摘要：基于学科核心素养的中学人工智能大单元教学，是顺应时代发展潮流、培养学生未来竞争力的关键举措。在当今这个科技日新月异的时代，人工智能已经成为推动社会进步的重要力量，而中学教育作为人才培养的重要阶段，必须紧跟时代步伐，将人工智能纳入课程体系，以培养学生的信息科技核心素养为目标。

关键词：核心素养；人工智能；大单元教学

引言

大单元教学模式，作为一种以学科大概念为核心，强调知识整体性、系统性和连贯性的教学方法，为中学人工智能教学提供了新的思路。通过构建以人工智能为主题的大单元教学框架，教师可以更加系统地规划教学内容，设计富有挑战性和趣味性的教学活动，引导学生在真实或模拟的情境中运用所学知识，解决实际问题，从而全面提升他们的信息科技核心素养。

一、基于学科核心素养的中学人工智能大单元教学的意义

（一）推动学科内容体系的现代化

随着人工智能技术的迅猛发展，其在社会各领域的应用日益广泛。将人工智能融入中学教学，特别是以大单元教学的形式，有助于推动学科内容体系的现代化。这种教学方式不仅让学生接触到最前沿的科技知识，还能培养他们适应未来社会所需的核心素养，使他们成为具备创新精神和实践能力的复合型人才。

（二）提升学生的信息素养和创新能力

人工智能大单元教学注重培养学生的信息素养和创新能力。信息素养是指学生获取、分析、处理和利用信息的能力，而创新能力则是学生独立思考、解决问题和创造新事物的能力。在人工智能的教学过程中，学生需要不断学习和掌握新的知识和技能，同时还需要将这些知识应用于实际问题中，从而培养他们的信息素养和创新能力。

（三）促进跨学科知识的融合与应用

人工智能是一门涉及多个学科的交叉学科，包括数学、计算机科学、认知科学等。在中学阶段实施人工智能大单元教学，有助于促进跨学科知识的融合与应用。通过整合不同学科的知识和技能，学生可以更全面地理解和掌握人工智能的相关概念和技术，从而培养他们的跨学科思维和综合应用能力。

（四）培养适应未来社会的复合型人才

未来社会需要的人才不仅要有扎实的专业知识，还要具备广泛的技能和素养。人工智能大单元教学通过培养学生的信息素养、创新能力、跨学科思维等核心素养，有助于培养适应未来社会的复合型人才。这些人才将能够在各个领域发挥重要作用，推动社会的进步和发展。

二、学科核心素养的中学人工智能大单元教学设计策略

（一）明确核心素养目标，确定大单元主题

基于学科核心素养的中学人工智能大单元教学设计，旨在通过明确的核心素养目标——信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任感，来引领整个教学过程。在确定大单元主题时，我们可以选择贴近学生生活的“智能生活”作为切入点，这一主题涵盖了智能家居、智能出行、智能医疗等多个方面，能够充分激发学生的学习兴趣和探索欲望。围绕“智能生活”主题，我们将设计一系列丰富多样的教学活动。例如，通过参观智能家居展览，让学生了解智能家居系统的构成和运作原理；通过模拟智能出行场景，让学生体验自动驾驶汽车、智能交通信号系统等带来的便捷；通过分析智能医疗案例，让学生感受人工智能在医疗诊断、健康管理等方面的巨大潜力。这些实践活动不仅能够让学生在亲身体验中加深对人工智能的理解，还能培养他们的计算思维、数字化学习与创新能力，同时引导他们思考人工智能的伦理和社会责任，从而全面提升他们的核心素养。

（二）结构化设计教学活动，培养计算思维

计算思维作为人工智能教学中的核心素养，其重要性不言而喻。在大单元教学中，通过精心设计的结构化教学活动，我们可以有效地培养学生的计算思维能力。以“智能灯光”项目为例，这个项目旨在通过人工智能技术实现灯光的智能化控制。在教学过程中，教师可以引导学生将“智能”灯光这一看似复杂的大问题，巧妙地分解为两个更易于解决的小问题：一是利用亮度传感器来判断当前是否天黑，二是利用红外传感器来判断是否有人接近。通过这样的分解，学生可以更清晰地看到问题的本质，并找到问题之间的内在联系和规律性。接下来，学生可以针对这两个小问题分别进行思考和探索，寻找简化问题的策略和方法。最后，在掌握了这两个小问题的解决方案后，学生再将它们组合起来，形成一个完整的智能灯光控制系统。通过这样一系列的问题分解、模式识别、问题简化和解决方案组合的过程，学生不仅能够锻炼自己的计算思维能力，还能在实践中体验到解决问题的乐趣和成就感。这样的教学方法不仅有助于提升学生的学习效果，还能培养他们的创新思维和问题解决能力，为他们未来的学习和生活奠定坚实的基础。

（三）创设数字化学习环境，促进数字化学习与创新

数字化学习与创新能力作为核心素养的关键组成部分，在中学人工智能大单元教学中占据举足轻重的地位。为了有效培养学生的这一能力，教师应积极创设数字化学习环境，为学生提供充足且多样化的数字化资源和工具。在实际教学中，教师可以充分利用网络平台、微课、在线资源库等丰富的数字化资源，这些资源不仅包含了系统的知识讲解，还涵盖了生动的案例分析和实践操作指南，能够为学生提供全面而深入的学习支持。同时，为了提升学生的实践能力和创新能力，教师应鼓励学生积极利用编程软件、传感器等先进设备，亲自动手制作人工智能作品，如智能小车、智能语音助手等。通过这些实践活动，学生不仅能够加深对人工智能技术的理解和掌握，还能在解决问题的过程中锻炼自己的数字化学习与创新能力。这样的教学方式不仅符合时代发展的需求，更能激发学生的学习兴趣和潜能，为他们的未来发展奠定坚实的基础。因此，在中学人工智能大单元教学中，我们应充分重视数字化学习与创新能力的培养，为学生的全面发展提供有力保障。

（四）注重过程性评价，增强信息社会责任感

在大单元教学中，应注重过程性评价，及时给予学生有效的反馈。同时，通过引导学生科学、合理、高效地利用信息资源，提高其价值判断力，培养他们的信息社会责任感。在小组合作探究过程中，教师可以引导学生关注网络安全问题，如避免访问不良网站、保护个人隐私等。同时，通过小组汇报和作品展示等环节，引导学生关注环境问题和社会责任，如倡导节能减排、关注人工智能的伦理问题等。这些活动有助于增强学生的信息社会责任感。

结语

基于学科核心素养的中学人工智能大单元教学，是一次对传统教学模式的深刻革新与探索。在这一教学过程中，我们不仅仅是在传授知识，更是在培养学生的信息意识、计算思维、数字化学习与创新能力和信息社会责任感等核心素养，为他们未来的学习和生活奠定坚实的基础。通过精心设计的教学活动和项目实践，学生们在动手操作、亲身体验中深化了对人工智能技术的理解和掌握，同时也锻炼了他们的思维能力和解决问题的能力。更重要的是，我们引导学生思考人工智能技术的伦理和社会责任，培养他们的社会责任感和公民意识。

参考文献

[1]韩思瑶.AI校园导游——基于学科核心素养的人工智能大单元教学设计[J].中国科技教育，2024（S1）：5-8.

[2]靳凤丽.设计微型智能图书借阅系统——基于学科核心素养的人工智能大单元教学设计[J].中国科技教育，2024（S1）：75-78.