基于真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景的初中信息科技學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)策略

摘要：在科技迅速發(fā)展的新時(shí)代，如何基于真實(shí)應(yīng)用情境設(shè)計(jì)信息科技學(xué)習(xí)活動(dòng)提高初中生信息素養(yǎng)和科技能力，促進(jìn)學(xué)生更好地掌握信息科技知識(shí)和技能，以貼近新時(shí)代初中學(xué)生的培養(yǎng)要求，成為信息科技學(xué)科教學(xué)中亟待解決的問(wèn)題。本文從觀課的視角出發(fā)，結(jié)合具體的信息科技教學(xué)課例，探究真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景在初中信息科技“人工智能與智慧社會(huì)”模塊教學(xué)中的作用，闡述基于真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景的初中信息科技學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)的策略。

關(guān)鍵詞：真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景；初中信息科技；學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 論文編號(hào)：1674-2117（2024）18-0057-03

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》提出，在“人工智能與智慧社會(huì)”模塊教學(xué)中應(yīng)“通過(guò)分析典型的人工智能應(yīng)用場(chǎng)景，初步了解人工智能的基本特征”。[1]這一要求的提出使得基于真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景的信息科技學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)成為備受關(guān)注的問(wèn)題。因此，筆者對(duì)真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景在信息科技學(xué)科“人工智能與智慧社會(huì)”模塊中的作用進(jìn)行了分析探討，提出了具體的設(shè)計(jì)與策略。

真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景在學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)中的作用

1.激發(fā)學(xué)生參與興趣

真實(shí)的應(yīng)用場(chǎng)景可以讓學(xué)生更直觀地理解信息科技的實(shí)際應(yīng)用，感受信息科技的魅力和實(shí)用性，從而激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。源于真實(shí)場(chǎng)景中的任務(wù)和挑戰(zhàn)，能夠促使學(xué)生更加積極地投入到探究活動(dòng)中，提高學(xué)習(xí)參與度。例如，通過(guò)“AI智慧農(nóng)貿(mào)”項(xiàng)目學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)線上展示、宣傳、銷售農(nóng)貿(mào)商品，如何利用購(gòu)物車和支付等信息化手段輔助農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)的經(jīng)營(yíng)與管理有了更深入的研究。

2.增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐應(yīng)用

真實(shí)的應(yīng)用場(chǎng)景為學(xué)生提供更多動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，讓他們能夠在實(shí)際操作中更加熟練地運(yùn)用各種軟件和工具，通過(guò)真實(shí)的應(yīng)用場(chǎng)景，將所學(xué)的信息科技知識(shí)遷移到其他領(lǐng)域或情境中，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移與應(yīng)用。學(xué)生實(shí)踐操作應(yīng)用能力的提升對(duì)未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作具有重要意義。例如，在智能識(shí)圖認(rèn)果蔬環(huán)節(jié)，學(xué)生可以在多次識(shí)別的過(guò)程中，深入學(xué)習(xí)圖像識(shí)別、獲取和處理數(shù)據(jù)技術(shù)，甚至延伸到如何設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)用戶界面等。

3.培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維

基于真實(shí)的應(yīng)用場(chǎng)景的學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)，有利于學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中多方位思考如何有效地獲取、傳遞、評(píng)估、使用信息，在學(xué)習(xí)活動(dòng)任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下思考如何利用信息科技手段提高效率，運(yùn)用創(chuàng)新的思維來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，以此培養(yǎng)創(chuàng)新思維。此外，在真實(shí)的應(yīng)用場(chǎng)景的學(xué)習(xí)活動(dòng)中，面對(duì)復(fù)雜的問(wèn)題情境和多元的問(wèn)題解決策略，學(xué)生需要與同伴合作共同完成任務(wù)，這有助于培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。例如，在“AI智慧農(nóng)貿(mào)”項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要分工合作，共同完成項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、編程和測(cè)試等工作。

4.促進(jìn)真實(shí)問(wèn)題解決

在真實(shí)的應(yīng)用場(chǎng)景中，往往涉及真實(shí)生活中的復(fù)雜問(wèn)題，需要學(xué)生運(yùn)用自身具備的信息素養(yǎng)和計(jì)算思維，以及所學(xué)的信息科技知識(shí)和技能來(lái)解決這些實(shí)際問(wèn)題。例如，解決圖像識(shí)別精準(zhǔn)度問(wèn)題的過(guò)程，不僅有助于鞏固學(xué)生的知識(shí)，還能將此類解決問(wèn)題的邏輯思維、創(chuàng)新思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力應(yīng)用到實(shí)際生活中。

基于真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景的信息科技學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)策略

下面，筆者以“AI智慧農(nóng)貿(mào)”項(xiàng)目中的《圖像識(shí)別技術(shù)—AI智慧農(nóng)貿(mào)之果蔬識(shí)別系統(tǒng)》一課為例，分析如何基于真實(shí)場(chǎng)景構(gòu)建具體的學(xué)習(xí)活動(dòng)策略。本教學(xué)課例的教學(xué)實(shí)施框架如右圖所示。本節(jié)課的學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)旨在通過(guò)智慧農(nóng)貿(mào)真實(shí)場(chǎng)景中的果蔬識(shí)別，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷猜想、探究、驗(yàn)證，利用智能識(shí)圖識(shí)物APP去實(shí)驗(yàn)觀察、比對(duì)、記錄，在感知圖像識(shí)別的內(nèi)涵中逐步歸納出圖像識(shí)別技術(shù)的過(guò)程。在教學(xué)中，教師借助真實(shí)場(chǎng)景應(yīng)用中不斷出現(xiàn)的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生層層深入探究，從而突破本課教學(xué)的重點(diǎn)“圖像識(shí)別技術(shù)特征的提取”和難點(diǎn)“圖像模型學(xué)習(xí)”。本課例基于真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景的初中信息科技學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)策略如下。

1.緊扣問(wèn)題情境性

設(shè)計(jì)與現(xiàn)實(shí)生活情境緊密聯(lián)系的學(xué)習(xí)活動(dòng)，確定一個(gè)與現(xiàn)實(shí)生活密切相關(guān)的真實(shí)問(wèn)題，且問(wèn)題應(yīng)具一定的價(jià)值性、復(fù)雜性和挑戰(zhàn)性，能夠引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，可促進(jìn)學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中掌握信息科技知識(shí)技能。如下圖所示，四個(gè)學(xué)生分角色模擬真實(shí)的場(chǎng)景，模擬農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)水果買賣中攤主提出新功能需求—在AI智慧農(nóng)貿(mào)成品中加入果蔬識(shí)別功能，以攤主提出的新需求作為問(wèn)題切入點(diǎn)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣及探究整個(gè)項(xiàng)目的欲望。

2.把握要素互動(dòng)性

在學(xué)習(xí)活動(dòng)中，設(shè)置小組討論、團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目等環(huán)節(jié)，使學(xué)生、教師、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)環(huán)境各要素之間保持高度互動(dòng)，提高學(xué)生的參與度、理解度和記憶度，讓學(xué)生在互動(dòng)中取長(zhǎng)補(bǔ)短，共同成長(zhǎng)。例如，在探究與完善AI智慧農(nóng)貿(mào)項(xiàng)目果蔬識(shí)別器時(shí)，學(xué)生合作猜想、探究圖像識(shí)別過(guò)程，合作觀察記錄識(shí)別結(jié)果，合作探究圖像識(shí)別技術(shù)在生活中的其他領(lǐng)域的應(yīng)用，并互動(dòng)評(píng)價(jià)小組合作探究情況。通過(guò)互動(dòng)探究活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生梳理出圖像識(shí)別的過(guò)程，在構(gòu)建原理的同時(shí)啟發(fā)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。

同時(shí)，在設(shè)計(jì)基于真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景的學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)，教師應(yīng)充分考慮學(xué)生的實(shí)際情況和需求，合理安排學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式。教師可以從以下幾個(gè)方面增強(qiáng)學(xué)習(xí)活動(dòng)中各要素之間的互動(dòng)性：

①學(xué)生與教師之間的互動(dòng)。在互動(dòng)活動(dòng)中，教師不僅可以通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境、引導(dǎo)學(xué)生角色扮演、設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)探究項(xiàng)目實(shí)施框架等方式引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，還可以設(shè)計(jì)提問(wèn)、討論、反饋等環(huán)節(jié)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。

②學(xué)生與學(xué)生之間的互動(dòng)。為加強(qiáng)學(xué)生之間的互動(dòng)，在學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)過(guò)程中教師可選擇有利于學(xué)生進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作的項(xiàng)目主題，通過(guò)小組討論、合作探究、小組評(píng)價(jià)、同伴互助等方式促進(jìn)學(xué)生之間的互動(dòng)合作，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作學(xué)習(xí)能力。[2]

③學(xué)習(xí)內(nèi)容與真實(shí)場(chǎng)景的互動(dòng)。將學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)生熟悉的真實(shí)生活場(chǎng)景相關(guān)聯(lián)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的體驗(yàn)感。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中體驗(yàn)到真實(shí)的應(yīng)用氛圍，引導(dǎo)學(xué)生從真實(shí)情境中探尋解決問(wèn)題的方式與方法，經(jīng)歷從具體到抽象的問(wèn)題解決過(guò)程，推動(dòng)學(xué)習(xí)走向深入。

3.增強(qiáng)任務(wù)實(shí)踐性

教師在設(shè)計(jì)基于真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景的學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)應(yīng)注重學(xué)生的實(shí)踐操作和體驗(yàn)，在學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)中，合理安排實(shí)踐環(huán)節(jié)和任務(wù)，以增強(qiáng)學(xué)習(xí)活動(dòng)的實(shí)踐性，促進(jìn)學(xué)生在實(shí)踐中參與真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景的情境分析、問(wèn)題探究、角色扮演、實(shí)踐操作等，提高自身實(shí)踐操作能力和問(wèn)題解決能力。

例如，在“人工智能與智慧社會(huì)”模塊學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師可以從與學(xué)生學(xué)習(xí)生活息息相關(guān)的衣食住行、學(xué)校和社區(qū)存在的問(wèn)題或變化中尋找合適的切入點(diǎn)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)，安排學(xué)生進(jìn)行角色扮演，對(duì)真實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行模擬。學(xué)生通過(guò)角色扮演更加深入地了解知識(shí)的應(yīng)用場(chǎng)景，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的體驗(yàn)感。同時(shí)，在實(shí)踐操作環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)一些實(shí)驗(yàn)、制作、模擬等具體的任務(wù)，幫助學(xué)生通過(guò)實(shí)踐操作更加深入地理解學(xué)科知識(shí)技能，提高學(xué)生的實(shí)際操作能力。

4.凸顯思維創(chuàng)新性

基于真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景的學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)要求教師在學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方式、評(píng)價(jià)方式和環(huán)境等方面進(jìn)行創(chuàng)新，在滿足學(xué)生9ae67742f7931f5b660762c0b778e5f0的學(xué)習(xí)需求和發(fā)展需要的基礎(chǔ)上，可以設(shè)計(jì)一些開(kāi)放性的學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生自主探索并找到解決方案，激發(fā)學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中不斷探索和創(chuàng)新的欲望，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。

例如，在完成利用圖像識(shí)別技術(shù)滿足AI智慧農(nóng)貿(mào)之果蔬識(shí)別系統(tǒng)的問(wèn)題需求的基礎(chǔ)上，針對(duì)目前果蔬識(shí)別系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在的準(zhǔn)確度不高、受光照和角度影響、果蔬品質(zhì)評(píng)估有誤差、流通過(guò)程隱私保護(hù)等問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生探索圖像識(shí)別技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。通過(guò)深入分析真實(shí)情境中的問(wèn)題需求，針對(duì)智慧農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)更高效、準(zhǔn)確、可靠的果蔬識(shí)別系統(tǒng)，并對(duì)隱私保護(hù)、成本和可擴(kuò)展性等方面的問(wèn)題進(jìn)一步研究，能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)造力。

結(jié)語(yǔ)

在信息科技學(xué)科“人工智能與智慧社會(huì)”模塊的學(xué)習(xí)過(guò)程中，基于真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景的學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)能起到增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)、激發(fā)思維創(chuàng)新、促進(jìn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作、推動(dòng)問(wèn)題解決等作用。在今后的學(xué)科教學(xué)中，教師可以“進(jìn)一步挖掘生活中的真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景所蘊(yùn)含的教學(xué)價(jià)值，確保學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)與學(xué)科最新發(fā)展保持同步，滿足新時(shí)代學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展與創(chuàng)新學(xué)習(xí)需求”。[3]

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

[2]葉東燕.圍繞素養(yǎng)定目標(biāo)，聚焦單元做設(shè)計(jì)——信息科技課程目標(biāo)的理解與實(shí)踐.[J].中國(guó)信息技術(shù)教育，2023（22）：16-18.

[3]朱皓斌.指向深度學(xué)習(xí)的初中人工智能教學(xué)——以“馬爾科夫vs習(xí)慣思維”為例[J].上海課程教學(xué)研究，2023，99（11）：65-70.