基于互联网+的中学人工智能课程的教学策略与应用

本文系2023年河北省教育技术研究课题《基于互联网+的人工智能课程单元设计与实施策略研究》课题研究成果 课题立项编号：hbdj2023060

摘要：近年来，随着互联网技术的飞速发展和普及，将人工智能纳入中学课程有助于培养学生的创新能力和信息素养。互联网+的教学模式为中学人工智能课程提供了广阔的发展空间。

关键词：互联网+；中学人工智能课程；教学策略；应用

引言

信息技术的快速发展和互联网的广泛应用推动了互联网+的兴起，成为推动经济社会发展的重要引擎。在教育领域中，人工智能技术的应用对于提高教育质量和效率具有重要意义。将人工智能纳入中学课程有助于培养学生的创新能力和信息素养。互联网+的教学模式为中学人工智能课程提供了广阔的发展空间。中学人工智能课程单元的设计内容和实施方法是当前研究的热点之一，也是促进中学教育改革，推动学生综合素养提升的重要手段。

1基于互联网+背景下中学人工智能课程的特点

1.1跨学科融合

互联网+背景下中学人工智能课程具有跨学科融合的特点。课程内容涵盖计算机科学、数学、物理、语言学等多个领域，旨在培养学生在多个领域的综合素质。教师在教学过程中应关注不同学科的交融与衔接，帮助学生建立跨学科的知识体系。

1.2实践性与应用性

中学人工智能课程强调实践性与应用性，旨在培养学生解决实际问题的能力。课程设置实践环节，让学生通过动手操作、编程实践等方式，将理论知识应用于实际场景。教师在教学过程中应关注学生的实践能力培养，提高学生运用人工智能技术解决实际问题的能力。

1.3个性化与智能化

互联网+背景下中学人工智能课程具有个性化与智能化的特点。课程依托互联网技术，为学生提供个性化的学习资源与路径。同时，人工智能技术在教学中得以应用，如智能教学系统、个性化推荐算法等，有助于提高教学效果。

1.4创新性与前沿性

互联网+背景下中学人工智能课程具有创新性与前沿性的特点。课程内容紧跟人工智能领域的发展趋势，引入最新研究成果和技术应用。教师在教学过程中应关注行业动态，将最新的人工智能技术融入教学，激发学生的创新意识。

1.5合作与共享

基于互联网+背景下中学人工智能课程强调合作与共享。教师可利用互联网平台，与其他学校、研究机构等进行资源共享与交流合作，提高课程质量。同时，学生可通过互联网参与国际交流，拓宽视野，提高自身竞争力。

2中学人工智能课程实施方法

2.1项目式教学案例设计与实施

（1）项目选题。项目选题是项目式教学的第一步。在中学人工智能课程中，项目选题可以与学生的兴趣爱好和实际生活紧密结合，既能够激发学生的学习兴趣，又能够增加项目的现实意义。例如，可以选取人工智能在自动驾驶、人脸识别等领域的应用，设计相应的课程项目。

（2）项目设计。项目设计是项目式教学的关键一步。在中学人工智能课程中，项目设计要求结合教学目标和学生的学习能力，设计符合实际情境的项目，注重培养学生的问题解决能力和创新思维。项目设计可以包括项目的整体目标、任务分解、项目资源需求等方面。

（3）项目实施。项目实施是项目式教学的核心环节。在中学人工智能课程中，项目实施要求教师发挥引导者的作用，鼓励学生主动参与、探索和实践。教师可以组织学生进行团队合作，完成项目任务，并及时给予指导和反馈。同时，教师要关注学生的学习过程和学习成果，指导学生进行自我评价和反思，促进学生的全面发展。

2.2基于互联网+环境的智能技术体验

（1）虚拟实验。虚拟实验是一种基于计算机技术模拟真实实验过程的实验方法。在中学人工智能课程中，可以使用虚拟实验平台模拟人工智能相关的实验，帮助学生进行实验操作和数据分析。通过虚拟实验，学生可以在安全的环境下进行实验，提高实验操作的效率和准确性。

（2）在线学习平台。在线学习平台是一种通过网络提供学习资源和教学工具的平台。在中学人工智能课程中，可以利用在线学习平台提供与人工智能相关的学习资源和教学工具，帮助学生进行学习和实践。在线学习平台可以提供学习材料、实验环境、在线编程工具等，为学生提供便利和支持。

（3）数据开放平台。数据开放平台是一种提供数据资源和数据分析工具的平台。在中学人工智能课程中，可以利用数据开放平台提供与人工智能相关的数据和分析工具，帮助学生进行数据实践和算法设计。通过数据开放平台，学生可以获取真实数据，进行数据分析和挖掘，培养数据思维和分析能力。

2.3图形化编程在中学人工智能课程中的应用

（1）编程入门。图形化编程可以作为学生学习编程的入门工具。通过使用图形化界面，学生可以更加直观地理解编程的基本概念和编程逻辑，培养他们的编程思维和创新能力。图形化编程工具如Scratch、Blockly等，提供了丰富的编程组件和交互界面，使学生能够通过拖拽和连接组件的方式进行编程。

（2）机器人编程。通过使用图形化编程工具，学生可以设计和控制机器人的行为，实现与环境的交互和任务的完成。图形化编程工具如mind+、LegoMindstorms等，提供了与机器人硬件的连接和交互接口，使学生能够通过图形化编程来控制机器人的运动、传感器的使用等。

（3）人工智能算法设计。图形化编程还可以用于人工智能算法的设计和实现。通过使用图形化编程工具，学生可以直观地设计和实现人工智能算法，如机器学习算法、神经网络等。图形化编程工具如慧编程、Tinkercad等，提供了丰富的图形化组件和算法库，使学生能够更好地理解和应用人工智能算法。

2.4大单元评价与改进

为了确保中学人工智能课程大单元的有效实施和教学效果的改进，教师需要进行科学的评价和反思。大单元的评价可以从学生的知识掌握程度、实践能力的提高、创新思维的培养等多个方面进行。通过数据的收集和分析，教师可以了解学生在每个学习单元中的学习情况和进步程度，针对性地进行教学改进。同时，学生的反馈意见也是评价的重要依据，教师可以通过问卷调查、小组讨论等方式听取学生的意见和建议，及时调整和改进教学策略。在大单元的评价的基础上，教师还可以针对教学过程进行自我反思和总结。通过分析教学中的问题和不足，教师可以找出合理的解决办法，为今后的课程设计和教学实施提供有益的借鉴。此外，教师还可以与其他同行进行经验交流和研讨，共同探讨人工智能课程的教学改进和创新。通过对中学人工智能课程大单元的评价和反思，教师可以及时发现问题和不足，并采取相应的改进措施，不断提高教学质量和学生的学习效果。通过不断的评价和改进，中学人工智能课程大单元的设计和实施将更加精确和完善，为学生成长和未来发展奠定更加坚实的基础。

结语

总之，基于互联网+背景下中学人工智能课程教学策略与应用是促进学生全面发展的重要举措。通过合理运用互联网资源，开展实践项目和案例分析，促进学生的合作学习和批判性思维，将有助于提高中学生的人工智能素养和应用能力。持续研究和探索创新教学模式，进一步完善人工智能课程的教学内容和方法，将会推动中学人工智能教育的发展。

参考文献

[1]张园园.融入“互联网＋”，积极推进高中政治学科移动学习.2019，19-21

[2]潘云鹤.百年“图灵”创新人才教育先行——中国工程院常务副院长潘云鹤专访.2021