人工智能技術在信息技術教學中的使用

岳靚麗

摘?要：智能時代對信息技術課程教學和人才培養提出了全新的要求與挑戰。同時，國家和教育部在2018年也發布了《教育信息化2.0行動計劃》。信息技術課程智能化的提出既順應了時代發展，也響應了國家和教育部的號召。信息技術課程智能化建設是信息技術課程教學與人工智能新技術融合發展、相互賦能的系統工程。智能時代下的信息技術課程體系建設需要把握好教師、學生在教學活動中扮演的角色以及信息技術課程體系建設的問題。

關鍵詞：信息技術;人工智能技術;教學;教師

一、緒論

自20世紀50年代以來，人工智能技術日漸成熟，2018年，教育部發布《教育信息化2.0行動計劃》明確要求完善課程方案和課程標準，使中小學信息技術課程能夠充分適應信息化時代、智能化時代發展需要。人工智能技術在教育領域內的應用，引起了各方高度關注與重視。人工智能技術將會給信息技術課堂注入哪些新活力？智能化的信息技術課程體系建設又將面臨著哪些問題？上述問題促使教育教學工作者不斷進行反思。本文將圍繞著這些問題進行初步探討。

二、信息技術課程智能化的必要性

（一）變革教學方法，提升教學藝術

人工智能時代的信息技術課程設計中的教學目標更加側重培養學生的核心素養與軟技能。如果將硬技能定義為與特定的學習任務、領域、專業相關的技能，如計算機操作，具有外顯和量化等特征，那軟技能則是一種內隱的、常見的、能夠遷移到所有職業與場合的能力，如人的發散性思維、辯證性思維、交往能力、表達能力、管理能力、意志力、受挫力、共情力、關切等。[1]邁入智能化時代，硬技能將逐日被智能機器及技術所取代，而軟技能將在教學領域中或工作生活中大放光彩。在20世紀末，智能導學系統（Intelligence?Teaching?System，ITS）就進入了教育教學研究領域的研究范圍。智能導學系統是借助人工智能技術，讓計算機扮演虛擬導師向學習者傳授知識、提供學習指導的適應性學習支持系統。[2]隨著人工智能技術的不斷進步與發展，智能導學系統在教育領域中為學習者提供硬技能的智能輔導得到了極大提升。例如，借助信息技術智能系統，將人工智能技術嵌入學校機房電腦中，并通過互聯網和大數據等技術實時追蹤、搜集并處理數據。學生在機房學習的過程中，信息技術智能系統會自動判斷學習者操作是否正誤、基礎知識的掌握等情況。通過大數據搜集與人工智能分析提出輔導建議，對于學習者的高頻錯誤關鍵點給予提醒。信息技術智能系統可以使得教師擺脫重復的機械式勞動，更好地實現教學目標的轉向。（從關注學生基礎技能操作轉向關注學生的信息素養與能力的提升。）從而進一步地提升教學藝術。

（二）變革教學模式，優化課堂教學結構

當前，在人工智能技術支持下的移動學習將成為現實，教師知識權威角色受到挑戰，以往傳統的教師主導型教學模式也將退出歷史舞臺，以學生中心教師主導、人工智能輔助的教學模式將成為時代主流。在智能信息技術課堂上，教師可以隨時上傳學習視頻、參考習題、案例實操文本等課內外資源。信息技術學科中的基礎性實操知識由人工智能產品進行無固定場所、無固定時間、無固定地點的在線自主學習。教師則有更多的精力設計“靈性課程”，關注學生的創造性思維、批判性思維、溝通能力等軟技能，深層次地與學生互動交流。此外，教育智能化時代，基于大數據、互聯網、云計算等技術可以將知識呈現形式與場景融合，可以構建知識呈現的“增強現實場景”。比如，通過非侵入性腦機接口“模擬真實人類教師實現精準化、智能化地一對一教學”和“交互式情感感知調節”等，[3]使教學環境智能化，與學生產生更深層次的聯結。也可以創新教學對象與教學者之間的多種形態的連接，比如異步或同步的教學方式;還可以創設多種情景的教學環境，比如現場實踐、模擬實踐、虛擬實踐，現實場景等的相互交錯切換;突破信息技術課堂教學中時空限制，使多環節、多情景、多方式、多模式教學模式自由切換成為可能。

（三）變革學習方式，強化學生自主學習能力

人工智能時代的來臨也意味著學生學習私人定制化時代的到來。也就是說信息技術智能化的課程是根據學生的個體能力與水平制定個性化的學習內容、選擇其適宜的學習方式、并給予精準及時反饋來激發學生的學習動機，從而達到強化學生自主學習能力的目的。智能化的教學有利于提高學生自主學習能力原因有二：其一，就學生本身而言，在智能化的教學情境之中，學生將感到相對封閉而不受他人評判在學習的過程中不具負擔，并且在同人工智能機器溝通交流時，沒有傳統上面對教師溝通時的壓力，更不會產生懼怕感和愧疚感。[4]課程智能化有助于減輕學生在學習過程中的學習負擔。其二，就教學環境而言，智能化的教學環境的仿真性是傳統課堂教學無可比擬的。今后的課堂教學情景可以借助虛擬現實教具來呈現“真實”的學習場景，由于“虛擬技術經過對現實世界的修補和強化，能仿真地、動態地、綜合地、多維地虛擬現實，最終呈現出逼真度極高的立體世界”。由于虛擬技術設備在課堂上的使用可以使學生產生強烈的代入感，有利于學生對于直接知識的獲取。

三、信息技術課程智能化存在問題的分析

（一）存在數字化勝任力滯后、“數字鴻溝”“智能鴻溝”等多重風險

通過對上海學生參加的PISA2012的結果進行研究調查中，發現雖然學生數字化閱讀成績和基于計算機的數學成績評估總體優異，但數字化素養對該成果的貢獻力度不足，數字化學習技能中的問題導向的瀏覽指標顯著落后。[5]與發達國家相比較來說，我國中小學信息技術課程教育內容仍止步于“信息掃盲”階段。近期開展的一次在全國初中、小學信息技術課程教學情況的調查，考察出存在學科核心素養不突出、課時安排不合理、教材內容嚴重滯后、教師教學水平參差不齊等問題。[6]同時，現如今“數字鴻溝”“智能鴻溝”等多重風險也不容樂觀。“數字鴻溝已經從互聯網接入鴻溝演變為技能鴻溝和使用鴻溝，即數字優勢群體與缺乏數字化生存技能的弱勢群體之間的鴻溝。在信息技術課堂上，發達地區會重視學生個體以及他們身邊的媒介實踐、媒介格局和數字環境的變遷，對新媒介、新思想、數字素養培育極為敏銳，從而形成“智能鴻溝”。多重“鴻溝”的出現將會加劇區域間的差異。