在鳶尾花分類中感受技術(shù)“溫度”

教師要上好一節(jié)課，需要備課時(shí)對(duì)學(xué)生能力、狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并在課堂教學(xué)中快速抓住學(xué)生興趣點(diǎn)，借用信息技術(shù)，提升教學(xué)效果。在學(xué)習(xí)人工智能分類器的教學(xué)中，我利用信息技術(shù)做好課前、課中、課后三大環(huán)節(jié)準(zhǔn)備，收獲了“意外”之喜。

“現(xiàn)在大屏幕上展示了兩種不同的鳶尾花，你仔細(xì)觀察，這兩種花一樣嗎？”在正式開課預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，我讓學(xué)生從區(qū)域網(wǎng)下載了“鳶尾花數(shù)據(jù)集”，數(shù)據(jù)集包含了近百?gòu)埳进S尾花和變色鳶尾花的圖片。經(jīng)過個(gè)人觀察、小組討論后，學(xué)生找到了兩種花的最大區(qū)別在于葉面的長(zhǎng)度和寬度不同。

“兩種花的不同你們發(fā)現(xiàn)了，那葉面的特征數(shù)據(jù)如何可視化呢？”我提出問題后，有學(xué)生提出，可以將兩種花葉面長(zhǎng)度、寬度的二維數(shù)據(jù)標(biāo)記在平面直角坐標(biāo)系中，再觀察坐標(biāo)點(diǎn)的分布特點(diǎn)。于是，學(xué)生使用平臺(tái)建立了兩種鳶尾花分類平面直角坐標(biāo)系，果真發(fā)現(xiàn)坐標(biāo)點(diǎn)分布區(qū)別較大，學(xué)生初步明確理解了兩種花最大不同之處。

這樣的標(biāo)記客觀真實(shí)，但明顯過程煩瑣，我繼續(xù)拋出問題：“有沒有更方便、更快捷的方式？”很快，一個(gè)小組學(xué)生給出這樣的方法：在現(xiàn)有坐標(biāo)系中，想辦法構(gòu)建一條直線，也就是一個(gè)一次函數(shù)，將兩種花的坐標(biāo)點(diǎn)分開。這個(gè)思路獲得了大家的認(rèn)可，而這就是本節(jié)課的重點(diǎn)和目標(biāo)，讓學(xué)生能夠?qū)W會(huì)找到這個(gè)分類直接的方法，也就是線性分類器的基本知識(shí)。

在課堂小組具體指導(dǎo)中，我發(fā)現(xiàn)各組學(xué)生使用了不同的數(shù)據(jù)點(diǎn)，出現(xiàn)了若干直線。我引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題后，請(qǐng)各小組討論如何找到最優(yōu)直線?！拔覀円让鞔_找到這條直線的目的，這樣才能分析出滿足這條直線的條件?！笨偨Y(jié)時(shí)，一名學(xué)生說，“我們小組認(rèn)為應(yīng)該運(yùn)用解析幾何中點(diǎn)到直線距離的計(jì)算，找到一條直線距離兩部分坐標(biāo)點(diǎn)的距離是最遠(yuǎn)的，這樣分類才更加準(zhǔn)確?！?/P>

這組學(xué)生給出答案后，課堂上不約而同響起了掌聲。這種分類的方式確實(shí)最合理，而且在二分類的算法中也經(jīng)常使用這種方法。本節(jié)課的重點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo)已完成。

在課堂上學(xué)習(xí)了人工智能分類器的基礎(chǔ)知識(shí)后，我引導(dǎo)學(xué)生思考在現(xiàn)實(shí)中是否可以用到這個(gè)技術(shù)，而學(xué)生的表現(xiàn)讓我喜出望外。一名學(xué)生結(jié)合自己學(xué)習(xí)的電路和編程知識(shí)，完成了“水華預(yù)警智能顯微鏡”的項(xiàng)目。

人工智能教育對(duì)于培養(yǎng)科技后備人才有著其獨(dú)到之處，而突出技術(shù)實(shí)踐和技術(shù)應(yīng)用的人工智能課程，教師要有備而來，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，并提升創(chuàng)新解決問題能力，過程中讓學(xué)生充分感受技術(shù)對(duì)人類的意義、感受技術(shù)的“溫度”。

（作者單位系北京市第二中學(xué)）

《中國(guó)教育報(bào)》2022年02月23日第4版