摘要:本文介紹了深度學習與高中信息技術課程的內在聯(lián)系,以及深度學習視域下高中信息技術課程的特征和優(yōu)勢,闡述了深度學習視域下高中信息技術課程的建構邏輯,探討了深度學習視域下高中信息技術課程的建構路徑,最后分析了深度學習視域下高中信息技術課程的建構意義。
關鍵詞:深度學習;高中信息技術課程;建構;路徑
中圖分類號:G434 文獻標識碼:A 論文編號:1674-2117(2024)16-0087-03
深度學習視域下高中信息技術課程概述
1.深度學習與高中信息技術課程的內在聯(lián)系
高中信息技術課程通常涵蓋計算機基礎、網(wǎng)絡技術、軟件應用等內容,而深度學習涉及神經(jīng)網(wǎng)絡、模式識別、數(shù)據(jù)挖掘等方面的知識,在圖像識別、語音識別、自然語言處理等領域有著廣泛的應用。將深度學習引入高中信息技術課程,可以進一步拓展課程內容,讓學生接觸到更廣泛的學科領域;可以讓學生了解深度學習在實際應用中的場景和案例,增強他們的應用能力和實踐經(jīng)驗。
2.深度學習視域下高中信息技術課程的特征
在深度學習視域下,高中信息技術課程強調理論知識與實踐技能的結合。課程內容既包括深度學習的理論基礎,如神經(jīng)網(wǎng)絡結構、優(yōu)化算法等,也包括實踐項目,讓學生親自動手搭建、訓練和優(yōu)化深度學習模型。具體的特征包括綜合評估與反饋,除了傳統(tǒng)的考試和作業(yè)外,還會注重項目報告、實踐成果等方面的評估,引入數(shù)學、統(tǒng)計學等相關學科的知識,并及時給予學生反饋,幫助其全面提升。
3.深度學習視域下高中信息技術課程的優(yōu)勢
深度學習是人工智能領域的前沿技術,深度學習視域下的課程可以讓學生接觸到最新的科技成果,并可以進行應用實踐。深度學習涉及計算機科學、數(shù)學、統(tǒng)計學等多個學科領域的知識,有助于拓展學生的知識面。深度學習視域下的課程通常注重項目實踐和案例分析,學生可以通過動手實踐掌握知識和技能,并可以在感興趣的領域深入學習,從而提高學習動力和積極性。
深度學習視域下高中信息技術課程的建構邏輯
1.深度學習結合實踐技能
深度學習是機器學習領域中一個新的研究方向,其理論知識與實踐技能相輔相成。學生通過學習深度學習的理論知識,掌握深度學習的基本原理和算法,然后通過實踐項目來應用所學知識,加深理解并提升技能水平。以項目為導向,即設計具有實踐性和挑戰(zhàn)性的項目案例,可以讓學生在解決實際問題的過程中學習深度學習技術。通過項目實踐,學生可以深入了解深度學習算法的應用和調優(yōu)過程。
2.前沿技術賦能深度學習
高中信息技術課程應該不斷引入最新的深度學習算法與技術,如Transformer模型、自監(jiān)督學習、生成對抗網(wǎng)絡(GANs)等。通過學習和應用最新技術,學生可以了解最前沿的科技成果,培養(yǎng)對未來科技的好奇心和探索精神。在進行課程設計時,可以引導學生將最新的深度學習技術應用到具體領域中。例如,在圖像識別項目中,可以讓學生使用深度學習模型來識別圖像中的物體等。此外,還可以引導學生參與科研項目和競賽活動,讓其深入了解深度學習技術的應用和發(fā)展,同時培養(yǎng)其科學研究的方法和意識。在教學過程中,教師應重視對深度學習的倫理和社會責任的講授,讓學生了解深度學習可能帶來的社會影響,如隱私保護、數(shù)據(jù)安全等問題,并學會正確使用深度學習,促進科技與社會的良性互動。
3.實踐項目驅動課程建構
實踐項目驅動的課程建構是以項目為核心進行學習的。實踐項目涵蓋深度學習的不同領域和應用場景,如圖像識別、自然語言處理、智能推薦等。學生通過完成一系列的實踐項目,逐步掌握深度學習的技能和方法,提高解決實際問題的能力。項目驅動的學習過程能夠激發(fā)學生的學習興趣,增強學習的深度和廣度。實踐項目驅動的課程建構強調學生的參與性,學生不再是被動接受知識的對象,而是課程的參與者和建構者。
深度學習視域下高中信息技術課程的建構路徑
1.跨學科整合信息技術資源
跨學科整合信息技術資源是將不同學科領域的資源整合到信息技術課程中,以豐富課程內容,為學生提供多元化的學習體驗。在跨學科整合信息技術資源的過程中,教師應靈活運用不同學科的教學資源,設計多樣化的教學活動,以激發(fā)學生的學習興趣。跨學科整合信息技術資源,需要確定與信息技術資源有機結合的整合點和交叉點,分析不同學科與信息技術之間的關聯(lián)性,設計跨學科的教學活動和項目,確保各學科的知識和技能都能夠有機結合。深度學習在模擬人類智能方面受到生物學和神經(jīng)科學的啟發(fā)。信息技術課程與生物學和神經(jīng)科學等自然科學學科進行整合,可以幫助學生更好地理解深度學習原理,并將其應用于實際問題的解決。自然語言處理是深度學習的一個重要領域,涉及語言學、計算語言學等多個學科。信息技術課程與語言學和語言技術等學科進行整合,可以幫助學生學習如何使用深度學習技術處理自然語言數(shù)據(jù),如文本分析、機器翻譯等。
2.多樣性搭建深度學習模型
深度學習領域涵蓋多種技術和應用領域,通過多樣性的深度學習模型搭建,學生可以接觸到不同領域的知識和技能,從而豐富他們的學習體驗。搭建多樣性的深度學習模型應該充分結合深度學習的理論知識和實踐技能。學生不僅要了解深度學習的基本原理,還要通過實際的編程練習,掌握如何構建、訓練和評估深度學習模型。例如,課程可以介紹多種常用的深度學習算法,包括卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(CNN)、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(RNN)、長短期記憶網(wǎng)絡(LSTM)、生成對抗網(wǎng)絡(GAN)等。學生可以通過比較不同算法的優(yōu)缺點,了解它們在不同領域的應用。為了培養(yǎng)學生對不同類型數(shù)據(jù)的處理能力,課程應涵蓋多樣性的數(shù)據(jù)集,如圖像、文本、音頻等。學生可以通過實際的項目案例,從不同數(shù)據(jù)集中提取特征,進行數(shù)據(jù)預處理,并訓練相應的深度學習模型。通過開放式的問題解決,引導學生探索新的深度學習模型或者改進現(xiàn)有模型的方法。通過實踐搭建多樣性深度學習模型可以幫助學生掌握數(shù)據(jù)處理、模型選擇、調參等實踐技能,為將來從事相關領域的工作或研究打下基礎。
3.個性化推廣信息技術課程
深度學習作為信息技術領域的前沿技術,是高中信息技術課程設計的理論基礎。課程內容也可基于深度學習的理論知識,如神經(jīng)網(wǎng)絡結構、深度學習算法等進行設置。個性化推廣信息技術課程需要了解學生的興趣和偏好,設計個性化的學習計劃。課程可以提供多樣的學習內容和項目選擇,讓學生根據(jù)自己的興趣選擇感興趣的主題進行深入學習。個性化推廣信息技術課程還應注重培養(yǎng)學生的實踐能力和應用能力,讓他們能夠將所學知識應用到實際情境中去。深度學習為課程提供了實踐支持,通過深度學習框架和工具,學生可以實際操作并應用深度學習算法,如使用TensorFlow、PyTorch等工具進行模型設計、訓練和評估,有助于將理論知識轉化為實際應用能力。深度學習技術具有強大的模式識別和數(shù)據(jù)挖掘能力,信息技術課程可以運用深度學習技術對學生的學習特點進行分析和建模,實現(xiàn)對學生學習行為的個性化推薦和評估。
深度學習視域下高中信息技術課程的建構意義
1.拓寬學生學業(yè)發(fā)展路徑
深度學習視域下的高中信息技術課程能夠使學生接觸到最前沿的技術和理論,了解深度學習在各個領域的應用,并培養(yǎng)他們對未來技術發(fā)展趨勢的敏感性和洞察力。例如,深度學習技術在人工智能、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)有廣泛的應用,為學生提供了豐富的職業(yè)發(fā)展機會。通過學習深度學習技術,學生可以更好地理解和把握科技發(fā)展的方向。
2.促進學科融合應用實踐
深度學習是人工智能領域的重要分支,具有跨學科的性質,可以作為促進學科融合的橋梁。深度學習視域下的信息技術課程建構,能夠讓學生學習到深度學習的原理和方法,并學會運用深度學習技術解決實際問題,這不僅有助于他們在信息技術領域的發(fā)展,還能夠培養(yǎng)他們的跨學科應用能力。
3.激發(fā)學生的學習探索欲
深度學習是一個需要持續(xù)學習和不斷探索的領域,學生需要通過自主學習和實踐來掌握其中的知識和技能。深度學習的應用需要學生不斷探索和嘗試新的方法和技術,而信息技術課程提供了實踐平臺和技術支持,使學生能夠將創(chuàng)新想法付諸實踐,并不斷提升自己的技能水平。面對深度學習的挑戰(zhàn)性學習任務,學生能被激發(fā)出更強的學習探索欲和學習動力,提升自主學習能力。
參考文獻:
[1]任云.基于核心素養(yǎng)培養(yǎng)背景下高中信息技術應用PBL教學模式的具體思路與實踐[J].中國新通信,2024,26(02):128-130.
[2]韋洪浪,周錦程.高中信息技術教學中人文教育的滲透途徑研究[J].黔南民族師范學院學報,2023(06):65-72.
[3]李興隆,佟松齡,董艷.項目式學習在高中信息技術教學中的應用研究——以Python人工智能爬蟲課程為例[J].林區(qū)教學,2023(12):69-73.
[4]胡繼波.高中信息技術課程教學中計算思維培養(yǎng)路徑探析[J].甘肅教育研究,2023(10):109-111.
作者簡介:李川奇(1988—),女,漢族,浙江紹興人,大學本科學歷,浙江省紹興市稽山中學,中學一級教師,研究方向為高中信息技術教學。