智慧教學在高中信息技術課堂中的融入

馬浩淼，秦美怡

（陜西師范大學 計算機科學學院，陜西 西安）

一 引言

隨著信息時代的發展，新一代的技術發展不僅為智慧教育創造了新的教育環境，還影響了教育理念、教法學法、教與學的過程、人才培養目標等方面。根據實施教育計劃2.0行動計劃的行動章節，明確強調各級各類教育機構要開展智慧教育的探索和實踐，推進教育理念和模式的改革創新，內容和教學方法形成新的形式和模式，引領教育改革的發展[1]。可以看出，推進智慧教育下的教學模式和理念是大勢所趨。在信息技術助力教育的環境下，以“以學生為中心”的理念必須指導教師進行教學改革，推進教學重構的智慧教學。

二 信息技術課堂現狀分析

信息時代下，信息和技術方面的能力已經成為每個高中生必須要掌握的能力，是學生學習和生活必備的技能，也成為了人才培養的重要指標，具有至關重要的意義。因此必須加強信息技術知識技能的教學。但是由于信息技術不參與高考，很多教師、學生和家長對這個問題不太重視、積極性也不強；其次在實際的課堂上，多數情況是教師坐在電腦前演示教學，教學形式方法單一，導致學生積極性不強，難以提升信息技術水平。

信息技術學科是實踐性、實驗性極強的學科，在實際教學中附屬于課堂理論教學，且大都是根據教材完成對理論的驗證。這樣就導致教學在理論和實踐方面出現不連貫的情況，在教學過程中信息技術教師不善于延展知識，不善于案例教學，一些優秀的課外案例引用不當，因此學生也不能肯定自己的知識，無法進行驗證。

但是在當前信息時代和互聯網時代的背景下，智慧教育賦予了教學新的內涵和意義，當前中小學出現的信息技術問題要引起高度重視，在智慧教育理念的支撐下，借助智慧學習平臺形成個性化、自主、高效、科學的智慧教學模式，使學生對學習、探究、討論、思維的拓展更為豐富。

三 智慧教學概述

智慧教學，顧名思義是運用智慧于實際教學活動中。智慧教學是對以學生為主體的迫切需求，也是對以教師為主導的科學追求[2]。很多學者認為智慧教學體現在三個方面，“智慧教”“智慧學”、智慧教學環境。楊現民、祝智庭和黃榮懷老師分別從手段、技術和系統方面對智慧教學持有不同的定義[3-5]。

智慧教學包括了三種智慧，分別是教師“教”的智慧、學生“學”的智慧，教師借助智慧教育教學智能平臺，針對學生的學習數據設計課前、課中、課后各環節教學活動，學生借助人工智能、互聯網和智能終端等信息技術打造的智慧環境。這種教學模式要實現“教師智慧”和“學生智慧”，就意味著教師要以“學生智慧”為中心開展教學，在一系列的打磨中實現教師智慧。因此，智慧教學模式下的學生是整個教學的焦點，教師以智慧教育環境為依托，智慧教學資源為支持，使用智慧教學法，設置相應的問題情境，結合學習活動，提供自主學習，使得學生進行知識的內化，實現學生智慧學習；教師設定構建情境問題，選擇合適的智慧教學法，再根據學生的學習數據和行為軌跡，反饋到教學方案及教學實踐中去，從而優化教學，實現教師智慧，整個過程如圖1所示。

圖1 智慧教學模式

四 高中信息技術智慧教學模式的優勢

當前新課程標準以核心素養為支點，教育界所關注的焦點隨之變化，現階段信息技術核心素養為：信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任。中小學的高中信息技術教學結合了知識性和技能性，是一門具有發展迅速、實踐性強等特點的基礎工具課程。相較于傳統信息技術課堂，智慧教學模式能夠更好地幫助信息技術教師完成教學任務，其優勢主要體現在以下幾個方面：

（一） 師生角色定位明確

目前高中信息技術課堂采用的教學方式多為“先講后練”“邊講邊練”，這種教學方式造成的結果就是師生互動單一、學生處于被動的地位，其封閉性和保守性不利于培養學生審辯性思維。在新課程改革的大背景下，學生位于整個過程的焦點，更重視學生的社會主體地位，而學生的信息素質、審辯性思維、合作精神和探索世界的能力及其創新精神都需要受到高度關注。與當前高中信息技術課堂所采用的教學模式不同，智慧教學模式中，學習者可以利用智慧教學平臺，主動獲取知識，發展其思維，充分發揮學生的主動性和參與性，從而促進其多方面發展。既要有利于教師創造性地教，又要有利于學生主動、積極地學[6]。

（二） 個性化學習

相較于其他學科，信息技術課堂教學具有一種特殊性，對于高中生來說，學生的學習經歷、社會生活的環境、家庭背景等都會對其產生影響，這種影響會直接映射在信息技術的學習中，主要體現在計算機知識的基礎認知能力上，因此，信息技術課堂教學中教師要把握學生的主體差異性，實行個性化教學，以滿足這種特殊性。智慧教學所展現的個性化教學與學習方式、分層教學、差異化教育可以根據學生的認知水平和知識技能進行教學，真正做到因材施教，教師通過個性化智慧教學平臺，發布不同層次的學習資源，學生可根據自己的需要選擇交互平臺上的學習資源進行自主學習，從而達到個性化學習。

（三） 互動研學

傳統課堂主要以教師的教為中心，知識傳遞往往是線性單向的[7]。而現階段課程改革指出人才的培養要面向全面化發展，而且提出了信息技術課程教學的四大核心素養，對學生有了進一步的要求，知識的傳遞由單向轉變為雙向，這時學生需要給教師反饋，從而實現雙向的有效互動。智慧教學能夠創新師生的互動方式，并且不受時間空間、教學場地的限制，打造全方位的互動，使教學更加高效。在互動研學的過程中，教師引領學生，以學習為基礎，問題為依托，研究為過程，利用智慧教學平臺開展互動研學，創新能力得到提升，促進全面發展。

五 智慧教學模式的設計

在智慧教育理論的支撐下，以滿足學生的需要為目標，重視思維過程的訓練，培養學生利用計算機處理實際問題以及獨立自主學習的能力，在智能平臺上構建學生具有個性化的學習活動和軌跡，在課程的前、中、后等教學階段，構建教學閉環，如圖2所示。

圖2 智慧教學模式下的教學閉環

下面，筆者以廣東教育出版社《信息技術基礎》第四章第二節《用智能工具處理信息》為例，構建智慧教學模式在高中信息技術中的教學閉環。

（一） 階段一：課前“智學”

對于信息技術這門課程來說，傳統課堂的課前預習在學生看來可有可無，預習也基本以教材為主，沒有針對性，教師也無法得知學生是否預習，預習的效果也無法量化。在智慧教學中，教師要與年級組教師共同交流，深入探究教材，優選微課，設置教學目標、核心問題以及課堂練習。通過智慧學習平臺發送教學資源（任務單、導學案、微課），主要用于面向個體的知識傳授，讓學生明白需要學習的知識或技能，學生課前充分思考，完成預習任務，如圖3所示。

圖3 課前“智學”的流程

基于此，筆者將《用智能工具處理信息》教學目標設計如下。

①通過操作軟件，能從中了解到智能信息處理工具是如何進行處理的，簡單了解模式識別和自然語言理解的工作原理。

②掌握手寫輸入、在線翻譯、文字識別等工具的使用方法，認識到智能處理與一般處理工具的不同之處。

③在實踐活動中領略智能信息處理的魅力，形成對人工智能的探索愿望，體驗人工智能應用領域和價值。

針對上述目標，借助網絡資源，選取合適的視頻微課，設計配套的導學任務單，學生進行自學，對于無法解決的問題放在課中的內化環節完成。

智慧教學模式下，學生進行預習測評，智慧教育學習平臺會記錄學生做題情況和結果，進而生成個人學習軌跡，教師根據學生個人學習軌跡選擇教學策略、促進教學反思、優化教學設計，促進師生便捷化溝通，達到“智學”的目的。

（二） 階段二：課中互動研學

1.整合環節

學生是帶著已有的認知和問題來到課堂的，但這些知識并沒有形成體系，所以教師要根據教學內容設計問題，創設情境，問題的設計不僅需要考慮到教學目標以及學生的學習特點，還要利用好課前學生的學習數據，幫助教師定位學生的問題所在，進而展開個性化教學。教師可以利用知識圖譜、思維導圖以及軟件助手等來幫助學生在頭腦中構建起知識結構，通過關鍵詞索引將知識整合到自我知識結構中。

筆者以三個活動為中心，創設情境開展《用智能工具處理信息》的教學，師生在這個情境下，積極主動地利用各種平臺上的信息資源，共同探索和互動，利用活動教學和智慧教學，給學生提供認知停靠點。以活動一為例：從學生不認識的字切入，使用手寫輸入這一功能。進而提出問題：為什么你不認識這些漢字？為什么計算機能夠認識它們？由此引出模式識別的概念。通過體驗手寫輸入鍵盤這一過程，共同推理手寫輸入的這幾個過程對應的是模式識別的主要過程：信息錄入、處理、對比和識別，最后得出模式識別的一般過程。這一環節以激發學生情感為出發點，通過對手寫輸入這一過程進行聯想類比，最終歸納總結得出結論，三維目標相互滲透，對學生進行引導，有利于學生整合知識。

整合環節教師根據學生課前活動數據以及教學內容進行設計，挖掘出隱性知識，對學生進行元認知層面的引導，使學生能夠建立完善的知識結構，以便在解決問題的過程中更快地提取知識，科學地整合知識，高效提高解決實際問題的能力。

2.內化環節

這一階段是新知內化的核心環節，也是學生發揮主要作用的核心環節。通過之前的學習，學生在理解的基礎上，會質疑認知沖突，產生問題。教師要引導學生以問題為驅動，進行互動研學，智慧教學使得教育方法變得靈活多樣，教育組織形式可以擴展為“自主、討論、研究”，學生在自主或組內進行研討探究的過程中發現、總結、拓展、創新，智慧學習平臺上記錄教師的組織設計和學生的學習痕跡與思考。

筆者在這一環節設計了自主探究的教學，為《用智能工具處理信息》教學目標設置任務：利用在線翻譯功能，完成以下詩句的翻譯。具體要求：將《再別康橋》的詩句進行中文和英文翻譯。

問題1：最后的結果與我們的原文相比，有什么不同？

問題2：那么翻譯工具是如何做到的呢？

問題3：翻譯工具還是模式識別的應用嗎？

通過以上問題體現自然語言理解是如何實現的，除對比識別外，還要進行理解和分析，最終形成自然語言。

內化環節基于復雜問題的互動研學，教師通過設置任務和問題，引導學生獨立思考，教師在設計任務問題時要針對教學目標設置問題串，也要留有一定的探索、獨立思考、思維拓展的空間。之后進行組內研討和展示，使學生的知識從表層簡單的梳理整合到深層的內化，培養探究性思維，有效促進學生的深度學習。

3.遷移環節

遷移階段主要通過課堂練習來完成，布魯納認為評價是對知識轉化的一種檢驗。傳統的信息技術教學評價具有主觀性，往往借助于教師的個人喜好和教學經驗，而智能評估在平臺上分析學習數據，捕捉學生的學習狀態，評估整體水平。評估階段包括學生教師評估、學生互評和數據統計，智能學習環境的分析與評價。這些數據為學習診斷提供數據支持。

這一階段筆者設計在模式識別的一般過程時，筆者設計教學流程如下。

我們手寫輸入的這幾個過程對應的是模式識別的主要過程：信息錄入、處理、對比和識別。那么我們就可以推理出模式識別的一般過程。

練習：指紋鎖是一種智能化的設備，它是以指紋為識別載體和手段的，其原理是提取人體指紋圖像的特征進行對比識別，這一過程可以分為以下步驟，其順序應該是（ ）。

①指紋圖像采集 ②指紋圖像處理 ③控制門鎖開啟④匹配指紋圖像的特征 ⑤提取指紋圖像的特征

A.①②⑤④③ B.①⑤②④③ C.①②③④⑤D.①④⑤②③

文字識別與指紋識別類似，所以可以對比得出答案。這一環節的知識點是模式識別的一般過程，學生掌握起來順序會有偏差，所以針對這類知識點，采用即講即練的方式，更有利于學生構建知識結構。

遷移環節通過具體的習題來調動學生所學知識，學生針對具體的習題構建知識結構，實現對知識的遷移。通過這一過程，學生進行自我反饋，提高學習的自覺性；教師也可以得到及時可靠的教學反饋，用于教學反思和進一步優化教學設計[8]。

（三） 階段三：課后自適應學習

課后是知識的鞏固提升階段，在信息技術傳統課堂學生根據知識要點重復思考，作業批改沒有針對性。而智慧教學中，教師根據不同學生的學習報告、課堂測試結果、個人學習軌跡等，發現本班部分學習困難學生，本節課的重難點和遺留問題。通過有針對性地推送個性化的資源和作業，學生可以根據自己的興趣、能力等進行分層選擇。

這一階段一方面可以實現自適應學習，學生及時獲得結果，提交的作業還可以進行互評，有利于知識的外化和轉移，這種群體互評還可以拓展學生的思維空間，另一方面，教師能夠布置分層作業，這對于信息技術這門學科來說具有很大的意義，還可以從學生的課后數據中獲得反饋，這些反饋可以幫助教師找到適配的教學內容和形式，繼而優化教學設計，所以說，這一階段是一個智慧教學閉環的結束，也是新的智慧教學閉環的開始。

六 結語

智慧教學是一種創新型教學模式，摒棄傳統教學方法，以豐富的學習數據為支撐，引進智慧教育理論，能將信息技術手段和豐富的教育學習資源整合起來，不僅改變教師的教，而且改變學生的學。有了智慧教學方法的幫助，學生可以提升學習效率和信息技術綜合運用水平，并且滿足教學過程中師生的有效互動的需求，解決了當前信息技術教學模式單一、學習資源匱乏等問題，使信息技術課堂教學更高效。