人工智能教學對中學生計算思維培養的影響研究

計算思維是人工智能時代人才必備的重要素養，中學階段人工智能教學的開展給計算思維的培育帶來了新的契機。以人工智能案例驅動的Python編程教學為例，其從拆分問題、設計算法到使用Python語言實現方案的教學過程，不僅可培養學生的計算思維能力，還可激發學生們學習Python和了解人工智能背后核心技術原理的興趣。對此，相關人員應探究人工智能教學對中學生計算思維培養的影響、人工智能教學賦能中學生計算思維培養的路徑等，以有效發揮人工智能教學在中學生計算思維培養中的作用。由李福華、李曉巖著的《人工智能教育應用理論與實踐》一書，在系統梳理國內外人工智能教育應用相關研究的基礎上，提出了人工智能教育應用本體論、認識論、實踐論和方法論的研究框架，對研究人工智能教學對中學生計算思維培養的影響、人工智能教學賦能中學生計算思維培養的路徑等有一定的借鑒意義。具體而言，該書具有以下幾方面特征。

立足本體論，闡明人工智能教育應用“是什么”。一方面，該書從多個維度闡釋了人工智能教育應用的內涵。例如，就教育目標與理念角度指出人工智能教育應用旨在培養適應未來社會發展需求的人才；就教育形態角度指出人工智能教育應用旨在打破傳統的教育形態，推動教育朝著更加開放、靈活和創新的方向發展；就教育過程角度指出人工智能教育應用可創設智能教育環境、形成智能教育評價、生成智能教師助理等。另一方面，該書從多角度分析人工智能教育應用的理論與技術支撐。例如，聚焦建構主義學習理論、人本主義學習理論、多元智能理論、腦科學/認知經科學、個性化學習，闡明人工智能教育應用的理論支撐；聚焦Web技術、人工智能技術、仿生技術、虛擬現實技術、學習者建模技術，闡明人工智能教育應用的技術支撐；聚焦計算機輔助教育、網絡教育、移動教育、泛在學習，闡明人工智能教育應用的教育技術基礎。這可幫助讀者快速了解人工智能教育應用\"“是什么”。

立足認識論，明晰“哪些是”人工智能教育應用。一方面，該書指出人工智能如何支持教。例如，該書結合人工智能支持人類學習的多維分析、人類學習機制與機器學習機制的比較研究、EAI對人類學習機制的兩種支持性效應探究，呈現人工智能對教育的支持。另一方面，該書指出人工智能如何支持學。例如，該書通過分析人工智能在教學領域中的典型應用、人工智能教育應用教學與學習的可能途徑、人工智能帶來的教學變革，呈現了人工智能對課堂教學的支持。這可幫助讀者有效區分“哪些是”人工智能教育應用。

立足實踐論，闡釋人工智能教育應用“做什么”。一方面，通過探討場景驅動的人工智能教育培養路徑，如明確人工智能教育應用場景的融人層次、加強人工智能時代的未來教師培養、制定人工智能教育培養目標、開發人工智能教育課程等，指出人工智能教育應用“做什么”。另一方面，通過探討“人工智能 + 教育”創新實踐，如智能時代人機協同的雙師模式、產學研合作協同育人新模式、自適應學習系統與智能教學、“人工智能 + 教育”創客課程等，指出闡釋人工智能教育應用“做什么”。這為讀者進一步了解人工智能教育應用提供了窗口。

立足方法論，指出人工智能教育應用“怎樣做”。該書為強調人工智能教育應用的范圍，特意對人工智能教育應用倫理進行深入探析，旨在從倫理角度指出人工智能教育應用“怎樣做”。例如，該書探討了大數據的倫理爭議、數據開放與隱私護的倫理困境、解決數據和隱私護問題的基本思路，力圖通過解決數據和隱私護問題提升人工智能教育應用成效；探討了教育倫理新生態、未來發展中需要注意的倫理問題、未來需應對的倫理挑戰，啟發相關人員要時時警惕人工智能教育應用的新倫理問題；探討了人工智能與德育教育、人工智能與智育教育，以及人工智能與體育、美育和勞動教育，表明人工智能教育應用也要緊扣立德樹人這一根本任務與人全面發展的需求。