从人工智能的发展谈信息技术新课程python语言的教学

发表时间:2020/10/28   来源:《中小学教育》2020年7月(下)21期   作者:贾海峰
[导读] 实现机器智能,是人工智能的核心话题,而实现机器智能的主要方式就是机器学习,
        贾海峰  
        德州市实验中学  253000
        摘要:实现机器智能,是人工智能的核心话题,而实现机器智能的主要方式就是机器学习,而真正人工智能时代的到来,还需要更加多的人工智能理论和应用方面的人才。因此很多阶段的信息技术教育教学,开始将python语言教学模块纳入其中,希望由此为培养高素质的人工智能方面的人才做出贡献。本文从高中信息技术教育教学的角度入手,倡导站在人工智能发展的视角去审视高中信息技术中的python语言教学版块,希望引导此版块的教育教学朝着更加纵深的方向发展。
        关键词:人工智能;信息技术;python语言教学
        2017年我国颁布了《新一代人工智能发展规划》,2018年教育部结合实际情况制定了《高等学校人工智能创新行动计划》,这些政策文件都在告诉我们人工智能时代即将到来,而我们在未来需要更加多懂得人工智能,能够运用人工智能的人才。因此在高中阶段积极开展python语言教育教学工作,显得尤为重要。
一、人工智能发展对于高中python语言教学的要求
        人工智能的发展,需要信息技术教育教学可以实现内容的拓展,对于高中阶段的信息技术课程而言,就必须将python语言教学作为重点来展开。详细来讲述,依照人工职能发展的诉求,高中python语言教学需要做到如下几点:其一,改变之前仅仅理解python语言编写基本程序的教学目标,要确保高中生能够运用python语言编写基本的程序。也就是说,要熟悉python语法要素,要能够了解其基本语法,要知道其可以归结为基本数据类型,程序控制结构类型,函数和代码复用类型,组合数据类型等,由此实现学生python编程思维的训练。其二,能够了解常用的第三方库,对于机器学习的基本原理有着清晰的了解。第三方库为NumPy,使得学生了解N维数据的表达,科学计算的基本概念以及实现路径,还可以了解绘制坐标系,散点图,极坐标图的方式,确保可以将数据的趋势呈现出来。很明显,可能很多高中信息技术教师或者学生,都认为人工智能距离自己还比较远,在python语言学习的时候只需要做到初步了解其概念即可,没有必要深入,实际上这是一种滞后的学习价值观,是需要积极去摒弃的,需要依照人工智能时代发展的诉求,进入到更加深入的python语言学习中去。
二、案例教学法在高中信息技术课程python中的运用
很明显依照实际人工智能时代发展的诉求,高中信息技术课程python教育教学需要步入到更加深入的状态,而不是简单的浅尝辄止,因此在此过程中可以将案例教学法渗透其中。

下面我们以电子商务领域为背景,引导学生以聚类分析的方式,实现相似浏览行为客户的归结,并且将客户群体朝着更加细致的方向发展,这样可以为后续各项工作奠定基础,主要有:同类型客户共同特点的分析,实现客户购买模式的界定,客户的精细化画像的确定。
(一)鼓励学生去判定常用标准模块
         依照上述的案例任务,学生首先需要对于常用标准模块有着比较清晰全面的认知,并且知道不同的常用标准模块之间存在对应的差异性。学生以小组为单位对于这样的基础知识进行梳理,然后决定将numpy作为本次项目需要使用的基础包,不仅仅可以存储大型矩阵,还可以实现大型矩阵的处理。再者在机器学习库选择的时候,可以将sklearn作为重要媒介,实现分类,聚类,回归和降维等操作,还可以使用其监督学习,非监督学习和数据变换等模块。在实际绘图库选择的时候,最终选择的是matplotlib绘图库,可以在跨平台上进行操作。
(二)实现案例数据集的构建
引导学生在对应案例情境中使用sklearn快速生成对应的二维空间样本点,实现聚类分析数据集的构成,在此过程中可实现对应离散数据的调用,在对应make-blobs方法的帮助下,实现数据样本点的获取,这样就可以充分展现出python标准库方法的效用。在此基础上实现数据集方法实例的界定。再者,通过matplotlib库中的调用手段,实现样本点二维图的绘制,依靠show方法,可以更加至关的感受数据的属性。学生可以看到实际数据集聚类的效果。
(三)进入到实现和结果评价的状态
进行导入K-means类,实现对象调用方法在数据集中的聚类,大多数高中生可以理解这样的程序。然后依照实际对象参数的设定,将对应具体程序敲入进去,与此同时,实现对应DBscan类模块的导入,调用方法,输出对应的聚类结果,并且设定常用参数包,输入对应的程序代码,学生此时可以进行参数的调整,就会发现参数的改变,会使得实际的结果出现不一样的情况。这样会使得高中生自身实现的获得感得到明显提升,这种成就感会使得其以更加高的热情参与到接下来的工作中去。最后,还可以鼓励学生对于各自小组的结果进行评价,指出在实际操作过程中存在的问题,然后差缺补漏,使得学生在此方面的实践体验朝着更加健全的方向发展。也就是在这样的过程中,高中生关于python语言的理解和认知会朝着更加深刻的方向发展。相比较,教师在讲台上滔滔不绝的讲述这种语言的重要性,这样的案例体验,会使得学生更快的被这种人工智能的语言学习产生兴趣,继而使得整个教育教学展现出探究性的特点。
三、结语
        综上所述,人工智能时代的发展对于高中python语言教育教学提出了更加高的要求,此时就需要高中信息技术教育工作者能够付出更加多的时间和精力,积极采用更加有效的案例教学法,构建案例情境,增强学生的知识体验,由此步入到更加理想的python语言学习格局。
参考文献
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[2]张猛,贾丽娜. 基于计算机等级考试的Python教学方法初探[J]. 福建电脑,2018,34(12):53+60.
[3]王玉丽,唐皓天. 《Python程序设计基础》课程教学模式探索[J]. 电脑知识与技术,2018,14(32):95-96.
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