在人工智能技术飞速发展的背景下,将人工智能课程在中小学阶段落地显得尤为重要。在《信息科技》八年级上册《人工智能与智慧社会》单元教学中,笔者通过与学生实际生活密切相关的“设计智能近视防控仪”项目来组织课程内容,帮助学生深入了解和学习人工智能,激发学生的科学探究兴趣,培养学生的技术应用能力。 在课堂初始,笔者通过“剪刀石头布”的手势游戏和微课学习,让学生通过观察和模仿手势,体验人类图像识别的过程:获取图像、分析特征、搜索记忆、结果反馈。这一活动不仅让学生体会到图像识别的基本概念,也为后续的技术学习打下基础。 在理解了图像识别的基本原理后,学生进入“剪刀石头布”模型训练的实践环节。学生先以小组为单位,围绕“根据刚才的手势,图片应该分为几类,它的标签应该是什么”的问题讨论,并确定分几类和分类的标签名称。完成分类后,每个小组在数字化平台创建类别,通过摄像头添加图像样本、训练模型。笔者在这里埋了一个伏笔,让学生自己决定每个分类需要多少个图片。最后在验证观察各个小组模型的可信度时,笔者提出疑问:“为什么可信度会有不同,是什么原因造成的呢?”引导学生讨论得出大数据的重要性。 在学生学习了如何训练一个图像分类模型,通过模型解决实际的图像识别问题后,笔者提出了新问题:设计一款提醒坐姿的设备,并指导学生类比前一任务的过程,讨论所需的图片数据集个数、分类以及标签名称,并在平台上完成类别创建、样本添加和模型训练。 “大家有没有发现,模型训练的时间长了?”学生完成任务后,笔者引出算力的问题,告诉学生人工智能不但要有数据支撑,还要有算力的支撑。验证模型时,笔者采用了小组交叉验证,通过各组对比与评价让学生思考就提高识别准确率,如何优化自己的模型。 课程的最后,学生通过小组讨论学习收获时,纷纷提到人工智能技术为人的生活服务才是有益的技术。通过本节课的学习,学生掌握了图像识别技术的基本理论和实践技能,也培养了批判性思维和伦理意识,这正是数字时代,中小学人工智能教育需要发挥的重要作用和意义。 (作者单位系山东省淄博市临淄区第八中学)
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