，如指紋識別、人臉識別、語音識別等，對人工智能有直接的體驗感受。因此，在課前資源的設計中，應注重對人工智能概念的抽象、概括，以微課的形式介紹人工智能的特征、背后原理，讓學生對模擬信號、數字信息化表示等進行深入探討與理解。學生可根據自我掌握、理解情況對微課進行反復學習或跳躍學習，真正做到個性化學習。

（2）課堂項目探討協作學習

教師通過收集學生課前學習反饋的數據，制訂課堂深度探討的項目。

活動①：感受人工智能，分享應用案例。學生以小組為單位，匯集本組課前搜集的人工智能的案例，暢談人工智能技術給生活、學習等帶來的便利。教師呈現課前學生上傳到互動教學平臺上的資料并分享。

活動②：認識人工智能，剖析背后的工作原理。通過對案例共同特征的分析，類比人腦在圖像識別過程中的認知流程，提煉出計算機在識物時的工作過程。此環節教師引導學生用思維導圖的方式呈現，可提供智能技術支持的問答系統、人臉識別系統等工作視頻幫助學生理解。

活動③：實踐人工智能，體驗人工智能編程過程。引導學生通過體驗百度AI編程模塊，利用圖形化編程工具+平臺搭建簡單的圖像識別模型，并進行測試。此環節為實踐操作內容，讓學生在感知現有圖像識別技術的同時，嘗試自己搭建模型，針對基礎比較好的學生可引導其添加新功能，完善現有人工智能技術的應用，對人工智能技術進行深度思考與實踐提升操作。

活動④：遵守人工智能使用規范，提升信息社會責任意識。課堂上采用頭腦風暴形式，引導學生辯論人工智能技術是否應用越多越好？在應用過程中應遵循哪些法律法規？學生自行查閱資料交流討論，填寫在線文檔，小組間進行競賽。

（3）課后反饋交流學習遷移

課后，學生通過微信群對問題解決情況進行反饋，填寫教師提供的知識學習調查表，教師將學生的答案收集匯編，整合到互動教學平臺中，讓學習成果迭代共生。

實踐后的調查數據顯示，90%的學生在此學習過程中認為對人工智能的理解有了更進一步的認識，通過頭腦風暴環節能夠辯證地看待人工智能在各領域的應用;88.5%的學生在軟件操作環節，利用編程開發圖像識別的程序，認為在團隊合作中鍛煉了自己的動手操作、表達交流能力等。總的來說，大部分學生愿意參與混合式學習活動。

● 教學實踐反思與展望

人工智能教育是社會發展趨勢的必然要求，中小學人工智能教育在實際教學中應注重以下環節的設置：

在技術層面，人工智能課程應以提升學生智能思維、創新能力為主要教學目標，多元化技術、平臺在教學中的應用是否達到預期的教學效果，是衡量信息化手段是否合理的依據。

在教師層面，應關注引入信息化手段教學中自身教學方法、教學思路的轉變，要關注能夠運用信息技術手段為實現教學目標而進行教學資源開發、設計、實施、管理、診斷、評價、研究等能力。

在教學任務層面，應注意引導學生對當前任務有明確的認知，提升學生興趣度和參與度。

在教學評價層面，不僅要觀察課堂上面對面的問答、任務完成情況，更要關注到打破時間、空間局限的線上學習行為，做到全面、動態地考查。

當今時代，為提升學生適應信息化發展步伐的能力，人工智能等前沿技術在教學中的滲入至關重要，借助智能技術手段進行人工智能知識的講解，是重要且亟待解決的教育問題。本文提出的基于混合學習理論的人工智能教學策略期待在今后的實踐操作中能夠在課程體系、教學評價指標等方面變得更加完善。

參考文獻：

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