Construcción e implementación de cursos de popularización de la inteligencia artificial en escuelas primarias
El aprendizaje automático está remodelando la competencia humana y la inteligencia artificial se ha convertido en una fuerza de cambio muy importante en la sociedad moderna. Las directrices extranjeras sobre educación en inteligencia artificial para K-12 han señalado que, en un futuro próximo, casi todo el mundo necesitará tener un conocimiento básico de las tecnologías que respaldan el aprendizaje automático y la inteligencia artificial.
Es esencial que todos los estudiantes dominen los conocimientos básicos necesarios para navegar en un mundo impulsado por la IA.
En 2017, el "Plan de Desarrollo de Inteligencia Artificial de Nueva Generación" emitido por el Consejo de Estado establecía claramente que "la inteligencia artificial se ha convertido en un nuevo foco de competencia internacional" y que nuestro país debería "implementar una educación inteligente nacional". "Proyectar y establecer inteligencia artificial en las escuelas primarias y secundarias". "Cursos relacionados con la inteligencia, promover gradualmente la educación en programación" y "construir disciplinas de inteligencia artificial".
En 2018, el Ministerio de Educación emitió el "Plan de Acción de Informatización de la Educación 2.0", que claramente requiere la mejora de los planes curriculares y los estándares curriculares para que el contenido de los cursos de inteligencia artificial y programación en las escuelas primarias y secundarias puede adaptarse plenamente al desarrollo de la era de la información y la era inteligente.
Entonces, ¿a qué problemas se enfrenta la enseñanza de inteligencia artificial a gran escala? ¿En qué aspectos es necesario mejorar los materiales didácticos existentes? ¿Cómo deberían popularizarse e implementarse los cursos de inteligencia artificial?
1. Resolver el problema de la enseñanza de la inteligencia artificial en clases numerosas - Buscando el camino hacia el cambio
En la actualidad, muchas escuelas han invertido muchos recursos en equipos de inteligencia artificial, pero no Todavía estamos luchando por implementar completamente la inteligencia artificial. En términos de plan de estudios, todavía enfrentamos muchos problemas prácticos.
1. Plantilla docente insuficiente
En la actualidad, los profesores que imparten cursos de inteligencia artificial son principalmente profesores de tecnologías de la información o de práctica integral, pero ambos tipos de profesores se encargan de las tareas docentes de este. Tema, Para retomar la enseñanza de cursos de inteligencia artificial, no solo hay dificultades de tiempo y energía, sino que también es necesario aprender más muchos conocimientos profesionales nuevos. Por lo tanto, las escuelas deben establecer un equipo dedicado de profesores de inteligencia artificial para promover el desarrollo fluido de los cursos de popularización de la inteligencia artificial.
2. La organización del aula es caótica
Dado que la práctica práctica de los cursos de inteligencia artificial es relativamente compleja y lleva mucho tiempo, un profesor tiene que organizar una clase numerosa enseñando y dirigiendo Más de 50 estudiantes al mismo tiempo, la práctica práctica es un gran desafío. Una vez que la organización y gestión no sean buenas, afectará directamente la eficiencia docente del curso.
Por lo tanto, las escuelas deben establecer un mecanismo de organización del aula para popularizar los cursos de inteligencia artificial con el fin de promover mejor el desarrollo en profundidad de los cursos.
3. Diseño de cursos dispersos
Los principales problemas existentes en los libros de texto de inteligencia artificial existentes son: en primer lugar, están diseñados con objetivos de habilidades como línea principal, lo que debilita el cultivo de las habilidades emocionales y cualidades morales; segundo, toma múltiples tareas pequeñas como tema de aprendizaje y carece del diseño general del proyecto; tercero, se basa principalmente en disciplinas de tecnología de la información y carece del cultivo de las capacidades de integración y aplicación multidisciplinarias de los estudiantes; En cuarto lugar, el curso se basa principalmente en la presentación de casos, y carece de migración de aplicaciones y fomento de la innovación.
Por lo tanto, las escuelas deben determinar los proyectos de investigación en inteligencia artificial para cada grado con el fin de promover la serialización de los cursos de popularización de la inteligencia artificial.
4. Grandes diferencias entre los estudiantes
El mayor problema al que se enfrenta el desarrollo de cursos populares de inteligencia artificial son las diferencias entre los estudiantes. Debido a los diferentes orígenes familiares y bases de aprendizaje de los estudiantes, existen grandes diferencias en la comprensión y el aprendizaje sobre la inteligencia artificial. Cómo permitir que los estudiantes con diferencias cognitivas obtengan algo y progresen juntos en cada clase es una gran prueba para los profesores. Por lo tanto, los docentes deben explorar el modelo de enseñanza de los cursos de popularización de la inteligencia artificial para promover su buen desarrollo.
5. Intercambio formal de trabajos
En el proceso de creación de trabajos de los estudiantes, los profesores generalmente están ocupados resolviendo varios problemas de los estudiantes y no tienen energía para registrar el trabajo de cada grupo de estudiantes. con fotos o videos del proceso. Una vez finalizada la producción, debido a limitaciones de tiempo y equipo, no es posible que todos los grupos de estudiantes suban al escenario para compartir en clase. Generalmente, solo uno o dos grupos de estudiantes pueden exhibir el trabajo y los demás estudiantes solo pueden hacerlo. desmantelar la obra a regañadientes.
Además, a veces la calidad y la eficiencia del intercambio son deficientes porque los estudiantes no están completamente preparados y la evaluación del proceso no se implementa. Por lo tanto, los profesores deben optimizar el modelo de evaluación en el aula y explorar formas de compartirlo con todos los estudiantes para promover el desarrollo a largo plazo de cursos de popularización de la inteligencia artificial.
Ante los problemas anteriores, el autor enfrentó las dificultades y exploró estrategias efectivas para promover el desarrollo en profundidad de cursos de popularización de la inteligencia artificial sobre la base de materiales didácticos y combinándolos con las condiciones escolares y académicas. El autor reconstruyó y optimizó los cursos para desarrollar un curso adecuado para cursos de divulgación de inteligencia artificial de aprendizaje basado en proyectos. El autor llevó a los estudiantes a ralentizar el ritmo de la investigación y acelerar el ritmo de la práctica, y llevó a cabo la construcción e implementación de cursos de inteligencia artificial basados en el cultivo de las competencias básicas de la materia.
2. Diseño Curricular para la Popularización de la Inteligencia Artificial en Escuelas Primarias
1. Identificar los objetivos del curso y mejorar las competencias básicas de la asignatura
El autor La escuela ha abierto un curso de IA? Love Life Course, su objetivo es capacitar a los estudiantes para que sean ciudadanos calificados de una sociedad inteligente a través de actividades de investigación temáticas. El curso tiene como objetivo mejorar la capacidad de innovación, la capacidad de diseño integral y la capacidad práctica de los estudiantes. Enfatiza que los estudiantes pueden obtener una rica experiencia de aprendizaje a través de la experiencia directa de la aplicación de la tecnología de inteligencia artificial basada en la experiencia directa y la experiencia personal, y cultivar a los estudiantes para que sean capaces. descubrir cosas en la vida. Problemas, la capacidad de resolver problemas en la práctica y adquirir conocimientos en las actividades.
2. Reorganizar el contenido del curso y establecer temas del proyecto
Basado en la serie "Future Intelligent Makers on AI" publicada por la Universidad Normal del Este de China, el autor integró y mejoró la inteligencia artificial. proyecto y configuración del curso Ha incorporado proyectos realizados en cada semestre, ha integrado la exploración temática y las aplicaciones de la vida, ha resuelto el problema de los libros de texto originales centrándose en las habilidades y descuidando la investigación, teniendo en cuenta la integración de disciplinas y cualidades humanísticas, y ha llevado a cabo Diseño "a largo plazo" para enriquecer el contenido del curso.
Tomando como ejemplo el primer volumen "Animales mágicos en IA", en términos de temas, los 18 temas originales del libro de texto se comprimen en 3, y la construcción y exploración de 12 tipos de animales se condensan. en 3, es decir, la boca grande del cocodrilo, la trompa larga del elefante y las alas del pájaro, en términos de habilidades, la enseñanza del diseño avanza gradualmente desde la familiaridad con el equipo hasta la exploración en profundidad del mecanismo de dirección y la aplicación de sensores; en términos de pensamiento computacional, desde procedimientos únicos hasta procedimientos condicionales y programación integral para resolver problemas, paso a paso.
Además, las actividades temáticas también combinan el aprendizaje de conocimientos de biónica animal, la exploración de principios científicos, la inspección de animales locales y otras actividades de experiencia práctica, enriqueciendo el contenido del aprendizaje basado en proyectos e integrando el chino. , matemáticas e inglés La aplicación de conocimientos en materias como música, música, educación física y belleza logra la implementación efectiva del aprendizaje basado en proyectos.
3. Implementación de cursos populares de inteligencia artificial en escuelas primarias
1. Formar un "círculo concéntrico" de profesores inteligentes que mejoren el equipo
El equipo de profesores es el Base para popularizar los cursos de inteligencia artificial Una condición importante para una implementación fluida, el autor estableció el equipo de profesores de inteligencia artificial de nuestra escuela en forma de "círculo concéntrico".
Con los profesores de tecnología de la información y práctica integral como el centro del círculo; con los profesores centrales de matemáticas y ciencias, así como el equipo de profesores asistentes de empresas relacionadas con la inteligencia artificial como el segundo anillo, trabajando. Junto con el chino, la música, los jóvenes profesores de materias como arte, ética y estado de derecho y salud mental son el tercer eslabón que realizan intercambios regulares y estudian cómo aplicar los conocimientos de la materia para resolver los problemas encontrados en el aprendizaje de la inteligencia artificial. Es un complemento importante para el personal docente del curso y puede promover eficazmente el desarrollo fluido del aprendizaje formal.
2. Configure inteligentemente clases consecutivas para garantizar el tiempo de exploración.
El horario de clases es una sólida garantía para la implementación fluida de los cursos de popularización de la inteligencia artificial.
Al inicio del semestre, la Oficina de Asuntos Académicos de nuestra escuela dio prioridad a las horas de clase del curso de popularización de inteligencia artificial y lo dispuso en dos clases consecutivas por semana, lo que brindó tiempo suficiente para que los estudiantes pudieran Realice una exploración en profundidad y garantice que la práctica del proyecto de los estudiantes pueda desarrollarse en profundidad en lugar de "seguir los movimientos". Las clases consecutivas se organizan en el tercer y cuarto periodo de la mañana, de modo que los estudiantes puedan tener tiempo suficiente para organizar su equipo después de completar sus estudios, y los estudiantes que no han completado sus estudios puedan usar su tiempo después de la escuela para mejorar, promoviendo así la mejora de la eficiencia del aprendizaje.
3. Llevar a cabo un aprendizaje basado en proyectos para promover la exploración en profundidad.
El aprendizaje basado en proyectos es un catalizador para la implementación fluida de cursos de popularización de la inteligencia artificial. El autor adopta un método de aprendizaje basado en proyectos centrado en el estudiante que puede poner en juego la iniciativa, la creatividad y el espíritu cooperativo de los estudiantes. El curso de popularización de la inteligencia artificial diseñado por el autor se lleva a cabo a través de actividades basadas en proyectos, y todo el proceso incluye la identificación del proyecto, el descubrimiento de problemas, la formulación de preguntas, la formulación de soluciones, la verificación práctica, la repetición de preguntas, la mejora de los planes, la práctica de la verificación nuevamente y resolver problemas. Cultivar el pensamiento de ingeniería de los estudiantes y promover una investigación práctica en profundidad.
Tomando como ejemplo el proyecto de investigación de biónica animal, se lanzaron dos proyectos, "Magical Elephant" y "Making Friends with Birds", para promover el aprendizaje. Los estudiantes comienzan con el conocimiento biónico de los elefantes y las aves, comienzan con los elefantes y las aves que los rodean, se centran en la trompa de los elefantes y las alas de las aves, exploran mejoras estructurales y funcionales y realizan materializaciones creativas a través de la construcción y la programación.
4. Explore el método de enseñanza isomórfico de la misma clase para promover la asistencia y la cooperación mutuas
El método de enseñanza isomórfico de la misma clase es un modelo eficaz para la implementación de cursos de popularización de la inteligencia artificial. es decir, dos (o más) profesores *** Preparan una clase juntos y enseñan en el mismo escenario en la misma clase para aprovechar al máximo sus respectivas fortalezas.
Lo más común en el aula de inteligencia artificial de nuestro colegio es que los profesores de las dos disciplinas de tecnologías de la información y práctica integral tengan la misma estructura de clases. Este método es muy especial. En clases consecutivas, los profesores organizarán la enseñanza en el aula según sus propias especialidades. Cuando encuentren que los estudiantes tienen problemas en la práctica y necesitan retroalimentación oportuna, subirán directamente al escenario para organizar las discusiones.
Profesores de las cuatro disciplinas de información, integral, matemáticas y ciencias, así como el equipo de docentes asistentes de la empresa, realizarán cada semana seminarios en torno a un tema basado en el avance de proyectos. aprendizaje, se determinarán los profesores para las sesiones temáticas correspondientes. Los profesores preparan lecciones juntos para el mismo contenido didáctico y determinan la combinación específica de las mismas clases en función de sus respectivos puntos fuertes.
5. Establecer el modelo de enseñanza “5EX” para una implementación sólida en el aula.
El “Modelo de diseño de actividades de aprendizaje interdisciplinario basado en proyectos: modelo 5EX” propuesto por Li Kedong, profesor de South La Universidad Normal de China es un modelo de inteligencia artificial. Los cambios en los métodos de aprendizaje proporcionan dirección y orientación.
El autor introduce el conocimiento involucrado en la enseñanza en el aula mediante la creación de escenarios de aplicación reales y guía a los estudiantes para que experimenten y exploren a través de pequeños proyectos. Por ejemplo, en el proyecto "Magical Elephant", los profesores del equipo del proyecto guiaron a los estudiantes a través de 5 enlaces y 10 tareas, específicamente:
6. Diseñar el manual del estudiante "Actor" para proporcionar andamios de aprendizaje
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El manual de aprendizaje "Actor" proporciona un andamio de aprendizaje para el aprendizaje de inteligencia artificial. El autor diseñó el manual basado en el proyecto, y los estudiantes llevaron a cabo actividades y aprendizaje de acuerdo con las tareas manuales y las registraron. el proceso. El diseño del manual de estudio compensa los problemas de los libros de texto originales de inteligencia artificial con temas dispersos y objetivos únicos, y proporciona una plataforma de aprendizaje para el aprendizaje basado en proyectos. El andamio de aprendizaje establecido por el autor en el manual del estudiante incluye principalmente 10 proyectos: descomposición de temas, exploración extracurricular, práctica de construcción, exploración de programación, resolución de problemas, exploración de materias, innovación de aplicaciones, fotografía e intercambio, exhibición y evaluación, y expansión de la cosecha.
7. Implementar la evaluación formativa con la ayuda del espacio en línea "Everyone Connects"
La Plataforma de Servicio Público de Recursos Educativos Nacionales brinda un fuerte apoyo para el intercambio de recursos de cursos de inteligencia artificial y la evaluación de los estudiantes. La plataforma puede ofrecer recursos de aprendizaje a los estudiantes, lo que les facilita obtener una vista previa en casa y llevar a cabo un aprendizaje personalizado en el aula. Puede utilizar el módulo de evaluación de estudiantes en el espacio "Todos" para registrar puntos de actividad y permitir que los estudiantes tomen y compartan fotografías del proceso de producción y videos de sus trabajos. Esto permite que cada trabajo se muestre y grabe por completo antes de desmontarlo. Los estudiantes y los padres pueden ver los videos compartidos de toda la clase en cualquier momento y en cualquier lugar para aprender y comentar entre sí.
Se registran en el ciberespacio fotografías y vídeos del proceso de aprendizaje de la inteligencia artificial de los estudiantes, así como los puntos obtenidos en cada actividad grupal, lo que alivia el problema de no poder implementar la evaluación formativa en los cursos de popularización de la inteligencia artificial. por falta de tiempo.
La mejora de la alfabetización intelectual de los estudiantes y la construcción y desarrollo de cursos populares de inteligencia artificial se han convertido en desafíos que enfrentan las escuelas primarias y secundarias y los profesores en la nueva era. La construcción de cursos populares de inteligencia artificial debería ser más. universal y con visión de futuro. Las autoridades educativas y las escuelas deben brindar garantía y apoyo para la implementación e implementación de cursos populares de inteligencia artificial. Los maestros en la nueva era deben esforzarse por guiar a los estudiantes a avanzar con valentía en la ola de la inteligencia artificial.
Fuente丨"Equipo educativo moderno de China"
Autor丨Zheng Yafen, escuela de formación docente del distrito de Siming, ciudad de Xiamen, provincia de Fujian