初中人工智能课程体验式学习活动设计与实践

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随着科技的不断进步,人工智能正以超乎想象的速度改变着世界,为教育尤其是基础教育改革带来了全新的机遇与挑战。我国高度重视人工智能科技人才的培养工作,颁布多个人工智能教育相关的文件,中央电化教育馆深入研究和探索,于2021年11月发布了《中小学人工智能技术与工程素养框架》,为当前人工智能教育教学起到参考作用。对于初中生来说,不仅需要亲身体验参与人工智能技术和生活应用场景,更需要在体验中理解人工智能技术的基本原理,尝试利用人工智能技术解决实际问题。但目前初中生对于人工智能技术的学习仅仅停留在浅层的体验学习中,对人工智能及相关技术的原理一无所知。因此,利用体验式学习活动能促进学习者深度理解人工智能知识,进而思考如何利用人工智能解决问题。基于此,本研究在人工智能教育发展的时代背景下展开,旨在落实初中人工智能课程教学实践案例,为初中人工智能课程改革提供新思路。笔者通过对L市120名人工智能教师进行问卷调查和访谈结果得出当前人工智能课程教学中普遍存在的问题,在体验式学习理论和活动理论的指导下,结合初中阶段人工智能课程的特点,提炼出体验式学习活动的设计原则及要素,从而构建了人工智能课程体验式学习活动设计框架,致力于解决当前人工智能课程教学中的问题。在此基础上,以“智能语音技术”和“自然语言处理技术”为本研究案例,从教师创设情境,学生体验感知;教师引导探究,学生探究原理;教师组织讨论,学生归纳概括;教师布置任务,学生编程实践;教师任务反馈,学生领悟内化五个体验式学习阶段展开两轮行动研究,并在每一轮教学实践中对学生学习行为数据进行分析和反思,从而优化体验式学习活动设计,最终通过学习单、课堂观察量表、学生作品评价表、学习体验量表和师生访谈从学生的认知、行为、情感体验验证了学生的学习效果。实践表明,经过优化后的体验式学习活动设计初见成效,在学生认知方面,学生能够更深入的了解和体验人工智能知识,掌握人工智能技术原理,达成预期目标;在学生行为方面,大部分学生可以在操作中熟练应用知识并完成编程作品,培养了其自主探究问题及小组交流协作能力;在学生情感体验方面,学生的学习体验感有了较为明显的提升。最后,总结不足与展望,希望后续本研究构建的体验式学习活动设计框架可以为初中人工智能课程教学提供一定的理论参考和实践借鉴。
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