和學生一起設計智能近視防控儀
http://www.ainooo.com2025年03月25日 09:48教育裝備網(wǎng)
在人工智能技術飛速發(fā)展的背景下,將人工智能課程在中小學階段落地顯得尤為重要。在《信息科技》八年級上冊《人工智能與智慧社會》單元教學中,筆者通過與學生實際生活密切相關的“設計智能近視防控儀”項目來組織課程內容,幫助學生深入了解和學習人工智能,激發(fā)學生的科學探究興趣,培養(yǎng)學生的技術應用能力。
在課堂初始,筆者通過“剪刀石頭布”的手勢游戲和微課學習,讓學生通過觀察和模仿手勢,體驗人類圖像識別的過程:獲取圖像、分析特征、搜索記憶、結果反饋。這一活動不僅讓學生體會到圖像識別的基本概念,也為后續(xù)的技術學習打下基礎。
在理解了圖像識別的基本原理后,學生進入“剪刀石頭布”模型訓練的實踐環(huán)節(jié)。學生先以小組為單位,圍繞“根據(jù)剛才的手勢,圖片應該分為幾類,它的標簽應該是什么”的問題討論,并確定分幾類和分類的標簽名稱。完成分類后,每個小組在數(shù)字化平臺創(chuàng)建類別,通過攝像頭添加圖像樣本、訓練模型。筆者在這里埋了一個伏筆,讓學生自己決定每個分類需要多少個圖片。最后在驗證觀察各個小組模型的可信度時,筆者提出疑問:“為什么可信度會有不同,是什么原因造成的呢?”引導學生討論得出大數(shù)據(jù)的重要性。
在學生學習了如何訓練一個圖像分類模型,通過模型解決實際的圖像識別問題后,筆者提出了新問題:設計一款提醒坐姿的設備,并指導學生類比前一任務的過程,討論所需的圖片數(shù)據(jù)集個數(shù)、分類以及標簽名稱,并在平臺上完成類別創(chuàng)建、樣本添加和模型訓練。
“大家有沒有發(fā)現(xiàn),模型訓練的時間長了?”學生完成任務后,筆者引出算力的問題,告訴學生人工智能不但要有數(shù)據(jù)支撐,還要有算力的支撐。驗證模型時,筆者采用了小組交叉驗證,通過各組對比與評價讓學生思考就提高識別準確率,如何優(yōu)化自己的模型。
課程的最后,學生通過小組討論學習收獲時,紛紛提到人工智能技術為人的生活服務才是有益的技術。通過本節(jié)課的學習,學生掌握了圖像識別技術的基本理論和實踐技能,也培養(yǎng)了批判性思維和倫理意識,這正是數(shù)字時代,中小學人工智能教育需要發(fā)揮的重要作用和意義。
(作者單位系山東省淄博市臨淄區(qū)第八中學)
責任編輯:董曉娟
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