人工智能教學對中學生計算思維培養(yǎng)的影響研究

計算思維是人工智能時代人才必備的重要素養(yǎng)，中學階段人工智能教學的開展給計算思維的培育帶來了新的契機。以人工智能案例驅(qū)動的Python編程教學為例，其從拆分問題、設(shè)計算法到使用Python語言實現(xiàn)方案的教學過程，不僅可培養(yǎng)學生的計算思維能力，還可激發(fā)學生們學習Python和了解人工智能背后核心技術(shù)原理的興趣。對此，相關(guān)人員應探究人工智能教學對中學生計算思維培養(yǎng)的影響、人工智能教學賦能中學生計算思維培養(yǎng)的路徑等，以有效發(fā)揮人工智能教學在中學生計算思維培養(yǎng)中的作用。由李福華、李曉巖著的《人工智能教育應用理論與實踐》一書，在系統(tǒng)梳理國內(nèi)外人工智能教育應用相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，提出了人工智能教育應用本體論、認識論、實踐論和方法論的研究框架，對研究人工智能教學對中學生計算思維培養(yǎng)的影響、人工智能教學賦能中學生計算思維培養(yǎng)的路徑等有一定的借鑒意義。具體而言，該書具有以下幾方面特征。

立足本體論，闡明人工智能教育應用“是什么”。一方面，該書從多個維度闡釋了人工智能教育應用的內(nèi)涵。例如，就教育目標與理念角度指出人工智能教育應用旨在培養(yǎng)適應未來社會發(fā)展需求的人才；就教育形態(tài)角度指出人工智能教育應用旨在打破傳統(tǒng)的教育形態(tài)，推動教育朝著更加開放、靈活和創(chuàng)新的方向發(fā)展；就教育過程角度指出人工智能教育應用可創(chuàng)設(shè)智能教育環(huán)境、形成智能教育評價、生成智能教師助理等。另一方面，該書從多角度分析人工智能教育應用的理論與技術(shù)支撐。例如，聚焦建構(gòu)主義學習理論、人本主義學習理論、多元智能理論、腦科學/認知經(jīng)科學、個性化學習，闡明人工智能教育應用的理論支撐；聚焦Web技術(shù)、人工智能技術(shù)、仿生技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、學習者建模技術(shù)，闡明人工智能教育應用的技術(shù)支撐；聚焦計算機輔助教育、網(wǎng)絡(luò)教育、移動教育、泛在學習，闡明人工智能教育應用的教育技術(shù)基礎(chǔ)。這可幫助讀者快速了解人工智能教育應用\"“是什么”。

立足認識論，明晰“哪些是”人工智能教育應用。一方面，該書指出人工智能如何支持教。例如，該書結(jié)合人工智能支持人類學習的多維分析、人類學習機制與機器學習機制的比較研究、EAI對人類學習機制的兩種支持性效應探究，呈現(xiàn)人工智能對教育的支持。另一方面，該書指出人工智能如何支持學。例如，該書通過分析人工智能在教學領(lǐng)域中的典型應用、人工智能教育應用教學與學習的可能途徑、人工智能帶來的教學變革，呈現(xiàn)了人工智能對課堂教學的支持。這可幫助讀者有效區(qū)分“哪些是”人工智能教育應用。

立足實踐論，闡釋人工智能教育應用“做什么”。一方面，通過探討場景驅(qū)動的人工智能教育培養(yǎng)路徑，如明確人工智能教育應用場景的融人層次、加強人工智能時代的未來教師培養(yǎng)、制定人工智能教育培養(yǎng)目標、開發(fā)人工智能教育課程等，指出人工智能教育應用“做什么”。另一方面，通過探討“人工智能 + 教育”創(chuàng)新實踐，如智能時代人機協(xié)同的雙師模式、產(chǎn)學研合作協(xié)同育人新模式、自適應學習系統(tǒng)與智能教學、“人工智能 + 教育”創(chuàng)客課程等，指出闡釋人工智能教育應用“做什么”。這為讀者進一步了解人工智能教育應用提供了窗口。

立足方法論，指出人工智能教育應用“怎樣做”。該書為強調(diào)人工智能教育應用的范圍，特意對人工智能教育應用倫理進行深入探析，旨在從倫理角度指出人工智能教育應用“怎樣做”。例如，該書探討了大數(shù)據(jù)的倫理爭議、數(shù)據(jù)開放與隱私護的倫理困境、解決數(shù)據(jù)和隱私護問題的基本思路，力圖通過解決數(shù)據(jù)和隱私護問題提升人工智能教育應用成效；探討了教育倫理新生態(tài)、未來發(fā)展中需要注意的倫理問題、未來需應對的倫理挑戰(zhàn)，啟發(fā)相關(guān)人員要時時警惕人工智能教育應用的新倫理問題；探討了人工智能與德育教育、人工智能與智育教育，以及人工智能與體育、美育和勞動教育，表明人工智能教育應用也要緊扣立德樹人這一根本任務(wù)與人全面發(fā)展的需求。