青少年階段人工智能教學(xué)模式探討

摘 要：尋求人工智能教學(xué)與現(xiàn)有課堂，特別是與信息技術(shù)課堂相融合的方式和方法，改革當(dāng)前青少年人工智能教學(xué)模式，已成為培養(yǎng)計(jì)算思維及信息技術(shù)意識(shí)的共識(shí)性問(wèn)題。針對(duì)人工智能教學(xué)過(guò)程中軟件和硬件依賴(lài)度高，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與歸納過(guò)程復(fù)雜，以及在教學(xué)過(guò)程中面臨高綜合性問(wèn)題難以建立有效的解決思路等問(wèn)題，可構(gòu)建三種基于現(xiàn)有課堂的人工智能教學(xué)模式：資源型、實(shí)踐型和整合型。三種模式分別強(qiáng)調(diào)問(wèn)題的推理、歸納及自動(dòng)求解，從方法論上解決人、問(wèn)題、計(jì)算之間的關(guān)系。以“走進(jìn)人工智能”為主題，對(duì)三種教學(xué)模式進(jìn)行實(shí)踐，收獲的課堂滿(mǎn)意度較高，證明該教學(xué)模式的有效性。

關(guān)鍵詞：人工智能;青少年;教學(xué)模式

中圖分類(lèi)號(hào)：N42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-8502（2022）02-0055-08

作者簡(jiǎn)介：席菁，蘇州市教育科學(xué)研究院講師，研究方向?yàn)橹行W(xué)信息技術(shù)教學(xué)設(shè)計(jì)、教育評(píng)價(jià)。

一、引言

近年，借由大數(shù)據(jù)、云計(jì)算技術(shù)的強(qiáng)力推動(dòng)，人工智能已成為新一輪工業(yè)革命級(jí)的技術(shù)創(chuàng)新爆發(fā)點(diǎn)。一個(gè)國(guó)家國(guó)民（特別是青少年）的信息素養(yǎng)正潛移默化地影響整個(gè)國(guó)家創(chuàng)新與發(fā)展的能力，也影響個(gè)體在社會(huì)中的生存機(jī)會(huì)和發(fā)展空間。為抓住人工智能發(fā)展的重大戰(zhàn)略機(jī)遇期，推進(jìn)青少年人工智能教育，教育部于2017年印發(fā)《中小學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)課程指導(dǎo)綱要》，強(qiáng)調(diào)對(duì)大數(shù)據(jù)、人工智能、“互聯(lián)網(wǎng)+”等信息技術(shù)的合理利用。2019年初，教育部啟動(dòng)義務(wù)教育課程修訂工作，建議根據(jù)需要將人工智能教育納入課程標(biāo)準(zhǔn)。江蘇省義務(wù)教育階段選用的信息技術(shù)教材也加入《人工智能初步》模塊，從課程綱要到教材內(nèi)容均對(duì)人工智能課程提出明確要求，不僅要滿(mǎn)足學(xué)生知識(shí)層面的需求，更應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)技術(shù)的興趣和愛(ài)好，發(fā)展學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神[1]。結(jié)合時(shí)代需求，尋求適合青少年的人工智能教學(xué)模式迫在眉睫。

作為人工智能當(dāng)前的使用者和未來(lái)的決策者，學(xué)生必須具備人工智能知識(shí)。目前，人工智能教育在青少年階段主要依托信息技術(shù)課程開(kāi)展，由信息技術(shù)學(xué)科教師負(fù)責(zé)講授。技術(shù)準(zhǔn)入的“高門(mén)檻”與青少年認(rèn)知的“低水平”，人工智能專(zhuān)職教師的“高標(biāo)準(zhǔn)”與現(xiàn)實(shí)中普遍性的“低配置”，均成為制約人工智能教學(xué)發(fā)展的因素。因此，如何改革課程教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)模式，適應(yīng)智能化時(shí)代的需要，是近年來(lái)計(jì)算機(jī)領(lǐng)域和教育領(lǐng)域的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。

二、現(xiàn)有人工智能教學(xué)模式存在的問(wèn)題

為健全人工智能技術(shù)的教育生態(tài)，契合國(guó)家層面的創(chuàng)新創(chuàng)造需求，更好地推進(jìn)人工智能技術(shù)的教學(xué)與實(shí)踐，本文從不同角度出發(fā)，對(duì)教材、課程內(nèi)容與實(shí)踐、思維培養(yǎng)方式等進(jìn)行具體分析。

（一）缺乏開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)的平臺(tái)

在課程研發(fā)方面，各地紛紛開(kāi)展人工智能相關(guān)教材的編寫(xiě)及應(yīng)用平臺(tái)建設(shè)，如《人工智能基礎(chǔ)（高中版）》[2]《中小學(xué)人工智能系列叢書(shū)》，以及眾多互聯(lián)網(wǎng)公司建設(shè)的AI（Artificial Intelligence）開(kāi)放創(chuàng)新平臺(tái)等。現(xiàn)有教材及平臺(tái)建設(shè)在一定程度上打破了教師想教卻無(wú)教材的現(xiàn)狀，但人工智能教學(xué)受限于對(duì)各類(lèi)軟件和硬件的高依賴(lài)性，與其他學(xué)科知識(shí)點(diǎn)的高度關(guān)聯(lián)性，以及平臺(tái)高度模塊化等因素，在一線教學(xué)中很難開(kāi)展相應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)。

（二）內(nèi)容過(guò)于單一，缺乏對(duì)應(yīng)性和個(gè)性化

在課程內(nèi)容設(shè)置和教學(xué)實(shí)踐方面，目前國(guó)內(nèi)青少年階段的人工智能課程多由一線教師和校外專(zhuān)業(yè)廠商共同研討制定，內(nèi)容主要局限在人工智能基本原理的科普上，主要依托信息技術(shù)課堂、社團(tuán)、STEM與創(chuàng)客等特色形式開(kāi)展。不少學(xué)校和區(qū)域也根據(jù)自身的實(shí)際情況，編寫(xiě)了校本和區(qū)本教材，但基本以理論和簡(jiǎn)單的硬件操作為主，相較“知”的教學(xué)活動(dòng)，“情”“意”類(lèi)的活動(dòng)略顯單薄，道德倫理方面的內(nèi)容較欠缺，對(duì)人工智能的整體架構(gòu)、多個(gè)領(lǐng)域的劃分及相關(guān)知識(shí)沒(méi)有涉及。

（三）缺乏精準(zhǔn)的計(jì)算思維方式的培養(yǎng)

在思維培養(yǎng)方面，目前大部分信息技術(shù)課堂“解決問(wèn)題”的思路是結(jié)構(gòu)化和常規(guī)性的，與其他學(xué)科和日常生活中遇到的解決問(wèn)題思路類(lèi)似。如證明定理，屬于結(jié)構(gòu)化的問(wèn)題;生活中遇到的大多是常規(guī)性問(wèn)題，可通過(guò)再現(xiàn)性思維解決。人工智能解決的問(wèn)題是非結(jié)構(gòu)化、非常規(guī)性的問(wèn)題，如漢諾塔、過(guò)河問(wèn)題等。對(duì)此類(lèi)問(wèn)題，需運(yùn)用發(fā)散思維、創(chuàng)新思維尋找新的問(wèn)題求解策略，然而，一線教學(xué)中缺乏對(duì)此類(lèi)思維方式的培養(yǎng)[3]。

針對(duì)上述問(wèn)題，本文將傳統(tǒng)的科學(xué)方法論引入教學(xué)與實(shí)踐，提出人工智能教育的三種教學(xué)模式，讓人工智能教育不再局限于對(duì)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)和對(duì)工具的操作使用。

三、基于科學(xué)研究方法論的人工智能教學(xué)模式初探

傳統(tǒng)課堂以“教”與“學(xué)”為核心傳授方式，并以知識(shí)的掌握作為唯一的課堂目標(biāo)。這種課堂可被看作基于經(jīng)驗(yàn)的課堂教學(xué)，講授者將過(guò)往形成的某種經(jīng)驗(yàn)傳授給學(xué)生，在一定程度上，該過(guò)程忽視了學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的體驗(yàn)與感受。人工智能課程的培養(yǎng)目標(biāo)除要求學(xué)生理解并掌握各種“經(jīng)驗(yàn)”，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)非結(jié)構(gòu)化信息的梳理能力及創(chuàng)新能動(dòng)意識(shí)。這要求人工智能課程更多地注重學(xué)生的體驗(yàn)和收獲，在學(xué)習(xí)過(guò)程中逐漸形成創(chuàng)新思維。同時(shí)，在講解人工智能相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，教學(xué)模式與方法應(yīng)強(qiáng)調(diào)教學(xué)活動(dòng)的過(guò)程性和完整性[4]。

人工智能是一門(mén)高度交叉融合的課程，其本質(zhì)是利用人工智能技術(shù)促進(jìn)基礎(chǔ)科學(xué)與工程技術(shù)的創(chuàng)新研究，涉及人工智能技術(shù)與各種應(yīng)用領(lǐng)域知識(shí)和技術(shù)的深度結(jié)合，如腦科學(xué)、智能交通、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的探索及深度應(yīng)用。

《江蘇省義務(wù)教育信息技術(shù)課程綱要（2017年修訂）》將人工智能課程的目標(biāo)設(shè)定為“初步了解人工智能的基本概念及發(fā)展歷程，通過(guò)體驗(yàn)及剖析生活中常見(jiàn)的人工智能系統(tǒng)應(yīng)用案例，感知人工智能技術(shù)的特點(diǎn)，初步了解人工智能的基本工作原理與過(guò)程，嘗試設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的人工智能系統(tǒng)”，并建議按照人工智能基礎(chǔ)、人工智能應(yīng)用與問(wèn)題解決、人工智能技術(shù)發(fā)展三個(gè)模塊開(kāi)展教學(xué);青少年階段人工智能教學(xué)可采用教師引導(dǎo)、學(xué)生為主體的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方式。結(jié)合培養(yǎng)目標(biāo)及教學(xué)建議，本文在分析項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方式的內(nèi)涵后給出三種適應(yīng)現(xiàn)階段人工智能課堂的教學(xué)模式。

（一）資源型教學(xué)模式

資源型教學(xué)模式通過(guò)提升學(xué)生的信息分析能力，培養(yǎng)學(xué)生的自我知識(shí)構(gòu)建能力，以適應(yīng)人工智能技術(shù)的高速發(fā)展。人工智能課程的教學(xué)內(nèi)容覆蓋人工智能基礎(chǔ)、算法、典型領(lǐng)域的應(yīng)用等多個(gè)教學(xué)模塊，需整合大量的知識(shí)點(diǎn)。資源型教學(xué)模式利用教師和網(wǎng)絡(luò)提供的豐富資源，讓學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析，在分析過(guò)程中獲取、提煉有價(jià)值的信息，并最終形成知識(shí)。在這種教學(xué)模式中，學(xué)生從知識(shí)的被動(dòng)接收者變?yōu)橹R(shí)的主動(dòng)加工者。基于資源型教學(xué)模式的教學(xué)過(guò)程一般為：幫助學(xué)生確定待解決的問(wèn)題及目標(biāo)，為學(xué)生提供本地資源與網(wǎng)絡(luò)資源，學(xué)生挑選信息進(jìn)行分析、重組，形成問(wèn)題解決方案，最后通過(guò)自評(píng)與互評(píng)調(diào)整方案、獲得新知。從方法論的視角看，資源型教學(xué)模式是通過(guò)理論思維的方式對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析，對(duì)過(guò)程進(jìn)行推理，對(duì)知識(shí)進(jìn)行建構(gòu)。

（二）經(jīng)驗(yàn)型教學(xué)模式

經(jīng)驗(yàn)型教學(xué)模式通過(guò)真實(shí)情境的構(gòu)建，幫助學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中形成自身經(jīng)驗(yàn)，獲得新知識(shí)。人工智能系統(tǒng)可被用于生活中的多個(gè)領(lǐng)域，在講授過(guò)程中緊密聯(lián)系生活，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到人工智能在信息社會(huì)的重要作用。經(jīng)驗(yàn)型教學(xué)模式將經(jīng)驗(yàn)分為直接經(jīng)驗(yàn)和間接經(jīng)驗(yàn)，從學(xué)生習(xí)得的知識(shí)轉(zhuǎn)化成的經(jīng)驗(yàn)或?qū)W生的生活經(jīng)驗(yàn)入手，讓學(xué)生調(diào)動(dòng)自身的感官系統(tǒng)認(rèn)識(shí)世界、感知世界，將活動(dòng)課堂轉(zhuǎn)化為活力課堂。基于經(jīng)驗(yàn)型教學(xué)模式的教學(xué)過(guò)程一般為：通過(guò)教學(xué)手段讓學(xué)生回憶既有經(jīng)驗(yàn)以形成直接經(jīng)驗(yàn)，幫助學(xué)生根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)提煉問(wèn)題，利用活動(dòng)感知形成問(wèn)題求解，最后總結(jié)問(wèn)題求解過(guò)程，通過(guò)問(wèn)題求解幫助學(xué)生形成新的經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)驗(yàn)型教學(xué)模式結(jié)合方法論中的實(shí)驗(yàn)理論，結(jié)合既有的、現(xiàn)實(shí)中的認(rèn)知和經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)歸納的方式可有效提升學(xué)生的思維方式。

（三）整合型教學(xué)模式

整合型教學(xué)模式打破學(xué)科壁壘，利用各學(xué)科間知識(shí)的互通性，通過(guò)培養(yǎng)學(xué)生的建模思維，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)整合能力。人工智能具有綜合性、跨學(xué)科性的學(xué)科本質(zhì)，講授過(guò)程中需融合多學(xué)科知識(shí)，教師要在各學(xué)科知識(shí)間找到平衡點(diǎn)，突出信息技術(shù)學(xué)科本質(zhì)，圍繞教學(xué)目標(biāo)開(kāi)展教學(xué)。整合型教學(xué)模式將培養(yǎng)學(xué)生的思維模式、綜合解決問(wèn)題能力作為課程目標(biāo)，通過(guò)觀察—抽象—分解—建?！?dú)w納的活動(dòng)流程整合教學(xué)過(guò)程，通過(guò)從講授表象到講授表象背后的原理提升學(xué)生的信息素養(yǎng)?；谡闲徒虒W(xué)模式的教學(xué)過(guò)程一般為：通過(guò)真實(shí)案例的觀察分析，幫助學(xué)生學(xué)會(huì)分析案例，并結(jié)合自身知識(shí)儲(chǔ)備，對(duì)案例進(jìn)行初步抽象后提出本學(xué)科相關(guān)問(wèn)題，分解問(wèn)題進(jìn)行活動(dòng)體驗(yàn)，并幫助學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行建模，最后進(jìn)行設(shè)計(jì)，完成再次抽象。

在三種教學(xué)模式中，我們采用探究式的教學(xué)方式，從發(fā)現(xiàn)問(wèn)題開(kāi)始，通過(guò)推理、歸納等思維方式，將解決問(wèn)題作為最終目標(biāo)，培養(yǎng)適應(yīng)智能時(shí)代，具有信息素養(yǎng)的合格公民。其他學(xué)科通常是從知識(shí)的講授到應(yīng)用能力的培養(yǎng)，以知識(shí)為載體，構(gòu)建學(xué)生的學(xué)科知識(shí)體系，這三種人工智能課堂的教學(xué)模式都以學(xué)生本體為基礎(chǔ)，以學(xué)生的思維培養(yǎng)為目標(biāo)，不僅注重培養(yǎng)學(xué)生的人工智能通用問(wèn)題思維方式和利用人工智能技術(shù)解決問(wèn)題的能力，也注重倫理知識(shí)，客觀認(rèn)識(shí)人工智能等一系列“人工智能時(shí)代原住民”情感知識(shí)的灌輸。其中，資源型教學(xué)模式重在培養(yǎng)學(xué)生的信息意識(shí)，主要依據(jù)理論思維的模式，更適于教學(xué)目標(biāo)為人工智能基礎(chǔ)知識(shí)講解、通用問(wèn)題解決等方面的課程;經(jīng)驗(yàn)型教學(xué)模式更易于培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，主要依據(jù)實(shí)驗(yàn)思維和計(jì)算思維的模式，通過(guò)問(wèn)題求解形成經(jīng)驗(yàn)，更適于教學(xué)目標(biāo)為探究新概念、解決問(wèn)題和實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面的課程;整合型教學(xué)模式重在培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)，主要依據(jù)實(shí)驗(yàn)思維的模式，通過(guò)類(lèi)項(xiàng)目式的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的健全思維，這種教學(xué)模式適于對(duì)人工智能有一定了解的課程。

四、人工智能教學(xué)模式實(shí)踐

前文提到的三種教學(xué)模式適于不同人群和不同教學(xué)目標(biāo)，其教學(xué)實(shí)施過(guò)程存在差異，如圖1所示。本文以“走進(jìn)人工智能”為主題，嘗試實(shí)施三種教學(xué)模式，針對(duì)不同人群制定不同教學(xué)目標(biāo)，并在課堂實(shí)施過(guò)程中獲得較好的教學(xué)效果。

（一）資源型教學(xué)模式

教學(xué)過(guò)程：在具體實(shí)踐過(guò)程中，選擇七年級(jí)的學(xué)生作為教學(xué)對(duì)象。教學(xué)目標(biāo)為開(kāi)拓學(xué)生科學(xué)視野，讓學(xué)生了解人工智能技術(shù)中的“模式識(shí)別”及“機(jī)器翻譯”概念，體會(huì)技術(shù)為生活帶來(lái)的便利，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。課堂從“疫情”入手，以“同心協(xié)力抗擊疫情”為目標(biāo)，請(qǐng)學(xué)生搜尋在新冠肺炎疫情期間人工智能發(fā)揮的作用，從模式識(shí)別和機(jī)器翻譯兩個(gè)角度引導(dǎo)學(xué)生感受人工智能技術(shù)給生活帶來(lái)的變化。學(xué)生通過(guò)搜索相關(guān)信息了解人工智能的具體應(yīng)用場(chǎng)景，教師輔助學(xué)生總結(jié)，幫助學(xué)生從疫情態(tài)勢(shì)分析、線上教育、物資投遞、發(fā)熱檢測(cè)、物資保障調(diào)度、輔助診斷六方面歸納，讓學(xué)生理解什么是人工智能，并嘗試通過(guò)分析應(yīng)用，猜想“模式識(shí)別”和“機(jī)器翻譯”的學(xué)術(shù)概念。教師和學(xué)生一起探討學(xué)生給出的概念，分析概念涉及的關(guān)鍵詞，引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行搜索并對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行技術(shù)層面的分析，進(jìn)而總結(jié)“模式識(shí)別”和“機(jī)器翻譯”的概念，將知識(shí)內(nèi)化。最后，通過(guò)對(duì)人工智能未來(lái)的探討，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維。

教學(xué)評(píng)析：七年級(jí)學(xué)生已有4年信息技術(shù)學(xué)科知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，具備一定的信息素養(yǎng)，可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的信息分析和總結(jié)。整堂教學(xué)課程以“抗擊疫情”作為主線，從應(yīng)用入手，通過(guò)感知應(yīng)用到探知應(yīng)用背后的技術(shù)，學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中對(duì)應(yīng)用進(jìn)行初步歸納，并根據(jù)老師的引導(dǎo)嘗試總結(jié)關(guān)于“模式識(shí)別”和“機(jī)器翻譯”的概念。在最后的探討環(huán)節(jié)，學(xué)生討論的廣度和深度基本達(dá)到本課的教學(xué)目標(biāo)。

（二）經(jīng)驗(yàn)型教學(xué)模式

教學(xué)過(guò)程：在具體實(shí)踐過(guò)程中，選擇的授課對(duì)象是五年級(jí)學(xué)生。教學(xué)目標(biāo)為探究人工智能的相關(guān)知識(shí)，感受“人工智能”與“人”的智能之間的關(guān)聯(lián)。課堂從網(wǎng)絡(luò)搜索身邊的人工智能入手，使學(xué)生初步了解人工智能。利用活動(dòng)“車(chē)牌識(shí)別”“聲紋識(shí)別”“小艾問(wèn)答”幫助學(xué)生分別用眼、耳等感受和體會(huì)人工智能。讓學(xué)生將感受到的直接經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為人工智能的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，最后通過(guò)“中英文古詩(shī)互譯”活動(dòng)，讓學(xué)生體會(huì)人工智能與“人”的智能之間的區(qū)別，進(jìn)一步完善新經(jīng)驗(yàn)，最終形成學(xué)生本體對(duì)人工智能的個(gè)體認(rèn)識(shí)。

教學(xué)評(píng)析：五年級(jí)學(xué)生對(duì)信息的感受源于身邊與人工智能相關(guān)的事物，整堂課以身邊的人工智能為載體，以“體驗(yàn)”為主線，將“人工智能”與“人”進(jìn)行類(lèi)比分析，課堂教學(xué)過(guò)程幫助學(xué)生完成從已知經(jīng)驗(yàn)向未知經(jīng)驗(yàn)的轉(zhuǎn)變，直到形成獨(dú)特的自有經(jīng)驗(yàn)。教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度高，人工智能的相關(guān)知識(shí)涉及面廣，但缺乏一定的目標(biāo)呈現(xiàn)。

（三）整合型教學(xué)模式

教學(xué)過(guò)程：在實(shí)踐過(guò)程中選擇的教學(xué)對(duì)象是八年級(jí)學(xué)生。教學(xué)目標(biāo)為以小動(dòng)物識(shí)別系統(tǒng)為載體，探求人工智能中圖像識(shí)別的算法設(shè)計(jì)，以小見(jiàn)大，讓學(xué)生體會(huì)人工智能的本質(zhì)。學(xué)生通過(guò)大量實(shí)例初步抽象出人工智能的概念，以“百度的AI識(shí)別”活動(dòng)，引出“貓狗識(shí)別”中需要解決的兩個(gè)問(wèn)題：如何提高識(shí)別率;圖像如何識(shí)別。讓學(xué)生帶著問(wèn)題體驗(yàn)。通過(guò)“如何提高識(shí)別率”這一問(wèn)題，讓學(xué)生從表象特征認(rèn)識(shí)人工智能;通過(guò)“圖像如何識(shí)別”這一問(wèn)題，幫助學(xué)生完成模式識(shí)別的數(shù)據(jù)建模。數(shù)學(xué)知識(shí)的引入幫助學(xué)生了解數(shù)據(jù)背后的算法，了解算法設(shè)計(jì)是人工智能的關(guān)鍵，突出學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)，完成從表象到表象背后原理的轉(zhuǎn)變。

教學(xué)評(píng)析：這堂課涉及人工智能中的圖像識(shí)別算法，學(xué)生應(yīng)具備一定的數(shù)學(xué)知識(shí)和圖像識(shí)別知識(shí)。八年級(jí)學(xué)生具備一定的數(shù)據(jù)建模思想，對(duì)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理也大致了解?！柏埞纷R(shí)別”作為模式識(shí)別的入門(mén)級(jí)數(shù)據(jù)集，數(shù)據(jù)規(guī)模不大，圖像特征易采集，輔助“百度AI識(shí)別”平臺(tái)，讓學(xué)生體驗(yàn)?zāi)Ｊ阶R(shí)別的整個(gè)訓(xùn)練過(guò)程，理解人工智能的背后是大數(shù)據(jù)和算法的支撐，從表象背后的原理重新認(rèn)識(shí)人工智能，理解人工智能是時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)物，是多學(xué)科融合的產(chǎn)物。

為評(píng)估效果，本研究對(duì)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，從不同角度（如授課方式的接受程度、能否激發(fā)學(xué)生興趣、是否需要提高表達(dá)能力等方面）對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行考察，相關(guān)結(jié)果如表1所示。

從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，三種教學(xué)模式授課方式的接受度[（贊成數(shù)+中立數(shù)）/總?cè)藬?shù)]都在98%以上，授課實(shí)例（實(shí)驗(yàn)及示范）維度分別得到92%、98%及96%的滿(mǎn)意度（贊成數(shù)/總?cè)藬?shù)）。教學(xué)過(guò)程設(shè)置了復(fù)習(xí)與消化課堂內(nèi)容、師生互動(dòng)、實(shí)踐小組的協(xié)作能力、啟發(fā)式教學(xué)四個(gè)維度，從教學(xué)互動(dòng)、學(xué)生課堂反饋和教師教學(xué)方法等方面評(píng)測(cè)教學(xué)效果，同時(shí)根據(jù)人工智能課程的相關(guān)特點(diǎn)，增設(shè)對(duì)批判性思維能力維度的評(píng)價(jià)，主要描述學(xué)生在學(xué)習(xí)某知識(shí)點(diǎn)后，對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)過(guò)程是否進(jìn)行思考，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的對(duì)立面是否有批判意識(shí)。授課后，同樣讓學(xué)生對(duì)該項(xiàng)進(jìn)行初步評(píng)價(jià)，分別獲得91%、96.7%及92.1%的教學(xué)評(píng)估滿(mǎn)意度。綜合而言，本文提出的三種教學(xué)模式獲得較好的教學(xué)效果，但在課程實(shí)例及啟發(fā)式教學(xué)方面，如何提升批判性思維能力，提升學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)的能力，仍需改進(jìn)與完善。

五、總結(jié)

本文根據(jù)青少年階段人工智能教學(xué)的特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際教學(xué)情況，給出適于不同教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)目標(biāo)的資源型、經(jīng)驗(yàn)型和整合型三種教學(xué)模式，并在同一主題下，根據(jù)不同年級(jí)學(xué)生的基礎(chǔ)制定不同的教學(xué)目標(biāo)，分別采用適應(yīng)其教學(xué)目標(biāo)的教學(xué)模式開(kāi)展課程，課堂效果反饋良好。其中，資源型教學(xué)模式建立在作為“信息社會(huì)原住民”的學(xué)生對(duì)信息的敏感度基礎(chǔ)上，信息獲取是現(xiàn)代社會(huì)學(xué)生急需掌握的一項(xiàng)技能，資源的選擇、教師的講解及學(xué)生自學(xué)的活動(dòng)設(shè)計(jì)是課堂教學(xué)的重點(diǎn);經(jīng)驗(yàn)型教學(xué)模式從學(xué)生的既有經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，易在課堂上產(chǎn)生共鳴，從既有經(jīng)驗(yàn)到新經(jīng)驗(yàn)的實(shí)踐過(guò)程是課堂教學(xué)的重點(diǎn)及難點(diǎn);整合型教學(xué)模式對(duì)學(xué)生和教師的知識(shí)廣度和深度有一定要求，活動(dòng)的搭建是應(yīng)用與技術(shù)間的橋梁，貼近學(xué)生知識(shí)層面和情感層面的活動(dòng)設(shè)計(jì)是課堂教學(xué)的難點(diǎn)。

【參考文獻(xiàn)】

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Discussion on the Teaching Modes of Artificial Intelligence in the Adolescent Stage

XI Jing

（Suzhou Institute of Educational Sciences）

Abstract： In the process of cultivating adolescents’ computational thinking and information technology awareness， it has become a consensus that we should seek ways and means of integrating artificial intelligence （AI） teaching with existing classrooms， especially with information technology classrooms， and reform the current AI teaching mode. In view of the high dependence on software and hardware in AI teaching， the complex process of experimental verification and induction， and the difficulty in establishing effective solutions to high comprehensive problems in the teaching process， this paper constructs three types of AI teaching modes used in the classrooms， which are resource-based， practice-based and integration-based. The three modes emphasize the reasoning， induction and automatic solution of problems respectively， and solve the relationship between people， problems and calculations methodologically. Finally， with the theme of “Walking into AI，” the three teaching modes are practiced in class which have obtained high recognition， very well proving their effectiveness.

Keywords： Artificial Intelligence; Adolescent; Teaching Mode