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科学教育背景下小学信息科技实验教学实践策略探究——以识花知语之机器学习实验课为例!
【摘要】数字时代要求公民具备数字素养与技能，因此，培养具备数字素养与技能的公民成为信息科技课程的主要任务。为实现这一目标，信息科技课程理念强调“科”与“技”并重，注重科学原理与知识的应用。科学教育为信息科技课程的实践提供了新的角度，即实验教学，这种教学模式在培养学生的实践能力、动手操作能力以及解决复杂问题能力方面具有重大意义。所以，本文以《识花知语——探索图像识别的原理》一课为例开展了实验教学，并总结出相应的经验：真实问题情境促思考、跨学科融合助深度学习、多元评价反馈真实效果、创新设计实验过程项目化、创新设计实验目标可视化。
【关键词】信息科技；实验教学；科学教育；课程理念
《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）提出从“技术”到“科技”的跨越，传递了一种新的课程理念，即课程不应再局限于如编程训练、软件操作、设备应用等层面的技术操作,而应当融入科学原理的内容，追求“科”与“技”并重的教学目标，让学生在运用信息科技工具解决实际问题的过程中，深刻理解信息科技的知识、原理和方法，促进学科思想的深化与融合。
科学教育不仅关乎科学知识的获取与科学概念的形成，更注重培养学生领悟科学、运用科学的能力，其中包括理解科学事实、概念、原理、定律和理论，进行科学推理，以及运用科学解决个人和社会问题的能力。
因此，从科学教育的视角审视信息科技课程的实施与实践，无疑具有深远的意义。科学本质上是对周围世界的探索与发现，信息科技课程若要彰显其科学属性，科学实验便成为不可或缺的一环。通过科学实验，学生得以亲历探究过程，感受抽象科学原理的实际应用，从而在主动探究中构建起对抽象知识的认知框架，逐步领悟并理解科学原理和概念。综上所述，要实现学生对抽象科学原理和概念的真正理解与掌握，信息科技实验教学无疑是一条关键路径。
●信息科技实验教学实践案例：识花知语——探索图像识别的原理
信息科技实验教学，旨在通过计算机、网络平台、系统软件和应用软件等信息科技工具，帮助学生学习信息科技的知识、原理与方法，进而发现或验证规律，解决问题，实现创意，并逐步提升其核心素养。
实验教学可分为作品导向类和知识导向类两类，其中知识导向类又可细分为体验感悟类和科学探究类：体验感悟类实验侧重于帮助学生形成感性经验和知识，科学探究类实验重在帮助学生主动建构理性知识。因而，在信息科技课程中纳入科学探究类实验尤为重要。
在教学中，笔者基于新课标提出的六条逻辑主线之一的人工智能，以切实帮助学生真正建构起机器识别图像原理的认知图示为主要目标，按照实验问题发现、实验原理认知、实验活动探究、实验应用迁移四个模块，设计了《识花知语——探索图像识别的原理》这一探究类实验教学课例。
1.教学内容
选定省内教材：川教版五年级下册第二单元第1节“初识人工智能”。
研读新课标：①人工智能内容包括应用系统体验、机器计算与人工智能的异同、伦理与安全挑战。②在单元学业要求上进行了认识层和理解层两个层面的分析。在认识层上，学生需认识身边人工智能应用的技术基本特征，初步了解人工智能常见的实现方式，如机器学习。在理解层上，学生需理解人工智能与现实社会的联系是普遍存在的，理解人工智能是存在安全问题的。
形成复合课程内容观：结合新课标中第四学段第三模块“人工智能与智慧社会”的内容要求、学业要求、教学提示三方面的理解形成复合课程内容观指导实验教学设计。
会持续更新......
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