基于人工智能的初中信息技術教學研究

劉也童

（福建省三明市沙縣區南霞初級中學 福建三明 365500）

在一些國家的中學信息課程教學中，為了適應社會技術發展，以及對人才的更高要求，在很多地方都更加重視人工智能技術理念在教學過程中的運用。比如，在英國，它是最早開設人工智能課程教學的國家之一，很多大型的相關領域比賽也陸續舉辦，為信息技術的發展提供了很好的平臺；而在美國，很多學校將信息技術教學的改革作為重點，并且人工智能教學也列入了中學信息技術教學改革目標范圍，起到了很好的改革引導作用；在澳大利亞的信息技術課程教學安排中，很多內容的設置都與人工智能有關，這也體現了對人工智能知識內容的充分重視。在人工智能快速發展環境下，為了滿足現代人才培養的需求，必須更加重視對學生創新意識的培養，這也是當前初中信息技術教學的重點。

一、人工智能的發展概述及特點

（一）我國人工智能教學的發展歷程

在2003 年的時候，人工智能就在教育部提出，并且將其作為中學信息教學的五大選修內容之一，但是由于當時很多地區受到發展的限制，在推行上并不是足夠地重視。而從奧林匹克數學競賽發展來看，為了順應時代的發展，人工智能相關題目的數量也在增加。隨著近年來對于中學教育的重視程度逐漸增加，尤其是對信息技術課程的教學來說，處于初級學習階段，教師的教學重點是幫助學生樹立創新意識，并且能夠重視這門課程的學習。通過對人工智能教育的重視，信息技術課程教學內容不再單一，也能夠讓學生感受到當今時代對信息技術的需求，更加了解信息前端技術的發展，也能夠幫助學生對信息技術的發展有初步認知，也為學生提供了獨立思考的機會，讓學生在技術發展的氛圍中感受人工智能給生活帶來的極大便利。

（二）人工智能背景下信息技術課程的教學

首先，對于教師的教學來說，教師需要充分引導學生對人工智能的概念和發展進行簡單了解，幫助學生認識人工智能的基本特點，并且體會其對現代發展的積極推動作用。其次，教師需要向學生簡單地介紹人工智能的主要運用領域，比如，日常生活中離不開的手機、電腦的使用，以及在高端產業，比如航天事業的發展。通過教師的介紹，學生能夠更加體會人工智能在不斷創新發展過程中的作用。另外，教師可以通過親自演示，為學生展示簡單的人工智能編程技術，并且帶領學生在實踐的過程中進行不斷嘗試，這也能夠進一步激發學生對人工智能的了解興趣，并且善于在日常生活中進行簡單的創新活動，在實踐中感受人工智能的魅力。除此之外，人工智能的發展最終都是為了服務于生活，因此，引導學生在日常生活中，運用人工智能來解決問題，對其進行啟發式創新，這也是更加充分了解人工智能的一種方式。

二、初中信息技術教學現狀

高難度人工智能技術的運用和發展是基于一些數學知識、物理知識、計算機技術相關知識的學習作為支撐的，也是通過這些技術才能夠更好地理解人工智能的原理。對于中學時期的學生來說，他們很多時候在學習能力和學習基礎上都沒有達到這個水平，而且學生之間的個體差異性顯著，在教師講授的過程中有些困難。為了降低教學難度，使學生理解起來不那么復雜，教師通常只是圍繞課本的基礎知識學習展開，在很多知識的學習上缺乏系統性，簡單的教材也無法涵蓋人工智能方面的知識。但目前信息技術的更新速度之快，導致很多教材在實際教學過程中存在相對落后情況，從內容的編排到實踐操作指導都無法滿足當今人才培養的需要。

在初中階段的信息技術教學過程中，很多信息課程的教學設置都是按照課程制定內容，很多教學內容也偏向于理論課程，并不重視實踐內容的操作考查，在兩者相結合的培養也不是很重視。這也導致很多學生并不能夠深入學習信息技術，對于知識的理解浮于表面。還有一部分學生甚至對課程學習產生了敷衍的心理，對于實踐活動的參與也不夠主動。

三、人工智能背景下初中信息技術教學發展的必要性

（一）使教學方式更加靈活

首先，人工智能的發展對于教師教學來說是更加便利的。隨著語義分析功能的增加，和模式識別技術的發展，很多學校實現了智能作業線上批改的程序。無論是對于教師，還是對于學生來說，線上作業批改系統都是如今信息技術發展的重要成果，對于學校教學和學生學習反饋來說都是非常有用的。對于初中信息技術和教學來說，由于很多作業是在計算機上完成，所有如果能夠有線上作業的批改系統，能夠節省作業收集的煩瑣，直接在系統內實現作業的批閱，對于學生來說也是非常便利的。而且，線上批改還能夠利用線上作業系統的語言庫，對學生的作業內容進行錯誤檢測，并對錯誤進行判斷和糾正。另外，模式識別技術也能夠成功通過圖片的錄入，在對內容進行讀取之后，對作業進行批改，大大減輕了教師工作的壓力，也能夠將教學精力更多地放在教學創新上，有助于教學內容和教學手段的創新和改革。教師還可以利用線上批閱系統，為學生建立個人作業情況檔案，記錄學生的作業完成情況、批改情況，并進行階段性的反饋，能夠反映學生的學習態度和學習進步程度，同時針對學生的學習情況進行針對性的課程作業布置。除了作業批改系統之外，線上教學系統也是一種全新的上課方式。在線上的課堂教學之后，教師可以帶領學生進行線上的作業操作，理論和實踐的結合也能夠幫助實現知識的實踐，更好地掌握信息技術知識，這就降低了由于學校資源限制帶來的學習困難，也實現了課程的多元化教學，線上課堂和線下課堂的結合也使得信息技術的課堂不再枯燥無味，更有實際代入感。學生在這種教學過程中，能夠更高效地實現學習，達到信息技術課程安排的效果，在信息技術的體驗過程中，對于知識的理解程度和掌握程度也在提升，教學質量得到保證。從信息技術教學的本質出發，其發展是需要學生不斷地進行實踐，不斷培養學生的動手能力。因此，人工智能也給信息技術課程的教學帶來更多教學創新的可能性。在課程考核階段，對教師帶領學生實踐的過程中，是否達到信息技術實踐需要也應該作為考核內容的一部分，這也滿足了信息技術飛速發展和教學現代化發展的要求。[1]

（二）信息技術教學更具挑戰性

人工智能的出現在降低工作難度和工作壓力的同時，對于傳統信息技術課堂教學來說也是具有挑戰性的。隨著知識領域的不斷拓展，以及知識學習范圍的擴展，人工智能技術的出現更使得多樣化學習成為可能，信息技術知識教學也面臨全新的發展。教師需要更多地了解不斷擴充的知識領域，不斷更新知識的儲備，不斷加深對新知識的探索，這樣才能夠為學生帶來全新的知識理解方向，向學生展示學生現代人工智能的發展。

四、人工智能發展背景下初中信息技術教學改革的策略

（一）打造良好教育學習環境

對于信息技術教學課堂的發展來說，能夠融入人工智能的教學理念，那么課堂教學氛圍將得到很大程度的改善。在傳統的教學課堂中，教師的知識講授主要通過灌輸式的講述來完成，這也導致課堂的死板，很多學生在這種學習氛圍中無法喜歡上信息技術，再加上本身信息技術知識的深奧，而如果能夠利用人工智能的理念，基于學生參與實踐，和體驗學習的習慣，不但能夠實現人工智能理念的滲透教學，還能夠形成活躍的課堂氛圍。在充滿活力和生機的課堂中，要更加重視對于人工智能優勢的發揮，教師要在課堂上不斷更新對于課堂的教學知識，豐富教學內容，這就需要結合學生的課堂表現和課后反饋，及時捕獲學生的興趣，并且針對學生喜歡的內容進行教學。通過了解學生的學習需求，結合多樣化人工智能設備，共同打造全新的信息技術課堂，為學生帶來更好的信息技術學習體驗。而對于信息技術課堂的全新發展來說，互聯網技術的快速更新和遠程技術的運用給予了相應的發展契機。信息技術教學理念在不斷更新的過程中，要求教師掌握新的信息技術，并且能夠更好地將其引入到課堂學習過程中，為學生打造全新的智慧課堂。也就是說，要想實現課堂的全新改造和發展，就需要同時具備硬件設備和軟件設施，這樣才能夠為學生提供更好的學習環境，有助于其投入到學習探索的氛圍中。比如，教師可以為學生布置抓蟲子的游戲，在Scratch 中，對基礎的抓蟲子場景進行設計和構建，同時做好角色分類設計。學生在教師的帶領下完成簡單的編程設計，初步掌握編程技術。隨后對各指令進行調試，看其是否能夠滿足不同用戶對場景轉換和方向控制的需要。最后對整個Scratch 項目設計進行總結。

（二）教學用開源硬件走向自信

在新課標要求中，開源硬件項目的設計是單獨的板塊。我們在眾多開源軟件中，選擇了我國自主開發的開源硬件設備，其將成為項目教學的主要軟件載體，包括一個掌控板和一個基于Linux 系統的計算機虛谷號。隨著人工智能技術的發展，教學對于開源軟件的使用更體現出自信的態度。掌控板是基于物聯網應用和Python 編程設計的硬件設備，具備嵌入式的MicroPython 開源操作系統。作為國產原創開源硬件設備的代表，虛谷號充分具備了人工智能教學的優勢，同樣具有集成性能較高的處理器和兼容性強的單片機。廣大師生需要積極引進和分享開源創客教育，營造校園開源文化氛圍，為開源創客教育提供廣闊的發展平臺，同時促進開源硬件設備在信息實驗技術教學中的運用和發展。

（三）發揮學生的主體作用

在現代課堂教學的過程中，為了更好地完成課堂教學目標和任務，必須要重視學生的主體性作用。針對人工智能信息技術課堂，更是要培養學生獨立思考和獨立實踐的能力，要在課堂上充分調動學生的主觀能動性，激發他們對于學習的熱情和積極性。對于教師來說，需要更多地與學生產生聯系和交流，關注學生的心理狀態變化，了解他們對信息技術課堂發展的需求。依據學生的學習習慣和需求變化，教師需要結合教學目標，對課堂設置和課后鞏固做好重新調整，更多地把主動權和主體性還給學生，啟發他們的自主學習和思考的能力。[2]教師也可以拋出一個全新的信息技術問題，帶領學生一起討論和分析，教師在與學生交流的過程中，能夠感受到學生的學習疑點，在解答問題的過程中，自己對于教學的理解也更加深刻，也是對教學過程進行反思的一個很好的方法。如果教師有更好地與學生一起體驗技術和實踐的機會，教師一定要參與其中，并且對實踐成果進行檢驗和反思，這樣才能夠實現共同進步。

（四）加強人工智能的輔助教學

現如今，網絡資源是非常豐富的，為了改善當前很多學校信息技術課堂教學的困境，必須要更多地轉變僅限于理論教學和上機簡單操作的模式，積極挖掘網絡資源，利用人工智能進行輔助教學。在傳統的信息技術教學中，有關于人工智能的教學內容較少，如果能夠充分利用網絡資源，能夠將更多新的技術內容融入信息課堂教學中，是豐富教學內容很好的方式。在實際的課堂教學過程中，很多教師就會利用計算機進行輔助教學。通過計算機向學生簡單介紹有關人工智能的基礎知識、發展動態，以及查詢相關資料的渠道，并且通過課件的形式展現，學生通過圖文并茂的方法，能夠更加實在地感受到人工智能發展速度之快，也能夠充分激發很多學生，尤其是男生對于計算機技術探索的興趣，充分改善了傳統教學觀念下課堂的無趣。就比如，教師可以以咱們通常玩的兩款相似的小游戲進行對比，思考兩款游戲的獨特性，以及它們分別有怎樣的控制方式，也能夠給上面提到的Scratch 項目設計提供一定的思路，這就實現了對知識的思考。

（五）引導學生主動了解人工智能

首先初中信息課程的教學是離不開教材的，這也是教師教學的主體內容，到那時也不能夠只依靠單一的教材進行教學，還需要更多地從網絡的信息資源中獲取重要的資源作為參考，充分實現兩者的結合。教師需要引導學生在網絡上對最新的教學資源進行自主學習和瀏覽，并且在課堂上教師可以適當做出一些提問，這也能夠引起學生對人工智能知識學習的關注。在課堂教學中，教師結合學生了解到的知識和已有的理解，做一定的解釋，能夠更好地實現對教材學習的補充，也加深了對人工智能知識學習的了解。[3]比如，教師可以建議感興趣的學生組成信息技術探究小組，各組內每一段時間內都有特別的研究和學習主題，并且也鼓勵小組將所探索得到的知識，帶到課堂上進行分享交流，有利于對人工智能知識的全方面掌握和學習。而且在持續的交流和分享過程中，教師和學生的共同進步也會推動課堂教學效率的提升。

結語

綜上所述，在人工智能快速發展的背景下，初中信息技術的教學也應該順應發展趨勢，發揮學生自主學習和思考的主動性，創造課堂教學的活力，更加注重對學生綜合信息素養提升的培養，著重關注學生對于計算機相關知識的認知程度，努力提高其邏輯思維能力，力求實現課堂效率的提升和學科的互補提升。在學生主動參與課堂和課后實踐的過程中，更好地了解人工智能技術，也可有效激發學生的創新能力和創新思維習慣，對學生的持續進步有很大的幫助。