基于人工智能的小學(xué)科學(xué)教學(xué)改革探究

吳德友

摘??要：人工智能是研究計(jì)算機(jī)模擬人的智能的學(xué)科，是計(jì)算機(jī)學(xué)科的核心課程之一，在當(dāng)前人工智能課程教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)課是十分重要的環(huán)節(jié)，是對(duì)課程知識(shí)內(nèi)容的實(shí)踐延伸，通過(guò)實(shí)踐課程能夠深化學(xué)生對(duì)于人工智能的認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生實(shí)踐操作能力，因此，基于人工智能的小學(xué)科學(xué)是人工智能必不可少的環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：人工智能;小學(xué)科學(xué);教學(xué)改革

1基于人工智能的小學(xué)科學(xué)教學(xué)中存在的問(wèn)題

1.1集中式的教學(xué)方法

隨著新課改的深入，集中式的教學(xué)方式的弊端逐漸暴露出來(lái)，新時(shí)期教學(xué)注重學(xué)生的主體地位，教學(xué)活動(dòng)要在學(xué)生基礎(chǔ)上開(kāi)展，而集中式的課堂教學(xué)不能夠兼顧學(xué)生實(shí)際的知識(shí)水平與實(shí)踐操作能力，也忽視了學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，在教學(xué)時(shí)，統(tǒng)一管理很容易使學(xué)生失去積極性。學(xué)生之間存在差異，在理論知識(shí)的學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作能力上都具有不同的水平，教師在教學(xué)時(shí)沒(méi)有對(duì)學(xué)生實(shí)際情況進(jìn)行分析，導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)遇到各種各樣的困難，不但使課堂逐漸流于形式，而且降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，久而久之產(chǎn)生厭棄心理，對(duì)課堂的發(fā)展十分不利。

1.2單一化的評(píng)價(jià)方法

長(zhǎng)期以來(lái)，基于人工智能的小學(xué)科學(xué)的教學(xué)評(píng)價(jià)都是以教師為主，依據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作結(jié)果與實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行評(píng)價(jià)，這種評(píng)價(jià)方法具有單一性。課堂教學(xué)的評(píng)價(jià)應(yīng)當(dāng)將實(shí)驗(yàn)過(guò)程作為更重要的參考依據(jù)，而只注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評(píng)價(jià)方式不能有效檢測(cè)出學(xué)生人工智能相關(guān)的實(shí)踐操作能力，這主要體現(xiàn)在一部分學(xué)生自身缺乏自律性，在課堂上對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程敷衍了事，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后抄襲他人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)報(bào)告，更有些學(xué)生在課堂上不進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這導(dǎo)致人工智能課堂的教學(xué)流于形式，不能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。除此之外，由教師作為評(píng)價(jià)主體的評(píng)價(jià)模式忽視了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，沒(méi)有學(xué)生互評(píng)環(huán)節(jié)導(dǎo)致教學(xué)環(huán)節(jié)缺乏自主性與民主性，不能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

2基于人工智能的小學(xué)科學(xué)教學(xué)改革方法

2.1改變教學(xué)方法，提升學(xué)生積極性

基于人工智能的小學(xué)科學(xué)教學(xué)改革最主要的是要改革當(dāng)前教學(xué)方法，傳統(tǒng)的教學(xué)方法以教師為主體，學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)，在基于人工智能的小學(xué)科學(xué)教學(xué)中則體現(xiàn)為教師演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程，學(xué)生跟隨教師實(shí)驗(yàn)。在這種教學(xué)方式下，學(xué)生只是重復(fù)教師的實(shí)驗(yàn)，沒(méi)有自主創(chuàng)新的過(guò)程，課堂流于形式。因此，需要對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行改革，教師應(yīng)當(dāng)以學(xué)生為中心，重視學(xué)生的自主實(shí)驗(yàn)。在課堂上，學(xué)生應(yīng)當(dāng)是實(shí)驗(yàn)的執(zhí)行者，教師作為引導(dǎo)者的主要任務(wù)是確定實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)考核。除此之外，基于人工智能的小學(xué)科學(xué)教學(xué)可以帶入沉默教學(xué)法，沉默教學(xué)法強(qiáng)調(diào)發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)造知識(shí)，應(yīng)用在基于人工智能的小學(xué)科學(xué)教學(xué)中則體現(xiàn)為教師減少實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，由學(xué)生自己在試驗(yàn)中通過(guò)動(dòng)手操作提升實(shí)踐操作與自主思考能力，使其更快掌握運(yùn)用知識(shí)的能力。沉默教學(xué)法的優(yōu)點(diǎn)在于強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位，能夠促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與掌握，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的自主性與創(chuàng)新思維。而其缺點(diǎn)則在于忽視了教師的引導(dǎo)作用，影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的準(zhǔn)確性。在實(shí)際的教學(xué)中，可以將雙主體的教學(xué)理念與沉默教學(xué)法結(jié)合起來(lái)，以雙主體教學(xué)理念為基礎(chǔ)，在某些實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)采用沉默教學(xué)法。在實(shí)際教學(xué)時(shí)，教師規(guī)定實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)要求，而具體的實(shí)驗(yàn)方法與流程等由學(xué)生自主探究，激發(fā)學(xué)生自主思考，學(xué)生依照自己的思路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不但能提升自主學(xué)習(xí)的能力，還能夠激發(fā)試驗(yàn)積極性，使其在試驗(yàn)中有更多收獲。教師在指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)時(shí)不必強(qiáng)調(diào)太多實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)，要讓學(xué)生依據(jù)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這不但是學(xué)生對(duì)于自身知識(shí)的印證，也是一個(gè)查漏補(bǔ)缺的過(guò)程，除此以外，學(xué)生通過(guò)自主編程與資源搜索能夠?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。在實(shí)驗(yàn)評(píng)定時(shí)，教師先讓學(xué)生對(duì)自己的實(shí)驗(yàn)過(guò)程與實(shí)驗(yàn)結(jié)果展開(kāi)自評(píng)，再提出自己的觀點(diǎn)，這樣使學(xué)生在梳理自身知識(shí)的基礎(chǔ)上通過(guò)教師評(píng)定完成實(shí)驗(yàn)鑒定。

2.2改革實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?/p>

在基于人工智能的小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，教師要認(rèn)識(shí)到學(xué)生主體的差異性，在傳統(tǒng)集中式教學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，教師在制定實(shí)驗(yàn)題目時(shí)要考慮到學(xué)生之間的差異，在統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)大綱指引下，設(shè)定開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)題目，使學(xué)生能夠由簡(jiǎn)到難、一步步推進(jìn)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)不斷探索，一層層提高自己的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，這樣不僅便于教師統(tǒng)一管理，還有助于學(xué)生全員參與。如在產(chǎn)生式推理系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師將動(dòng)物識(shí)別系統(tǒng)作為例證，讓學(xué)生用編程語(yǔ)言建造規(guī)則與數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)發(fā)推理機(jī)。在實(shí)驗(yàn)中，教師要提供多種動(dòng)物識(shí)別系統(tǒng)例證，讓學(xué)生依據(jù)復(fù)雜程度自行選擇，使每個(gè)學(xué)生都能夠完成產(chǎn)生式系統(tǒng)推理實(shí)驗(yàn)。

2.3科研與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合

隨著計(jì)算機(jī)的普及，小學(xué)生對(duì)新事物的興趣更加強(qiáng)烈，人工智能教學(xué)領(lǐng)域的學(xué)生不僅對(duì)書(shū)本知識(shí)有所要求，還渴望科研創(chuàng)新。當(dāng)前基于人工智能的小學(xué)科學(xué)只是對(duì)學(xué)生進(jìn)行了解性的教學(xué)，對(duì)于具體應(yīng)用教學(xué)也只是讓學(xué)生從課本上了解，而將課堂與科研結(jié)合讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)明白實(shí)驗(yàn)意義，能夠有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，因此，教師要將科研課題與實(shí)驗(yàn)教學(xué)結(jié)合起來(lái)，促進(jìn)課堂的改革發(fā)展。教師在課堂上結(jié)合科研課題總結(jié)課堂題與內(nèi)容，由學(xué)生自主選擇課題，在教師的引導(dǎo)下完成實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)思考的是解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題的方法，這種課堂教學(xué)模式將理論與實(shí)際結(jié)合起來(lái)，全面培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)與能力。

2.4改善評(píng)價(jià)方法

教學(xué)評(píng)價(jià)是基于人工智能的小學(xué)科學(xué)的重要環(huán)節(jié)，科學(xué)的評(píng)價(jià)方式能夠檢測(cè)出學(xué)生在課堂上的收獲，保證評(píng)價(jià)結(jié)果真實(shí)、有效，能夠保證依據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果做出的各項(xiàng)調(diào)整有科學(xué)依據(jù)，也是檢測(cè)教師實(shí)際課堂引導(dǎo)水平的重要依據(jù)?？茖W(xué)的評(píng)價(jià)應(yīng)當(dāng)包括學(xué)生自評(píng)、互評(píng)與教師評(píng)定，評(píng)級(jí)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)包括實(shí)驗(yàn)過(guò)程評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)方法評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰υu(píng)價(jià)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)。學(xué)生自評(píng)能夠使學(xué)生發(fā)現(xiàn)自身不足，互評(píng)能夠使學(xué)生之間互動(dòng)交流，從而發(fā)現(xiàn)問(wèn)題或者學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，教師評(píng)定能夠幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，從而改進(jìn)自己的實(shí)驗(yàn)策略。

結(jié)束語(yǔ)

面對(duì)當(dāng)前的小學(xué)科學(xué)教學(xué)問(wèn)題，教師要緊跟教學(xué)改革步伐，及時(shí)改進(jìn)教學(xué)方法，促進(jìn)基于人工智能的小學(xué)科學(xué)的發(fā)展，為我國(guó)培養(yǎng)更多的應(yīng)用型人才。

參考文獻(xiàn)

[1]??王飛躍.如何培養(yǎng)人工智能人才：從平行教學(xué)到智慧教育[J].科技導(dǎo)報(bào)，2018（11）：9-12.