信息科技课程实施中,前所未有的面临巨大的挑战之一是学习什么的内容才是必要、真正的科与技?
如果举例,太多需要我们学习、探究的。其他再说,先只说开关量、连续量例子吧~
开关量、连续量如果其教学内容太过侧重对生活角度的理解,有什么意义呢?
【生活化的意义?】小孩子会不会关灯、开灯(开关量),与信息科技有根本的什么关系?
【操作化的意义?】小孩子会不会调节手机的亮度(连续量),貌似还有一些操作的关系,但还需要上课来教吗?
说到真与假的布尔值,到1与0这样的开关量,再到逻辑判断与推理,可能更有意义吧。
下面例一举从几个层次,供探讨。因为或OR、与AND、非NOT、逻辑运算大家比较熟悉,容易有先验经验,从自己角度感觉比较简单,不能从学生认知角度去讨论,所以举一个“异或运算”这个不常见的更容易去思考也没有必要、如何去学、有哪些层次。
第一层:底层原理:从计算机科学角度,讨论认知尽量底层的原理难不难的原因。
怎么样,如果不是纯计算科学专业的理解起来是不是有难度?如果从个人角度,是不是会认为义教这样没必要?是不是感觉是从大学来的?
对比理解,过程与控制里的逻辑与、逻辑或,真放到控制里来说,也是类似,可能你已经会了,感觉不难。难不难,是会不会的先验判断,就不算是教学研究。
第二层,生活实例:从实例去分析,讨论生活例子的意义。
可让AI生成多个生活化的例子,选更容易的一个如下:
异或门(XOR)是一种基础逻辑门,核心逻辑是 “两个输入不同时输出 1,输入相同时输出 0”,可以用生活场景、电路应用来对应理解:“判断输入是否有差异”。
第三层,到学科要求的过程与控制层,讨论与前面生活实例的本层是否相似?价值是否更大。 如果从智能分析,可能还稍第二层逊一筹。
第四层,数据科学:处理数据的应用角度,如加密、奇偶校验等。可能在高中会好一些,不结合编程估计更难认知。
第五层,算法编程:用程序来描述、模拟、解决生活算法问题,也可以引申到控制流。进行过程与控制的学习。
可用AI生成程序,并进行实验,观察数据、异或逻辑决策。
defxor_gate(a, b):
"""异或门逻辑:输入不同返回1,输入相同返回0"""
return1ifa != belse0
defcoat_decision(rain, wind):
"""
出门穿外套决策函数
rain: 布尔值,True=下雨,False=不下雨
wind: 布尔值,True=刮风,False=不刮风
返回值:穿外套建议
"""
# 将布尔值转为0/1(True→1,False→0),适配异或门输入
a =1ifrainelse0
b =1ifwindelse0
# 用异或门判断是否需要穿外套
need_coat = xor_gate(a, b)
# 根据结果返回建议
ifneed_coat:
return"需要穿外套(防雨或防风)"
else:
return"不需要穿厚外套(天气舒适或风雨都有,可穿薄外套)"
# 测试所有场景(4种输入组合)
test_scenarios = [
(False,False), # 不下雨,不刮风
(False,True), # 不下雨,刮风
(True,False), # 下雨,不刮风
(True,True) # 下雨,刮风
]
# 打印测试结果
print("出门穿外套决策测试:")
forrain, windintest_scenarios:
scenario =f"场景:{'下雨'ifrainelse'不下雨'},{'刮风'ifwindelse'不刮风'}"
decision = coat_decision(rain, wind)
print(f"{scenario}→{decision}")
以上五层,不要考虑什么人工智能课(因为符号主义当前是AI低谷,连接主义是AI高峰,不是要站队),不要考虑过程与控制(这个是不是应该在信息科技,还是在工程技术学习,争论非常大)。
这并不是我们讨论的目的,我们讨论是的是类似算法的逻辑也好,类似AI的机器学习也好,涉及的底层原理、生活实例、学科内容、数据科学、算法与程序解决问题等各种层次,去思考,也不一定是单选啊!
几乎所有的科与技,局限在一种思维上,就容易固执,严重点是浪费课程宝贵的课时吧。