2025年大學(xué)人工智能教育專業(yè)題庫——人工智能教育的專業(yè)實(shí)踐教學(xué)案例考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、請分析以下人工智能教育專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中出現(xiàn)的案例，并回答相關(guān)問題。案例背景：某中學(xué)計算機(jī)科學(xué)教師在教授“人工智能入門”單元時，計劃組織一次“智能垃圾分類”的實(shí)踐項(xiàng)目。該項(xiàng)目要求學(xué)生利用簡單的圖形化編程工具（如Scratch或Micro:bit的拖拽式編程接口）和傳感器模塊（如顏色傳感器），設(shè)計一個能夠識別不同顏色（紅、綠、藍(lán)）垃圾的簡易分類機(jī)器人。項(xiàng)目目標(biāo)包括：讓學(xué)生理解基本的條件判斷邏輯；體驗(yàn)傳感器數(shù)據(jù)讀取與輸出控制；了解簡單的AI應(yīng)用場景（模式識別）；培養(yǎng)動手實(shí)踐和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。教學(xué)環(huán)境為配備計算機(jī)的普通教室，每組3名學(xué)生，每組一臺計算機(jī)和一套傳感器模塊。問題：1.該教師設(shè)定的項(xiàng)目目標(biāo)是否全面？請結(jié)合人工智能教育的相關(guān)知識進(jìn)行評述。2.分析該項(xiàng)目在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)計算思維方面可能存在的優(yōu)勢和潛在挑戰(zhàn)。3.若要實(shí)施該項(xiàng)目，請簡述教學(xué)設(shè)計的主要環(huán)節(jié)，包括活動準(zhǔn)備、過程指導(dǎo)、預(yù)期成果等。4.在項(xiàng)目實(shí)施過程中，教師應(yīng)如何關(guān)注并引導(dǎo)學(xué)生處理“傳感器識別不準(zhǔn)確”或“機(jī)器人分類失敗”等技術(shù)問題，以促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)和思維發(fā)展？二、假設(shè)你是一名大學(xué)人工智能教育專業(yè)的教師，需要為師范生設(shè)計一門關(guān)于“人工智能教育倫理”的實(shí)踐工作坊。工作坊的目標(biāo)是讓師范生識別和應(yīng)對人工智能教學(xué)實(shí)踐中可能出現(xiàn)的倫理問題。請設(shè)計工作坊的核心活動流程，并闡述每個環(huán)節(jié)的設(shè)計意圖。問題：1.請設(shè)計工作坊的第一個環(huán)節(jié)，旨在幫助師范生識別課堂教學(xué)中可能存在的AI倫理風(fēng)險點(diǎn)。請描述活動形式和主要內(nèi)容。2.工作坊的第二個環(huán)節(jié)要求師范生分組討論一個具體的AI教育應(yīng)用場景（例如，使用AI平臺進(jìn)行學(xué)生作業(yè)自動評分，或利用AI進(jìn)行學(xué)情分析并推送個性化學(xué)習(xí)資源），并分析其中涉及的倫理問題。請說明該環(huán)節(jié)的組織方式，并提出你希望師范生重點(diǎn)分析的倫理維度。3.請設(shè)計工作坊的第三個環(huán)節(jié)，旨在提升師范生應(yīng)對AI倫理問題的能力。請描述活動內(nèi)容和形式。4.總結(jié)該工作坊設(shè)計如何體現(xiàn)實(shí)踐教學(xué)的原則，以及如何幫助師范生將倫理意識內(nèi)化為教育行為。三、某小學(xué)正在探索將人工智能教育融入編程課程。一位教師嘗試在“循環(huán)結(jié)構(gòu)”的教學(xué)中引入AI元素，設(shè)計了如下教學(xué)活動：學(xué)生使用圖形化編程軟件（如Scratch），通過編寫帶有循環(huán)結(jié)構(gòu)的程序，控制一個虛擬機(jī)器人沿著預(yù)設(shè)軌跡（例如，一個不規(guī)則的封閉圖形）運(yùn)動。教師聲稱，這種結(jié)合能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)循環(huán)的同時，體驗(yàn)到“讓機(jī)器人像AI一樣遵循規(guī)則重復(fù)執(zhí)行任務(wù)”的樂趣，從而更直觀地理解AI的基本原理。問題：1.評析該教師將AI元素融入“循環(huán)結(jié)構(gòu)”教學(xué)的嘗試。這種結(jié)合是否有效？請說明理由。2.該活動在培養(yǎng)學(xué)生計算思維方面可能有哪些局限性？請?zhí)岢鲋辽賰牲c(diǎn)。3.如果要改進(jìn)這個教學(xué)活動，使其更具人工智能教育的特色，請?zhí)岢鲋辽賰蓷l具體的改進(jìn)建議，并說明改進(jìn)的依據(jù)。4.在設(shè)計和實(shí)施這類融合AI元素的教學(xué)活動時，教師應(yīng)注意避免哪些常見的誤區(qū)？四、請就“人工智能教育專業(yè)實(shí)踐教學(xué)資源的選擇與開發(fā)”這一主題，撰寫一篇短文。要求結(jié)合當(dāng)前人工智能技術(shù)發(fā)展的趨勢和不同學(xué)段學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，論述在專業(yè)實(shí)踐教學(xué)活動中，如何選擇、整合、甚至開發(fā)適合的人工智能教學(xué)資源（包括軟件工具、硬件平臺、數(shù)據(jù)集、在線課程、教學(xué)案例等），并強(qiáng)調(diào)教師在資源應(yīng)用中的關(guān)鍵作用。試卷答案一、1.該教師設(shè)定的項(xiàng)目目標(biāo)較為全面。它不僅涵蓋了知識目標(biāo)（理解基本條件判斷邏輯、了解簡單AI應(yīng)用場景），也包含了技能目標(biāo)（體驗(yàn)傳感器數(shù)據(jù)讀取與輸出控制、培養(yǎng)動手實(shí)踐能力），同時關(guān)注了過程性目標(biāo)（團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力）。然而，還可以進(jìn)一步補(bǔ)充素養(yǎng)目標(biāo)，如計算思維、創(chuàng)新意識、問題解決能力以及對科技倫理的初步認(rèn)識。結(jié)合AI教育，應(yīng)更強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)意識、算法思維的啟蒙。2.優(yōu)勢：圖形化編程降低了技術(shù)門檻，傳感器模塊提供了直觀的反饋，垃圾分類是貼近生活、易于理解的應(yīng)用場景，能有效激發(fā)興趣；項(xiàng)目式學(xué)習(xí)能促進(jìn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作和動手實(shí)踐，有助于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。潛在挑戰(zhàn)：學(xué)生可能對傳感器原理和編程邏輯理解不深，導(dǎo)致項(xiàng)目失敗而失去興趣；顏色分類相對簡單，可能無法充分展現(xiàn)AI的復(fù)雜性和深度；需要教師投入較多時間進(jìn)行指導(dǎo)和管理；學(xué)生個體差異可能導(dǎo)致協(xié)作困難。3.教學(xué)設(shè)計環(huán)節(jié)：*活動準(zhǔn)備：介紹項(xiàng)目背景和目標(biāo)；講解傳感器工作原理和圖形化編程的基本邏輯（如條件判斷）；分組；分發(fā)材料和工具；提供示例代碼或教程。*過程指導(dǎo)：引導(dǎo)學(xué)生討論設(shè)計方案；巡視指導(dǎo)編程和傳感器連接；組織小組間交流；幫助學(xué)生解決技術(shù)難題；鼓勵嘗試和失敗后的調(diào)整。*預(yù)期成果：每組完成一個能基本實(shí)現(xiàn)顏色分類功能的簡易機(jī)器人；提交設(shè)計文檔（含流程圖、代碼）；進(jìn)行小組展示和互評。4.教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生將問題分解：是傳感器讀數(shù)錯誤？還是程序邏輯不對？鼓勵學(xué)生利用調(diào)試工具（如編程軟件的調(diào)試功能、打印輸出）逐步排查。對于傳感器問題，可引導(dǎo)學(xué)生思考環(huán)境光線、傳感器標(biāo)定等因素；對于程序問題，引導(dǎo)學(xué)生檢查條件判斷語句是否準(zhǔn)確。關(guān)鍵在于引導(dǎo)學(xué)生分析問題、嘗試解決方案，培養(yǎng)其邏輯思維和問題解決能力，而非直接給出答案。二、1.活動設(shè)計：采用“倫理情景劇場”形式。教師呈現(xiàn)若干個簡短的教學(xué)場景描述（如：AI系統(tǒng)推薦“可能不適合”某些群體的學(xué)習(xí)資源、教師利用AI分析學(xué)生數(shù)據(jù)后，基于“潛在風(fēng)險”進(jìn)行干預(yù)等），每組抽取一個場景進(jìn)行角色扮演，模擬課堂可能發(fā)生的對話和互動。主要內(nèi)容是讓師范生身臨其境地感受不同立場（學(xué)生、教師、AI系統(tǒng)）的觀點(diǎn)和情感，初步識別場景中可能涉及的歧視、隱私、公平等倫理問題。2.活動組織：小組討論AI應(yīng)用場景。建議選擇當(dāng)前應(yīng)用較廣且倫理爭議明顯的場景，如AI自動評分（可能存在的偏見、對非顯性能力的忽視）、AI學(xué)情分析（數(shù)據(jù)隱私、標(biāo)簽化風(fēng)險、算法歧視）。重點(diǎn)分析的倫理維度包括：公平性（算法是否對所有學(xué)生公平？是否會加劇不公？）、隱私保護(hù)（學(xué)生數(shù)據(jù)如何收集、使用、存儲？）、透明度（AI決策過程能否被理解和解釋？）、責(zé)任歸屬（出現(xiàn)問題誰負(fù)責(zé)？）、自主性（學(xué)生是否被過度監(jiān)控或干預(yù)？）、人類尊嚴(yán)（技術(shù)是否應(yīng)服務(wù)于人，而非控制人？）。3.活動設(shè)計：開展“倫理決策模擬”環(huán)節(jié)。提供一個包含倫理沖突的教學(xué)案例（如：使用AI進(jìn)行家訪，可能侵犯隱私但也可能更高效觸達(dá)偏遠(yuǎn)學(xué)生），要求師范生在有限信息下，模擬做出教學(xué)決策，并闡述理由。或邀請有經(jīng)驗(yàn)的AI教育教師分享實(shí)際遇到的倫理困境及處理經(jīng)驗(yàn)，再組織討論。此環(huán)節(jié)旨在讓師范生在壓力下練習(xí)權(quán)衡利弊、做出倫理判斷。4.該工作坊設(shè)計體現(xiàn)了實(shí)踐教學(xué)的原則：做中學(xué)、情境學(xué)習(xí)、問題導(dǎo)向。通過模擬真實(shí)場景和決策，讓師范生在互動和反思中學(xué)習(xí)倫理知識，提升應(yīng)對能力。設(shè)計有助于將抽象的倫理規(guī)范轉(zhuǎn)化為具體的思維工具和行為指引，促進(jìn)師范生將倫理意識內(nèi)化為未來教育實(shí)踐中的自覺行為。三、1.該教師嘗試的融合具有一定的表面性，有效性有限。雖然讓學(xué)生重復(fù)執(zhí)行規(guī)則符合循環(huán)的概念，但“讓機(jī)器人像AI一樣遵循規(guī)則重復(fù)執(zhí)行任務(wù)”的體驗(yàn)很模糊，未能有效體現(xiàn)AI的核心特征，如數(shù)據(jù)處理、模式識別、學(xué)習(xí)優(yōu)化等。學(xué)生可能只是完成了重復(fù)性編程任務(wù)，并未深入理解AI如何處理信息和做出決策。2.局限性：*過于簡化：將AI等同于簡單的規(guī)則重復(fù)執(zhí)行，忽略了AI處理復(fù)雜信息、適應(yīng)變化、從數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)等核心能力，無法展現(xiàn)AI的真正魅力和強(qiáng)大。*缺乏深度：僅停留在編程操作層面，未涉及數(shù)據(jù)、算法、模型等AI核心要素的啟蒙，不利于培養(yǎng)學(xué)生的AI素養(yǎng)。3.改進(jìn)建議：*引入數(shù)據(jù)：讓學(xué)生收集或生成一些簡單數(shù)據(jù)（如不同顏色塊的數(shù)量），讓機(jī)器人根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果進(jìn)行分類或運(yùn)動決策，初步體驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和基于數(shù)據(jù)的簡單判斷。依據(jù)：AI的核心是處理數(shù)據(jù)，引入數(shù)據(jù)能讓學(xué)習(xí)更貼近AI實(shí)際。*增加適應(yīng)性：設(shè)計一個需要機(jī)器人根據(jù)環(huán)境變化（如軌跡輕微變化）或隨機(jī)因素（如傳感器偶爾誤讀）進(jìn)行調(diào)整的任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生思考如何讓程序更魯棒。依據(jù)：真實(shí)的AI應(yīng)用需要適應(yīng)性和優(yōu)化能力，這有助于培養(yǎng)學(xué)生的AI思維。4.教師應(yīng)避免：*過度技術(shù)化：不要將重點(diǎn)放在復(fù)雜的編程技巧或硬件操作上，而忽略了AI教育本身的素養(yǎng)目標(biāo)。*概念混淆：避免將簡單的循環(huán)、條件判斷直接等同于復(fù)雜的AI能力，導(dǎo)致學(xué)生形成片面甚至錯誤的認(rèn)知。*純粹娛樂化：雖然趣味性重要，但應(yīng)確保活動具有一定的認(rèn)知深度和思維挑戰(zhàn)性，真正服務(wù)于AI教育的目標(biāo)。*缺乏倫理引導(dǎo)：在引入AI元素時，未能關(guān)注和討論可能涉及的倫理問題。四、在人工智能教育專業(yè)實(shí)踐教學(xué)資源的選擇與開發(fā)中，教師扮演著關(guān)鍵角色。當(dāng)前AI技術(shù)日新月異，資源類型豐富多樣，但并非所有資源都適合教學(xué)。選擇與開發(fā)應(yīng)基于以下原則：首先，緊密圍繞教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生特點(diǎn)。小學(xué)階段應(yīng)側(cè)重于AI啟蒙、計算思維培養(yǎng)和興趣激發(fā)，可選用圖形化編程工具、互動式AI體驗(yàn)平臺、簡單的生活化AI案例。中學(xué)階段可引入數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)、機(jī)器學(xué)習(xí)概念入門、更復(fù)雜的AI應(yīng)用場景（如自然語言處理、計算機(jī)視覺簡介），配合文本、視頻、在線課程等資源。大學(xué)階段則需提供更專業(yè)、深入的教材、研究論文、開發(fā)工具和實(shí)驗(yàn)環(huán)境。其次，資源需具有代表性和前沿性，但不能脫離教學(xué)實(shí)際。應(yīng)選擇那些能穩(wěn)定運(yùn)行、易于理解、有良好文檔支持的工具和平臺。同時，要關(guān)注AI技術(shù)的最新進(jìn)展，適時更新教學(xué)資源庫。此外，數(shù)據(jù)集的選擇需謹(jǐn)慎，確保來源合法、標(biāo)注清晰、無偏見，并引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注數(shù)據(jù)隱私和倫理問題。開發(fā)方面，教師應(yīng)根據(jù)自身專業(yè)背景和教學(xué)需求，開發(fā)具有針對性和本土化的教學(xué)案例、項(xiàng)目任務(wù)書、評價量規(guī)等。例如，結(jié)合當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)特色開發(fā)AI應(yīng)用項(xiàng)目，或根據(jù)學(xué)生興趣設(shè)計創(chuàng)意AI小發(fā)明。開發(fā)過程也是教師自身專業(yè)成長的過程。教師的角色至關(guān)