关键词：
人工智能教育
STEAM教育
初高中教育
选修课
课程设计
摘要：
在全球化和信息化时代背景下,人工智能技术迅猛发展,对社会生活各领域产生深远影响。教育领域作为未来人才培育的摇篮,对人工智能教育的需求日益增长。然而,当前中小学在人工智能教育方面存在不足,过于注重学科知识传授,忽视跨学科思维和实践能力培养。为此,STEAM教育作为一种新兴理念,强调科学、技术、工程、艺术和数学的跨学科融合,为人工智能教育提供新教学思路。本研究聚焦初高中人工智能选修课的开发与实践,通过基于STEAM教育理念的课程设计,为学生提供更具创新性和实践性的学习体验,推动人工智能教育的深入发展。
本研究首先分析了国内外中小学人工智能教育和STEAM教育的现状,揭示了当前教育实践中存在的诸多不足,聚焦于初高中人工智能教育的现存问题,提出了基于STEAM教育理念的初高中人工智能选修课开发的必要性。随后,界定了相关概念,明确了研究的理论基础,包括建构主义学习理论、PBL项目式学习、多元智能理论和教学系统设计理论。这些理论分别强调学生主动建构知识、真实情境中的问题解决、关注学生个体差异和多元智能发展,以及科学设计教学流程与评价策略,共同支持本研究的有效实施。
在课程设计阶段,本研究充分考虑了学校、学生、教师和社会的多元需求,明确了课程目标、内容、教学流程和评价策略的设计原则。通过跨学科整合、实践与创新,设定了智能意识、智能思维、智能应用与创造、智能社会责任四维目标,并结合初高中学生的认知水平进行规划。课程内容融入了STEAM理念,在初中设置了4个单元,15个课程项目,20个课时,在高中设置了4个单元,16个课程项目,20个课时。在教学流程上,创新性地设计了情境创设、STEAM知识分解、知识整合讲解、制定计划、项目探究、展示评价、优化迭代七大流程,以确保教学过程的科学性和有效性。评价策略则注重过程性评价和综合性评价的结合,全面评估学生的学习成果和进步。
在课程开发阶段,本研究编写了针对性强的校本教材,制作了丰富课件和教学方案,并开发了典型案例和在线课程网站。这些资源为课程的顺利实施提供了有力支持,为师生提供便捷的学习和交流平台。教材注重知识的系统性和连贯性,通过案例分析和实践操作深化学生对人工智能技术的理解。课件和教学方案则采用互动和探究式方法,激发学生兴趣,提高参与度和学习效果。典型案例和在线课程网站为学生提供了真实学习情境和随时随地的学习机会。
在课程实践阶段,本研究以重庆市Y中学为实践基地,于2023年2月至2024年1月期间,在初中学段和高中学段分别开设了《用STEAM探寻人工智能技术的奥秘》选修课程。课程实施强调学生的实践体验和问题解决能力,通过项目式学习让学生在实践中掌握知识。同时,通过培训和指导提升教师的STEAM教育理念理解和教学能力。经过一年的实践,本课程验证了其可行性和有效性,满足了学生、教师和学校的需求,实现了课程目标。学生们不仅掌握了人工智能基础知识和技能,还提升了跨学科思维和实践能力,为未来学习和职业发展奠定了坚实基础。
然而,本研究也存在一定的不足之处。例如,部分学生在跨学科融合方面面临挑战,需要在未来课程设计中更加关注学生的个体差异和学科基础。同时,受时间和资源限制,本研究未能对更多学校和学生进行实践研究。展望未来,本研究期望通过持续的探索与实践,进一步完善和优化研究成果,为培养具备跨学科思维和实践能力的未来人才贡献更大力量。
欢迎来到三峡大学图书馆！
