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高中信息技术教材研用主线设计探究.docx

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高中信息技术教材研用主线设计探究

摘要:本文探讨了高中信息技术教材在使用过程中的主线设计,提出要结合学生需求、真实情境和科技发展现状,设计项目范例和教学环节主线,并以《剖析领域知识智能问答机器人》一课为例,设计了“识、明、智、审”的教学流程,旨在增强学生对智能问答系统的理解和应用能力。

中图分类号:G434文献标识码:A论文编号:1674-2117(2024)15-0068-03

研读教材的主要目的是帮助教师构建完整的学科逻辑体系,从而深入理解不同模块、单元内容的教学目标,把握教学的重点和难点,确保教学内容的系统性、科学性和准确性。而高中信息技术教师在应用教材开展教学时,常会出现“过分拘泥于教材”“完全脱离教材”等问题。笔者根据教学实践提出,在“使用”教材时,教师不仅要考虑学生的实际学情和需求,还要结合科技发展的现状,选择科学的教学方法和策略优化教学内容及实施路径,进而更好地激发学生的学习兴趣,提高教学效率。下面,笔者以“主线创建”为视角,以《剖析领域知识智能问答机器人》一课为例,探讨高中信息技术教材研用的做法与收获。

问计于生,设计真实情境的项目范例主线

本课例出自粤教版高中信息技术必修一《数据与计算》“6.1.2剖析领域知识智能问答机器人”。教材以“剖析空调企业智能客服机器人”作为项目范例,引导学生体验人工智能典型应用,并通过剖析,了解智能信息处理的巨大进步和应用潜力,认识人工智能在信息社会中的重要作用。在实际教学中,笔者发现学生对“客服”机器人的情境认同感和兴趣并不高。如何更好地激发学生学习兴趣,设计符合学生认知水平和真实情境的项目范例呢?

跨学科融合,设计能启发思考和引导实践的探究问题

要想提高学生项目探究的积极性和实效性,还要辅以具体的探究问题。例如,“智能学习助手”仍然是一个比较“泛”的概念,在实际教学中,学生的起点和兴趣不同,教师要找到一个深浅适度的探究问题,让学生都感兴趣,并适合用AI问答系统提问和分析。在此过程中,笔者尝试跨学科融合,结合语文、英语、历史等学科具体问题,引导学生使用AI问答系统去提问。通过不断尝试,笔者最终设计了“我国秦朝以来历朝都城变迁有何规律”这一探究问题,激发了学生兴趣。同时,AI系统的回答也具备多样性,比较适合进行对比分析。

目标导向,设计张弛有度的教学环节主线

基于教材,开展教学

1.识—问题导入、体验分析

情境导入:高中生小涵想构建一个历史知识问答机器人CHAI博士,请帮小涵剖析如何让CHAI博士实现历史知识的人机问答?

活动一:认识智能问答系统。

①人机共答问题:“我国秦朝以来历朝都城变迁有何规律?”(这也是测试“CHAI博士”问答能力的问题)

②学生思考:AI能回答这类开放性的问题吗?

③教师演示。

④学生体验:打开“CHAI博士.py”程序→运行程序→开展人机问答→分析AI的回答,思考它需要具有哪些知识才能回答此类问题。

⑤师生分析:对比人的思维过程,分析CHAI博士从接收问题到给出答案之间可能的“思维过程”:获取问题→提取问题关键信息→搜寻知识库→分析数据寻找规律→做出回答。

2.明—知识为基、原理剖析

活动二:剖析智能问答系统—剖析CHAI博士的知识库及其重要性。

①教师展示,学生观察:提供“CHAI博士的知识库.txt”资料,查看已有知识。

②教师演示,学生实验:运行“CHAI博士问答机器人一代.py”程序,提问知识库中已有的问题、没有的问题及测试问题,分析“CHAI博士问答机器人一代.py”回答问题的“水平”、原理、不够智能的表现。(结论:CHAI博士一代只能回答与知识库中一模一样的问题)

③学生思考并回答:根据CHAI博士现在的知识库内容,它可以将测试问题回答到哪种程度?(结论:能部分回答“我国秦朝以来历朝都城”,但是缺少各都城详细的数据与知识,无法总结变迁规律)

④教师讲授新知:介绍专家文档库相关知识,提供可以构建历史领域知识的专家文档库,从而让CHAI博士具备历史知识问答的知识基础。

3.智—算法优化、智能问答

活动三:剖析如何优化算法,让CHAI博士更“智能”。

①启发思考:如何让CHAI博士可以寻找相似的问题进行解答,或找到相关问题用于学习分析?

②引出算法:学生阅读教材,了解Jaccard算法。

③新知讲授:相似度系数的作用;用Jaccard算法计算相似度系数的方法。

④教师演示,学生实验:打开“CHAI博士的知识库.txt”,找一个库存问题(如“汉朝的首都是哪儿?”,记为QN),并记住它的答案→打开“分词并计算相似度.py”程序,用程序计算QN及其相似问句(如“汉朝的首都?”,记为QA)的Jaccard相似度系数→运行“CHAI博士问答机器人二代.py”程序,修改判断用户提问QA和库存问题QN是否相似的判断条件,运行并观察程序是否会输出相似问题的答案

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