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基于生成式人工智能的初中python编程教学活动设计与实践研究

胡欣悦
  
墨轩媒体号
2025年210期
湖北省黄冈市黄冈师范学院 438000

摘要:随着信息技术的快速发展,编程教育在初中教育中的地位日益凸显。Python作为一种简单易学、应用广泛的编程语言,被广泛应用于教育领域。生成式人工智能在初中Python编程教学中具有显著的优势,能够有效提高学生的学习兴趣、培养编程思维、提升编程能力。

关键词:生成式;人工智能;初中;python编程教学;活动设计

引言

Python作为一种简单易学的编程语言,在初中信息技术课程中得到了广泛应用。然而,传统的Python编程教学往往侧重于语法和算法的讲解,缺乏趣味性和实践性,难以激发学生的学习兴趣。生成式人工智能作为一种新兴技术,能够根据输入数据生成新的内容,为编程教学提供了新的思路和方法。

1生成式人工智能的初中python编程教学活动中的意义

(1)激发学生学习兴趣:生成式人工智能具有趣味性和互动性,能够吸引学生的注意力,激发他们对编程学习的兴趣,从而提高学习积极性。(2)培养创新思维:通过生成式人工智能,学生可以学习到如何利用编程解决实际问题,培养创新思维和解决问题的能力。(3)提高编程技能:生成式人工智能可以帮助学生掌握Python编程语言的基本语法和编程技巧,提高编程水平。(4)拓展知识面:生成式人工智能涉及多个领域,如自然语言处理、计算机视觉等,通过学习生成式人工智能,学生可以拓展自己的知识面。

2基于生成式人工智能的初中python编程教学活动设计与实践策略

2.1基础语法与算法教学

通过人工智能生成适合初中生理解的Python编程实例,辅助他们掌握编程的基本语法和算法。首先,简化语法结构。初中生在接触编程时,常因复杂的语法而感到困惑。我们可以简化Python语法,如去除不必要的括号和分号,使循环和条件语句更易理解。其次,简化数据类型。Python有多种数据类型,初中生可能难以理解。我们可以仅保留整数、浮点数和字符串等基本类型,并着重讲解其基本操作和应用。再次,简化控制流。Python的控制流包括循环和条件语句。为降低难度,我们可以简化循环和条件语句的语法,如采用更直观的循环变量和条件判断。最后,制定逐步推进的教学内容。根据初中生的认知特点,将Python课程分为几个阶段,每个阶段教授基础知识和技能。如第一阶段学习变量、数据类型、输入输出;第二阶段学习循环、条件语句、函数;第三阶段学习列表、字典、文件操作等。

2.2项目式学习

在初中Python教学实践中,我们采用生成式人工智能技术,推动学生投身于项目式学习。通过解决具体问题,学生不仅增强编程技巧,而且激发创新意识。具体操作步骤如下:(1)选定项目主题:依据学生兴趣和实际需求,挑选具有挑战性的项目主题,例如智能问答系统、图像识别等。(2)细化项目任务:将项目主题细分为若干子任务,每个子任务对应一个特定的编程知识点。(3)小组协作学习:将学生分组,每组负责完成一个子任务。在协作过程中,学生需运用Python编程知识解决实际问题。(4)交流与展示:各小组完成子任务后,进行交流与展示,互相学习、借鉴。教师在此过程中提供指导,协助学生解决问题。(5)项目成果展示:各小组展示项目成果,包括项目介绍、代码实现、实际应用等。通过展示,学生可巩固所学知识,提升编程能力。(6)反思与总结:项目完成后,引导学生反思总结,分析项目过程中的收获与不足,为后续学习提供参考。

2.3游戏化学习

在初中阶段进行Python编程教育时,巧妙结合生成式AI技术,旨在借助游戏化编程学习方式,唤起学生对Python编程的热情,并有效提高学习成果。这种创新的教学模式,成功地将抽象的编程理念转化为生动的游戏体验,并通过互动学习,让学生在解决难题的过程中,不知不觉地掌握编程技巧。比如,在教授“循环语句”这一内容时,教师可以设计“寻宝游戏”,让学生通过编写代码逐步揭开谜题,最终找到宝藏。在此过程中,学生不仅能深入理解循环语句的应用,还能提升逻辑思维和问题解决能力。同时,生成式AI技术还能为学生提供个性化的学习路径。系统通过分析学生的学习数据,可自动调整教学内容和难度,确保每个学生都能在适合自己的学习节奏中进步,进而提升学习效率。

2.4结合生活实例

在初中Python教学实践中,将编程与日常问题紧密融合,如设计计算器、执行数据统计分析等,使学生深刻领悟编程的实际意义。以下是一些具体的生活案例:(1)计算器开发:学生通过Python编写程序,能够轻松打造一个功能完备的计算器。这不仅强化了他们的编程技巧,也在实际应用中体会到了编程的便利。(2)数据统计与分析:运用Python进行数据统计,比如计算班级学生的平均成绩、分析成绩分布等,使学生们认识到编程在数据分析和处理方面的强大功能。(3)游戏编程:学生可尝试用Python编写简单的游戏,如猜数字、连连看等。在游戏开发过程中,学生不仅学到编程知识,还能享受到编程的乐趣。(4)智能家居控制:指导学生利用Python编程操控智能家居设备,如灯光、空调等。此类实践让学生感受到编程在提升生活品质上的贡献。(5)信息检索与筛选:通过Python编写程序,帮助学生高效检索和筛选网络信息,提升学习效率。这有助于培养学生的独立思考与问题解决能力。

2.5开展竞赛活动

举办Python编程赛事,旨在点燃学生的学习激情,增强编程能力。活动精心策划,内容涉及Python编程的基础理论、实际操作和创新思维。竞赛分为初赛、复赛和决赛三个环节,旨在逐步提高学生的编程水平。初赛将出题检验学生基础知识,如变量、数据类型、运算符等,选拔优秀者进入复赛。复赛挑战性题目更多,如循环、条件、函数等,锻炼学生的逻辑思维和编程技巧。决赛则注重创新,鼓励学生运用所学解决实际问题,考验编程技能和创新精神。奖品丰富,包括证书、资料和电子产品。同时,邀请专家评委,提供专业指导和点评。

结语

总之,生成式人工智能在初中Python编程教学中的应用具有重要的理论意义和实践价值。随着人工智能技术的不断发展,我们有理由相信,生成式人工智能将在教育领域发挥更大的作用,为培养适应未来社会发展需求的创新型人才提供有力支持。

参考文献:

[1]赵文博,刘洋.(2023).基于人工智能的初中编程教育研究[J].教育教学论坛,15(1),1-3.

[2]张慧敏,刘晓燕.(2023).初中Python编程教学中的问题与对策[J].教育教学论坛,16(2),1-3.

[3]郭建伟,李晓峰.(2023).人工智能与初中Python编程教学融合研究[J].教育教学论坛,17(3),1-3.

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