中學信息技術教學滲透人工智能教育

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摘要：信息技術已經滲透到各行各業，不但方便了人們的衣食住行，還推動了社會生產力的發展。人工智能的出現開拓了信息技術發展的新局面，是中學信息技術教學的一項重要內容。人工智能技術能夠改變以往的教育教學方式，廢除以往機械式記憶、模仿的教學方法，提高教學效率。系統分析了信息技術教學與人工智能技術的關系，立足中學信息技術課程，探索人工智能教育策略。

關鍵詞：中學；信息技術；人工智能；策略

人工智能技術是現代科技中的佼佼者，各個國家都在探索人工智能的發展方向，試圖應用人工智能技術推動生產力發展。現階段，人工智能技術還有很大發展空間，是影響國家發展的重要內容，開展人工智能教育非常有必要。人工智能技術與信息技術之間有著密不可分的關系，人工智能的發展必須建立在信息資源大量積累的基礎上，要想開展人工智能教育教學，就必須借助信息技術的優勢。

一、信息技術教學與人工智能技術的關系分析

1.人工智能技術是信息技術的發展方向

人工智能技術是科技最前沿的代表，人們很早就希望機器能夠擁有人的思維和行為，為人類服務。如今，人工智能已不再新鮮，相關理論、技術都漸趨成熟，但是機器設備始終無法超越人類智慧，完全理想化的人工智能技術還不能實現。從技術構成方面看，人工智能屬于計算機科學的一部分，該技術從智能的根本原理出發，實現了語言、圖像的識別和處理，讓機器擁有類似于人的反應。人工智能技術已經滲透到生活的各個方面，如智能語音機器人、智能家居、家政服務機器人等；人們網絡購物、導航出行、玩游戲等，也都會用到人工智能，享受人工智能的服務。雖然很多領域都能見到對人工智能的應用，但是中學生對人工智能還不甚了解，有些學生甚至認為人工智能就意味著科幻片里描述的場景，不理解人工智能技術的原理。在這種情況下，滲透人工智能教育非常有必要。

2.信息技術是人工智能技術發展的基礎

人工智能技術的實現首先需要大量的數據資源，進而應用人工智能的算法對數據進行處理，這需要信息技術的支持。從這個角度看，信息技術是人工智能技術的基礎。在設備操作方面，人工智能技術的相關理論自20世紀50年代就已經產生，但是近十年才得到發展，這都是由于互聯網技術、信息技術、計算機技術等獲得了巨大發展，正是因為這些技術，人工智能的智能化操作才有了依托。為了更好地培養適應未來的人才，中學信息技術課程有必要滲透人工智能教育，學校和教師都應該充分重視起來，促進二者結合，切實提升學生的信息技術核心素養。

二、人工智能教育的目的分析

智能時代，各國都在加緊培養信息化人才、研究最高端的智能技術，我國也要抓住難得的發展機遇，在中學階段融入人工智能教育，不斷促進教育改革。在新課程改革背景下，中學信息技術教學需要引入最前沿的科技，讓學生了解人工智能的基本理論，掌握其基本技術，從而提高整體的信息技術應用水平。

1.提升學生信息技術核心素養

人工智能教育可以豐富中學生的知識儲備，讓學生了解最前沿的科學技術，掌握先進技術手段，從而不斷提高自身的信息技術核心素養。人工智能技術關系到國家發展，中學開展人工智能教育，可以調動青少年的學習熱情，促進個性化學習，為國家發展建設培養創新型人才。對于學生個人發展來說，人工智能教育能夠開闊學生眼界，引導學生從宏觀角度看待新事物，不斷學習先進理念，將創新思想付諸實踐。《高中信息技術課程標準(2017年版)》中明確提出了要在教學中融入人工智能的相關理論知識。中學教師，應該以學生信息技術核心素養的提升為根本目的，在信息技術課程中增加人工智能的技術原理、概念等內容，引導學生親身實踐，并嘗試構建簡易的智能系統。

2.推動信息技術教學革新

人工智能教育能夠推動中學信息技術教學革新，豐富該學科的教學內容，推動現代教育事業發展。在素質教育理念下，信息技術教學非常注重學生的綜合素養培養，如對信息的敏感度、搜集信息的能力、信息技術應用能力等，人工智能教育的滲透可以有效提升學生的相關素養，讓學生綜合學習數學、計算機、信息學、哲學等學科內容，增強知識遷移能力，這些都與新課程改革的目標不謀而合。除此之外，人工智能技術還能直接應用于中學信息技術教學，輔助教學工作。在教學方案設計上，教師可以通過人工智能技術，采集全班學生的學習信息，綜合分析學生特點、興趣愛好、學習態度、接受能力等，從而制訂個性化學習方案，及時反饋學生問題。人工智能可以進行語音識別、圖像識別等，教師可以將其應用于作業批改，加快批改效率，從而提高教學管理的現代化水平。

三、中學信息技術中滲透人工智能教育的途徑

1.分層教學

豐富教學內容對中學生來說，人工智能教育的滲透應該充分結合學生的知識基礎，與現行的信息技術課程充分結合，此外還要契合中學生的學習需求。在開展人工智能教育之前，教師應該充分學習人工智能相關理論，構建人工智能課程體系，做好教學設計，保證人工智能教育開展的廣度和深度。中學生基礎知識掌握情況不一，有些學生基礎較好，對人工智能技術有所了解，學習興致高，但也有些學生基礎較差，信息技術應用能力也較弱，缺乏學習人工智能的基礎。針對這種情況，教師需要為學生建立個性化學習方案，采用分層教學法，照顧到每名學生，從而更好地開展人工智能教育。在分層教學中，教師可以將全班學生分為A，B，C三個層級，為不同層級的學生設計相應的人工智能教學內容。A層學生樂于接受新鮮事物，信息技術應用水平較高，教師可以對這部分學生開展人工智能算法教學，讓學生充分了解人工智能技術的原理，引導學生編寫程序，例如小游戲程序、錯題本程序、背單詞打卡程序等，這些都能鍛煉學生，提高其人工智能技術應用水平。針對C層信息技術基礎薄弱的學生，教師可以把教學重點放在人工智能概念理解、產品講解等方面，讓學生真正接觸、體驗人工智能，引導學生利用人工智能技術完成語音識別等學習任務，不斷激發學生興趣。針對中間的B層學生來說，教師可以適當降低編程教學的難度，引導學生完成比較簡單的項目，給予學生寬松的學習環境。

2.案例教學

理解所學知識人工智能教育的滲透不應該局限于概念理解、算法等方面，教師要拓展人工智能教學的內容，透過生活案例來解讀人工智能，讓學生掌握其應用原理，不斷提高自主創新能力。生活化的教學案例能夠增強學生對人工智能技術的理解，教師要充分結合學生的年齡特點，注重案例和教學內容的契合度，充分把握教學目標。例如某商城購物網站應用大數據和人工智能技術，根據客戶的點擊量、購買數據、瀏覽時間等，對用戶信息進行綜合分析，包括用戶的性別、職業類型、飲食喜好、購買能力、穿衣風格等，從而不斷優化主頁內容，為用戶推薦適合的商品，并隨時更新。還有一些短視頻App，能搜集用戶點贊數據、瀏覽時長等數據，科學分析用戶喜好，呈現用戶喜歡的內容。在拍攝視頻的時候，智能技術能夠對畫面、文字等進行掃描，自動添加特效，呈現智能化的應用效果。教師可以引導學生應用這些App，瀏覽相關網站，并以這些案例為基礎，剖析網站創建、軟件設計中人工智能技術的應用方法，帶領學生學習智能化技術的應用原理。案例教學法能夠讓學生身臨其境，增強對人工智能技術的敏感性，將前沿科技與現實生活充分聯系起來，促進信息素養的提升。

3.任務驅動

解決學習問題人工智能教育是一種新型的教學內容，中學信息技術教師也應該采用新型的教學方法，徹底擺脫照本宣科的形式，為學生設計多樣化的學習內容，提出具體的智能項目設計任務，不斷激發學生的探索熱情。任務驅動教學法能夠讓學生在任務完成的過程中感受人工智能技術的應用，在教師指導下發現問題、解決問題，發揮創新能力，應用算法知識進行編程，增強實踐操作水平。教師可以指導學生開發“校園人臉識別系統”，讓學生了解人臉識別系統的構建流程、方法、操作步驟、所應用的具體技術等，通過人臉數據采集、程序設計等步驟，最終完成這一項目，并將其應用于校園管理當中。任務驅動教學法通常以小團體的形式展開，教師要將學生分成不同項目組，輔助學生做好方案設計，將整個實踐項目分為前期、中期和后期，每個階段都要形成開發設計報告；項目完成后，教師還要引導學生開展系統測評，在使用中發現存在的問題。人工智能教育具有較強的實踐性特點，學生不但要了解人工智能的概念，掌握相關算法知識，還要將理論應用于實踐，不斷提高自主創新能力，在學習的過程中研發，在研發中提高。

四、結語

在新課程改革背景下，中學信息技術教學需要增加前沿科技，不斷推陳出新，引入人工智能的相關概念和技術原理，不斷提升學生信息技術核心素養。人工智能教育可以豐富信息技術教學內容，中學信息技術教師應該時刻關注人工智能技術的發展，引導學生掌握相關理論，學習算法知識，并應用合作探究的模式，增強人工智能技術的應用能力。

參考文獻

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作者:侯冬梅 單位:江蘇師范大學附屬實驗學校