促进计算思维发展的小学人工智能课程教学模式研究.pdf
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1、随着人工智能技术的飞速发展,计算思维已经成为当今社会必备的核心素养之一。本文以促进学生计算思维发展为目标,通过对当前小学人工智能课程教学模式的问题进行剖析,提出基于问题解决和项目驱动的教学模式可以促进学生计算思维的发展,并从课程设计、教学方法和评价体系三个方面进行了详细论述,最后,通过实际案例验证了该教学模式在促进学生计算思维发展方面的有效性。【关键词】小学人工智能课程 计算思维 教学模式 问题解决 项目驱动2017 年 7 月,国务院印发了 新一代人工智能发展规划,提出要加快培养聚集人工智能高端人才。把高端人才队伍建设作为人工智能发展的重中之重,坚持培养和引进相结合,完善人工智能教育体系,加
2、强人才储备和梯队建设,特别是加快引进全球顶尖人才和青年人才,形成我国人工智能人才高地。支持开展形式多样的人工智能科普活动,鼓励广大科技工作者投身人工智能的科普与推广,鼓励科学家参与人工智能科普,全面提高全社会对人工智能的整体认知和应用水平。一、研究背景随着人工智能技术的飞速发展,计算思维已经成为当今社会必备的核心素养之一。计算思维是一种用于解决问题的思维方式,通过分解问题、抽象问题、模式识别和算法设计等方法,帮助人们解决各种实际问题。计算思维不仅是编程能力的基础,还是人们解决各种日常问题的必备技能,因此,在教育中越来越受到重视。小学阶段是计算思维发展的重要阶段。在这个阶段,学生的计算思维发展处
3、于关键期,对于今后的学习和职业发展都有着至关重要的作用。为了更好地促进学生计算思维的发展,许多国家和地区开始在小学阶段引入人工智能课程。澳大利亚的儿童从 10 岁起就开始学习STEM 课程,儿童使用可视化编程语言进行创意设计、编程、叙事表达,培养逻辑思维能力。美国有全民学编程周(Hour of Code Week),从 2018 年开始,美国官方每年拨款 2 亿美元支持人工智能编程教育的普及。中国在近十几年,自上而下出台了各项人工智能教育政策和相关的文件,全力提升培养学生的编程能力。二、研究现状综述笔者通过文献调研,发现中小学人工智能课程建设尚处于探索阶段,学术界对课程目标、主要内容等问题尚未
4、形成统一认识,师资人才培养体系等尚未建立,人工智能课程教学模式研究还没有深入。在人工智能时代,教师教学时必须抓住三个核心:一是教授学生有价值的知识,同时培养学生探寻知识的兴趣、欲望和方法;二是培养学生良好的品行;三是启发学生寻找人生的价值和意义。人工智能课程的抓手是编程实践。小学人工智能课程,一是要从人工智能基础知识教学入手,了解前沿领域的发展情况,进行人工智能启蒙教育;二是要让每个学生学会与智能工具交流,体验日常生活中的人工智能产品;三是要分学段实施不同层次的编程教学,学习用编程解决实际问题,培养计算思维、创新思维等信息时代的基本素养。当前,小学人工智能课程教学模式存在以下问题:第一,许多小
5、学人工智能课程缺乏实践性,学生只是简单地了解人工智能技术的基本概念,缺乏对人工智能技术应用的深入理解;第二,许多小学人工智能课程教学方式单一,只注重知识的传授,缺乏培养学生计算思维能力的实际操作。因此,本文对小学人工智能课程教学模式进行研究,提出了一种基于问题解决和项目驱动的教学模式,以期促进学生计算思维的发展。三、研究过程本文采用文献研究法、问卷调查法和实验研究法进行研究,通过对已有文献的综合分析,对小学人工智能课程教学模式进行剖析和总结;通过问卷调查的方式,了解学生对小学人工智能课程的认知和态度;通过实验研究,验证基于问题解决和项目驱动的教学模式在促进学生计算思维发展方面的有效性。(一)小
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