在鸢尾花分类中感受技术温度
2023/11/20 来源:不详教师要上好一节课,需要备课时对学生能力、状态进行预测,并在课堂教学中快速抓住学生兴趣点,借用信息技术,提升教学效果。在学习人工智能分类器的教学中,我利用信息技术做好课前、课中、课后三大环节准备,收获了“意外”之喜。
“现在大屏幕上展示了两种不同的鸢尾花,你仔细观察,这两种花一样吗?”在正式开课预习环节,我让学生从区域网下载了“鸢尾花数据集”,数据集包含了近百张山鸢尾花和变色鸢尾花的图片。经过个人观察、小组讨论后,学生找到了两种花的最大区别在于叶面的长度和宽度不同。
“两种花的不同你们发现了,那叶面的特征数据如何可视化呢?”我提出问题后,有学生提出,可以将两种花叶面长度、宽度的二维数据标记在平面直角坐标系中,再观察坐标点的分布特点。于是,学生使用平台建立了两种鸢尾花分类平面直角坐标系,果真发现坐标点分布区别较大,学生初步明确理解了两种花最大不同之处。
这样的标记客观真实,但明显过程烦琐,我继续抛出问题:“有没有更方便、更快捷的方式?”很快,一个小组学生给出这样的方法:在现有坐标系中,想办法构建一条直线,也就是一个一次函数,将两种花的坐标点分开。这个思路获得了大家的认可,而这就是本节课的重点和目标,让学生能够学会找到这个分类直接的方法,也就是线性分类器的基本知识。
在课堂小组具体指导中,我发现各组学生使用了不同的数据点,出现了若干直线。我引导学生发现这个问题后,请各小组讨论如何找到最优直线。“我们要先明确找到这条直线的目的,这样才能分析出满足这条直线的条件。”总结时,一名学生说,“我们小组认为应该运用解析几何中点到直线距离的计算,找到一条直线距离两部分坐标点的距离是最远的,这样分类才更加准确。”
这组学生给出答案后,课堂上不约而同响起了掌声。这种分类的方式确实最合理,而且在二分类的算法中也经常使用这种方法。本节课的重点和教学目标已完成。
在课堂上学习了人工智能分类器的基础知识后,我引导学生思考在现实中是否可以用到这个技术,而学生的表现让我喜出望外。一名学生结合自己学习的电路和编程知识,完成了“水华预警智能显微镜”的项目。
人工智能教育对于培养科技后备人才有着其独到之处,而突出技术实践和技术应用的人工智能课程,教师要有备而来,引导学生发现问题、分析问题,并提升创新解决问题能力,过程中让学生充分感受技术对人类的意义、感受技术的“温度”。
(作者单位系北京市第二中学)
《中国教育报》年02月23日第4版
作者:高凯