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基于新课标的人工智能环境下高中学生计算思维培养的探究

张宏芳
  
教学实践媒体号
2024年18期
江苏省无锡市立人高级中学

摘要:随着科技的发展,人工智能技术也已比较成熟,在人们日常生活中起到了一定的作用,同时也是未来科技发展的必然趋势。另外,就科技角度而言,越是掌握了前沿的技术,往往越能够领先行业,对于地区经济技术发展等多个方面均具有重要意义。为此,在人工智能化技术大背景下,加强高中学生计算思维建设无疑十分必要。故本文就此展开讨论,探讨当下较为有效的学生计算思维培养策略。

关键词:新课标;人工智能;高中学生;计算思维

新课标要求进一步加强对高中学生信息技术能力的培养,国务院也曾印发有关文件,强调建设人工智能发展,提升高中信息化课程等。而在高中阶段开展人工智能原理以及更高层次的计算思维学习,并且可以为学生往后更深层次的学习等奠定基础。

一、计算思维意义

随着技术的不断完善与发展,各个专业以及学科之间的融合越来越紧密。这之中计算机技术与哲学、心理学等多门学科的融合,促使诞生了新型的技术形式,即人工智能。其主要基于利用计算机技术从而模拟大脑对各个事物进行判断以及逻辑思考等。人工智能技术对于提升地区科技水平以及加强信息化建设与完善等多个方面均具有重要意义。国内则在借鉴了国外有关教育理论的前提下,也在逐步尝试开展一定的信息课程教学要求,旨在培养学生对计算机技术有一定的认识,并提升其计算思维建设,为往后深入研究学习等奠定重要基础。

编程技术是开发应用以及赋予计算机更多功能的关键前提。如若想要计算机能够更为快捷以及便利的执行有关操作,则势必需要开发人员具备更为高端的计算思维,能够利用更为简便的计指令代码从而引导计算机完成各项工作。计算思维并非简单的计算机语言应用,而是对事物客观分析、问题研究以及发现规律并搭建模型的一个复杂过程。而培养学生的计算思维则可以进一步提升高中学生对问题的解决能力并训练器思维模式与逻辑分析能力,这对于其全面发展无疑意义重大。

二、计算思维培养策略分析

(一)学生思维层面

高中信息技术教学人员在实际培养学生计算思维期间,即要求学生掌握一定的程序式语言,故而实际教学过程中应当注重程序架构的学习。针对一些较为复杂以及繁琐的问题,则应当开展重点地讲解,利用更为具体化的样式呈现出来。采用通俗易懂以及强调学生亲自实践的方式,可以更好地带领同学开展学习研究,从而掌握更深难度的计算思维。

在培养学生计算思维期间,教学人员应当注重化难为简的教学策略,不断练习学生的头脑思维。第一,可以锻炼学生的抽象思维技能,对此教学人员可以一边教学有关编程知识理念,另一边则可以带领学生对各方面知识进行梳理与归类,并辅助学生对各个知识层面进行分析有效化解各方面问题,逐步建立起属于其个人的抽象思维模式;第二,应当注重对学生分析技能的锻炼与提升,实际教学过程中教学人员可以将遇到的各个程序问题划分为多个模块或者小程序的形式,从而要求学生对各个小分支进行思考与分析,并体会各个分支潜藏的逻辑内涵,不断锻炼其分析水平;第三,应当注重对学生逻辑思考方面的建设,而这也是计算思维的核心关键。就整个教学工作而言,主要是强调教学人员能够带领学生认识到程序运行期间的各方面条件和管控机制,此外可以发现其中潜藏的问题以及更为有效的处理策略,不断提高自我逻辑分析水平。

(二)教学层面

实际在对学生计算思维培训期间,对于教学人员首先应当注重对学生就编程的兴趣方面的建立。众所周知,兴趣是最好的老师,对于学生而言也只有对各方面知识等充满了极大的兴趣与喜好,才会真正意义上投身于学习之中。故而,在计算思维教学期间应当尤其重视对学生编程兴趣的建立。实际教学期间,教学应当对学生的心理有一定的认识与把控,切忌过于单一化的对有关句式以及语法等进行讲解,而是当切入兴趣点,刺激学生学习兴趣,从而融入知识点进行教学。比如,循环结构向来都是编程课程教学的重点,但同时也是难点。教学人员切忌一味的依据课本素材进行讲解,而是应当综合该阶段学生的理解水平,从而引入更多的图形图画样式,对深奥的难点进行讲解。

另外,对于相关教学人员还应当重视对实验课程的开展。对于课程所传授的一系列理论知识等也只有结合实际应用才能够有效加强对学生计算思维的建立与巩固。实际教学期间,教学人员可以针对性的提出有关教学问题,强调在逻辑思维以及顺序组合等方面的建设。学生在进入机房上机操作期间,此时教学人员可以针对性的提出既往同生活相关问题,从而要求学生在自我独立思考的前提下利用计算思维实现这一程序,推动学生不断的探索编程世界,逐步建立起一定的计算思维。

(三)计算思维的培养价值

培养并帮助学生建立起计算思维,对其有着诸多的好处。首先,可以锻炼其逻辑思考能力,程序开发与编译主要为将各个庞大而又复杂的问题进一步转化为更小的文体形式。而这之中要求学生通过思考等将各个代码合理化,从而使得最终的程序得以流畅运行,在这整个过程中学生的逻辑思维能力得到了较好的锻炼。其次,提升学生专注力,程序代码错误是开发程序所必须经历的过程,这些错误可能只是一个细小代码的差漏,也可以是某个标点符号的漏加等等。为了尽可能的降低错误,要求学生在开发期间更为专注仔细,不断的认识到自己既往存在的马虎陋习,并通过改正减少错误情况;另外,计算思维的培养则要求学生更为耐心地进行探究,需要更多的专注以及时间投入,由此在不断的潜移默化之中其耐心得到了很好的提升,自制力建设也有了显著的增加。最后,可以锻炼并提升学生的抽象思考能力。编程如同外语学习,如若外语学习是更好的同外国人交流,则学习编程则是为了更好的和电脑进行交互。但和外国人接触时可以通过肢体语言等进行辅助,而面对计算机时则只能利用程序语言进行交互。故而,要求学生在学习期间建立起一定的抽象思维能力,将各种难懂抽象的理念,转化为自己可以理解的模式,从而掌握与电脑的沟通技巧,由此个人抽象思维能力也就得到了慢慢提升。

三、结束语

人工智能时代背景下,更加突出了编程、计算机交互的重要性。对于地区乃至国家而言,掌握了人工智能技术的先机也就掌握了行业的发展动向,由此也可以获得更大的好处。人工智能是未来科技行业的重要发展方向之一,为此我国也先后出台了一系列措施鼓励从小学阶段就开始加入更多的编程课程,为我国科技事业培养重要人才。对于高中信息教学人员,应当注重对学生计算思维的建设,应用更为丰富以及具象化的手段,将编程这一抽象的理念转化为符合高中学生认知的方式进行学习,从而提升学生在该方面的认识与兴趣,为以后进一步的深入学习奠定重要基础。

参考文献:

[1] 黎琬琳. 基于可视化编程的高中学生计算思维培养研究[D].  2022(11):12-12.

[2] 王敬锋. 浅谈高中学生模块化计算思维的培养[J]. 课程教育研究, 2023(43):15-15.

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[4] 马强. 基于计算思维培养的高中学生可视化编程教学设计研究[D].  2023(40):17-18.

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