促进深度学习的初中AI课程教学设计研究

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AI作为引领第四次科技、产业变革的关键技术,对各国科技创新、产业发展等诸多方面产生了重大影响,世界各国都在全力发展AI。预计到2050年,我国AI人才缺口将达到3000万,因此,为了培养适应未来社会的AI人才,我国陆续出台相关政策文件,要求在基础教育阶段开展AI相关课程,逐步推广AI普及教育,为智能时代高端人才的培养注入新动力。目前,虽然我国基础教育阶段的AI课程建设已经取得阶段性的成果,但总体上还处于实践探索阶段,在课程建设中还存在诸多问题,比如教学内容为学科知识的简单堆砌、课程目标定位存在偏差、过分关注教学技术而忽视知识的深度建构、过分重视对动手实践能力培养而忽视高阶思维能力的锻炼等,导致初中AI课程学习仍停留在浅层学习阶段,而浅层学习已经无法满足新时代对于人才培养的要求,深度学习作为基础教育改革的长期趋势,是初中AI课程建设的重要切入点,因此,开展促进深度学习的初中AI课程教学设计研究具有充分的现实意义。基于此,研究者采取基于设计的研究方法研究了促进深度学习的初中AI课程教学设计,主要研究内容如下。首先,分析了目前国内外初中AI教育以及深度学习的研究现状。研究者通过文献梳理得出研究结论与启示,并对AI教育和深度学习两个核心关键词做了概念界定,最后阐述了促进深度学习的初中AI课程教学设计的理论基础以及相关理论对本研究的启示。其次,通过编制问卷对初中AI课程深度学习现状进行了调查和分析。根据调查结果和访谈结果分析了影响初中AI课程深度学习的三大原因:缺乏深度学习策略的支持;学生高阶思维能力有所欠缺;学生内部学习动机不足,然后得出初中AI课程深度学习教学设计的三大启示:以培养高阶思维能力作为深度学习目标;开展多样化评价激发学生内部学习动机;设计深度学习活动强化深度学习策略的应用。然后,建构促进深度学习的初中AI课程的教学设计框架。首先提出了三种促进深度学习的初中AI课程教学设计观,包括倡导逆向教学设计、强调单元教学设计和提倡信息化教学设计,再分析了促进深度学习的初中AI课程教学设计的六个基本要素,包括学习者特征分析、教学内容分析、教学目标分析、教学评价设计、教学环境设计以及教学活动设计,最后基于深度学习理论、单元教学设计理论、逆向教学设计理论三大理论支撑,尝试建构了促进深度学习的教学设计框架,并对教学设计框架的主要内容进行详细解析。再次,对浙教版八年级下册第三单元“AI基础”单元进行教学设计,开展研究设计与实施。研究者采取基于设计的研究方法,通过两轮研究对教学设计干预模型进行迭代优化,两轮研究的优化策略主要集中体现在深度加工知识的四个环节。第一轮研究的目的是为了检验基于深度学习理论的教学设计框架能否促进学生深度学习的发生;第二轮研究的目的是为了探究如何通过优化教学设计框架提升学生的深度学习效果。最后,分析两轮研究效果。为了检验学生的深度学习效果和课堂的教学实践效果,研究者采用问卷调查法、课堂观察法、访谈法等研究方法对研究效果进行量化和质化分析,主要从认知、行为、情感、思维四个维度检验学生的深度学习效果。基于以上研究过程,研究者得出了研究结论:(1)基于深度学习理论的逆向单元教学设计能够促进初中AI课程深度学习的发生;(2)通过强化深度学习活动能够有效提升深度学习效果;(3)信息技术支持下的深度学习工具能够有效提升学生的高阶思维能力。
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