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人工智能与大数据教材进入贵阳课堂 让小学生也能读懂高科技
时间: 2018-11-28 来源: 贵阳日报 字体: [] [] [] [打印] [关闭]

学生们在上“人工智能与大数据”课。(记者 郑雄增/摄)

“人工智能与大数据”教材。

小学版截图。

  日前,贵阳小学四年级正式开设人工智能地方课程,初中和高中二年级也将在下学期开设该课程。至此,这套结合贵阳实际的全国首套中小学版本人工智能与大数据读本——《人工智能与大数据(小学版/初中版/高中版)》教材走进公众视野。

  人工智能与大数据这样听起来“高大上”的高科技领域,学生能听得懂吗?老师怎么教呢?为此,记者采访了本套教材的副主编、合众美华教育的梅锋博士,对教材进行解读。梅锋博士表示,为让中小学生能读懂教材,编委会在编写过程中,着重突出了五个特点。

  特点一:贴合课标体系让学生能读懂大部分内容

  记者发现,《人工智能与大数据(小学版/初中版/高中版)》三个学段的版本结构一致,每套教材均为7个章节,大体内容依次为漫话人工智能和大数据技术改变了哪些生活方式和社会形态、大数据的特点、身边的大数据、认识人工智能、身边的人工智能、人工智能小实验、对未来的展望,篇幅为130——150页不等。

  梅锋表示,在中小学开展人工智能和大数据教育的难题之一,就是人工智能与大数据的绝大部分知识超出对中小学生的课标要求,怎么办?

  “在编写教材时,我们要求50%——80%的内容学生能自己读懂,避开晦涩难懂的专业术语,而是用图画、比喻、游戏解释的核心思想,教师的作用主要为答疑解惑、组织课堂讨论。”梅锋说。

  小学版采用了六格漫画形式,每章节都配了一套故事情节生动有趣的六格漫画,以提高小学生阅读兴趣和降低难度;初中版设计则以游戏形式讲专家系统、大数据的分布式计算、数据挖掘中的预测算法等难度较大的技术问题,让学生在游戏中掌握技术的本质;高中部分内容则采用活泼的主题探究形式讲解技术问题,提升学生的学习兴趣。

  比如这套教材的第二章节中讲到大数据技术,在小学版中,通过5个小漫画故事分别讲解了大数据5大特点:大、形式多样、快、低价值密度、真实性;初中版中,通过学者们运用词频分析技术判断出《红楼梦》后四十回不是曹雪芹所写的例子,设计了一个游戏来讲解大数据的数据处理算法;高中版以网络购物、在线观看视频、网上订餐等为例,让学生们尝试用科学辨析概念的方法观察、分析生活中的具体现象,认识科学的“质疑”精神。

  特点二:聚焦人工智能和大数据最核心概念

  科技进步一日千里,教材更新速度远远赶不上技术更迭的步伐,大部分学生将来也大多不会从事人工智能和大数据的研究开发,他们学习这门课的意义何在?梅锋认为,这是在中小学开展人工智能和大数据教育的第二个难题。

  本套教材避开技术细节,聚焦核心思想、历史规律、发展趋势和万变不离其宗的科学思想方法,使学生从更宏观的角度把握人工智能和大数据发展方向,能够紧跟时代发展步伐,适应未来社会的技术进步。

  例如,初中版第二章设计了一个项目式学习活动——预测小卖部瓶装水销量,通过“观察——预测——验证”法预测小卖部的销量。梅锋说,通过这个游戏可以对学生理解“预测”的基本思想方法有非常大的帮助,事实上,是否预测得准确并不是关键,只要在一定程度上理解“预测是基于对人们对事物内在规律的了解做出的对未来的判断”即可,而“预测”就是大数据的一个重要功能。

  特点三:应用案例反映贵阳“三大”战略

  如何让学生在繁重的学业重负下燃起对高不可攀、艰深抽象的高科技的学习兴趣?梅锋认为,最好的方法是把科技放到学生的生活和感性认知框架里去,把科技与学生的未来挂钩。

  经过几年探索实践,贵阳在大数据的商用、民用、政用等方面得到长足发展,编写内容几乎全部选用贵州、贵阳本地案例,如中国天眼、贵阳智慧交通系统等。

  例如,在小学版、初中版和高中版的第五章,以贵阳建设智能城市为案例,分别介绍了天河潭景区的人工智能导游“小美”、贵阳“天网”在抓捕犯罪嫌疑人和逃犯方面的革命性突破、精准扶贫大数据支撑平台等,以及这些例子背后蕴含的人工智能和大数据技术。应用案例贴近学生生活,同时也反映了贵阳在深入推进大扶贫、大数据、大生态“三大”战略中的积极探索。

  特点四:提升学生综合运用知识的能力

  “学这些东西有用吗?”这可能是不少学生和家长最关心的问题。

  梅锋博士告诉记者,读本以讲解技术为明线,以讲解基本原理、核心思想,培养学生终身有用的探究实践、开拓创新的思想方法为暗线,通过深入剖析大量人工智能和大数据在生活中的应用案例,培养学生综合各学科知识解决实际问题的能力。

  针对小学、初中、高中不同阶段学生的不同兴趣特点和认知水平,读本讲解不同的人工智能和大数据知识,内容涉猎科技、数学、环境、人文、生物、经济、社会责任、人类文明及科技发展史、商业竞争、成本、心理等领域。

  如小学版中的“通过社区管理系统了解本社区留守儿童的困难并给予相应帮助”的实践活动,初中版中的“什么行业不容易被人工智能取代”的拓展探究,高中版的“通过跟踪分析老人看电视的习惯推断老人身体状况”的案例。这些内容都体现了“科学、技术、工程与数学都是为人类与社会需要服务”的思想,让学生认识到现实世界不分学科,解决实际问题要靠综合运用知识以及知识背后普遍适用的科学方法、态度和精神。

  特点五:编程学习包含人工智能功能

  高中信息技术课标要求开设人工智能和Python(一种计算机程序设计语言)编程,本套读本也提供了具有人工智能和大数据功能的编程平台,让同学们用最简单易懂的方法学习Python语言。

  这也是本套读本的另一独特之处,充分发挥“做中学”的理念,结合人工智能与大数据的应用案例与理论学习,配套图形化编程和Python编程、开源硬件,完成语音识别、机器翻译、人脸识别、动物识别等人工智能编程学习。

  梅锋博士最后表示,除了以上阐述的知识与技能目标,本套读本还意在让学生认识到人工智能和大数据并非遥不可及,而是已经,并将更加深刻地影响我们每个人的生活、学习和未来。今天学习人工智能与大数据,是为同学们明天走向社会做准备。最后,本书也希望通过学习这套弥漫着“贵阳味道”的读本让学生们更全面、深切地认识这个生活在其中、正在飞速崛起的城市,为自己身为贵阳人感到自豪,愿为她更美好的未来贡献自己的力量。(记者 罗海兰 文/图)

责任编辑:汤琪