青少年科技创新能力培养的人工智能研究与实践.pdf

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1、青少年科技创新能力培养的人工智能研青少年科技创新能力培养的人工智能研究与实践究与实践摘要：摘要：在人工智能技术飞速发展的今天，如何加强青少年的人工智能素养教育，是当前基础教育课程建设中亟待解决的问题。从教育政策趋势、社会发展需求、青少年成长期望值等几个角度，对青少年开设人工智能课程的必要性进行了探讨。通过对青少年认知思维能力和能力的剖析，构建了青少年智能素质教育课程体系。并对各年龄段青少年智能素质教育课程体系的培养目标和知识维度进行了详细的分析和探讨。关键词：青少年；创新能力；人工智能；研究与实践关键词：青少年；创新能力；人工智能；研究与实践引言：引言：人工智能是未来发展的必然趋势，它的运用将

2、会使各行各业都发生变化和升级。在将来，人工智能将会像智能手机和互联网一样，成为人们日常生活的一部分。青少年应该学会怎样与人工智能共存，而不仅仅是专注于科技自身和特定的功能，以便让青少年理解科技改变了我们的生活。一、认识人工智能教育，探寻前行方向一、认识人工智能教育，探寻前行方向（一）人工智能教育因创新赋能而优越“人工智能”是人工智能教育与生俱来的最尖端特性，也是科技革新的一种追求创新的思想。首先，人工智能是学习的主体，它拥有先进的思维方式。教育学生用智能思维来思考和解决问题，对培养具有创造性的人才具有重要意义。其次，人工智能的核心是程序设计和算法的思维。在人工智能的普及下，“编程”将会是一种新

3、的外语，甚至是一种新的语言。因此，对青少年来说，人工智能教育也是必不可少的。再次，与传统的计算机科学相比，人工智能不仅具备技术，更具备“人性”，在推动人工智能教育进程中，通过人机协作等伦理意识和教育，为学生更好地融入到科技社会中。（二）构建开放自主学习模式的人工智能教育目前，在我国，人工智能课程主要有信息技术课程、科学课程、STEAM 课程、创客课程等。人工智能技术的发展是建立在以往的基础之上的，而在技术创新方面，也不断地寻找着突破。它所包含的学科知识、学科能力、学科思维，都是无限的，没有什么是不可能的，因此，必须要有一种更为开放的、自由的学习方式，使学生去感受、实践、学习和创造。在教育理论与

4、学习方式上，STEAM教育、项目学习、知识建构理论等方面都有了新的探索。（三）人工智能教育在小学阶段应指向基本小学阶段的素质教育有哪些目的？是开发程序员还是职业工程师？学校的宗旨是培养高技术人才，并能够设计与优化相关的学习算法，而小学与中学的课程，则是让学生们明白什么是人工智能，并将其运用到日常生活中。所以，在小学开展人工智能教学的关键在于思考。编程是人工智能发展的根本，然而，程序不代表一切都能被广泛使用。以智能教学为基础，以小学生的认知特征为基础，以软件和硬件为基础，以提高学生的探究兴趣、实践能力和创新能力，以“素养”为核心。这意味着，教学内容并非重点，而在于如何促进学生的实践创新。二、课程

5、体系培养目标及知识内容分析（一）系统化与灵活性相结合的原则在课程建设中，要充分考虑到青少年的教育特征，注重整体性原则，进行系统化的教学，让学生把握住课程的要旨，并运用多元的原理与灵活方法，让学生在课堂上尽情地享受。小学智力素质教育课程的开设应遵循下列基本原则：1.培养学生智力素质教育的课程设置要符合学生的学习目的。2.构建符合学校管理特点和校园资源特点的青少年智力素质教育。3.青少年智能素质教育课程的设置应具有整体性和灵活性。4.青少年智能素质教育课程的设置应以中心明确、主题一致、通俗易懂、寓教于乐为目标。（二）突出基本原则和反映时代特征目前我国的人工智能教育体系还没有形成一个完整的框架，教师

6、对此也不甚了解，因此，在构建人工智能的过程中，必须注重基础知识。同时，我们所处的时代也是日新月异，要使学生掌握科学技术的最新发展，就必须把教育和时代特点结合起来。强调“立足”和“体现时代特点”的教学内容、方法和进度，既要符合学生的发展水平，又要有一定的困难，要使学生的身体和精神得到充分的发展。（三）理论性与实践性相结合的原则课程教育从一开始就着重于理论知识的传授，再结合人工智能的特征，单纯的理论知识已经无法满足这种需求，因此，必须重视对学生的实际操作能力的培养，并在实践中给予指导。理论与实践相结合的原则，即教学要遵循学科的逻辑体系和知识的发展规律，使学生能够系统地掌握基本的知识和技能，从而形成

7、严谨的逻辑思维。三、构建青少年智能素质教育课程体系的对策（一）课程目标结构化透过建构课程目标，让学生逐步了解，透过基本的品质教育，培养学生将来具备良好的人工智能专业素养。但是，我国小学的教育实践尚处在初级阶段，教师的配置与相关的教育活动尚不健全。所以，首先要让青少年了解人工智能的作用，并让他们将自己所看到的、所知道的，与他们的生活、学习相结合。其次是让同学们感受到人工智能的奇妙作用。例如作文评分、自适应学习、智力指导等，可以激发学生说出自己的经验成果。最后，老师可以定期安排学生到一些教学实习基地或者人工智能实验室进行预约。（二）机器人科技资源共享平台的构建建立机器人技术资源共享平台，减少投资，

8、增加普及，促进机器人教育均衡发展。采购实体机器人进行教学，所需资金较多，这对经济落后地区的小学来说是难以负担的，而小学的机器人教学则侧重于培养学生的动手实践，是一种科普，而非科研，要将已有的技术转化为经验，再传授给学生。因此，学校要做好机器人科普工作，与虚拟机器人模拟平台相结合，建立起与机器人相关的科技资源共享平台，为学生们提供科学知识和实践的机会。（三）课程教学资源体系化以保障可持续发展在课程设置上，保证了教学资源的系统化，从而保证了学生的自主性。比如：高质量的教育资源，优秀的师资队伍，可以让学生自主学习；实行个性化教学，使“因材施教”成为可能；教师对学生的学习状况进行分析，有效地提高了教学

9、效果，使教学更加有针对性；使学员在课堂上能有效地进行预习与复习，并对教学策略进行合理地调整。科技进步证实了学校与老师的作用是无法替代的，师生面对面地互动交流是无法替代的，而一支优秀的师资队伍更是如虎添翼。结语：本文对中小学生的科学和技术创新能力的需求进行了分析，构建了我国青少年科技创新能力培养的模型，并对其进行了研究。并通过实践案例，开展了一系列的科技创新能力培养和科研活动。通过科技体验、职业体验、科技竞赛等形式，对青少年进行科学观念、态度、思维和实践技能的培养，对推动我国的人工智能发展具有重要意义。参考文献：1朱寅非,陈社育,张春兰.青少年人工智能素质教育课程体系设计J.南京广播电视大学学报,2021(04):48-52.2陈社育,张春兰,朱寅非.青少年人工智能素质教育课程体系研究及实践J.教育教学论坛,2020(16):240-241.3张智军,朱海洋.人工智能背景下青少年科技创新能力培养研究与实践 J.创新创业理论研究与实践,2020,3(05):71-72.4冯彦.推行人工智能教育,促进青少年实践创新J.福建教育,2019(44):24-27.沈严宾，1978.11,广西柳州市，学历专科，一级教师，青少年创新科技，青少年人工智能教育，计算机