初中信息科技教學中實施人工智能教育的途徑與策略

張瀚文 王亮

【摘 要】隨著人工智能技術的不斷發展，未來人工智能教育在初中信息科技教學中將呈現普及化、個性化和實踐性的趨勢。人工智能學習將在初中階段得到更廣泛的應用，并成為信息科技教育的重要組成部分。本文對初中信息科技教學的現狀進行了分析，針對現有教學模式在培養學生人工智能素養方面的局限性，從課程資源與學習環境、教學內容與跨學科合作、師資培訓、實踐活動、評價方式等方面，探討了在初中信息科技教學中實施人工智能教育的途徑與策略。

【關鍵詞】信息科技教學；人工智能；途徑與策略

【中圖分類號】G434? ?【文獻標識碼】B

【論文編號】1671-7384（2024）01-057-02

背? 景

隨著科技的發展，人工智能已經成為一個重要的技術領域。許多專家預測，未來的工作將會更加依賴于人工智能和機器學習技術。因此，讓學生在早期就接觸和學習這些知識，可以幫助他們更好地適應未來的工作環境。

人工智能不僅僅是一種技術，更是一種思維方式。通過學習人工智能，學生可以學會如何用計算機去解決問題，這對于培養他們的創新思維和問題解決能力非常有幫助。

同時，人工智能是一個非常有趣且富有挑戰性的領域。通過引入人工智能的學習內容，可以激發學生的學習興趣，提高他們的學習積極性。

最后，人工智能還涉及很多其他領域的知識，如數學、邏輯、編程等。將人工智能納入信息科技課程，也可以拓寬學生的知識視野，提高他們的綜合素質。因此，在初中信息科技課程中加入人工智能的內容是非常必要的。

人工智能教學的新特點

1.關于教學內容與學生學情

目前，初中信息科技課程的主要內容通常包括計算機基礎知識、辦公軟件應用等。隨著信息技術的高速發展，特別是2022年最新版的信息科技課程標準公布以來，一些新的教學內容如物聯網、人工智能等也逐漸被引入到初中信息科技的教學中來。對于學生來說，隨著信息技術的普及，大多數初中生對計算機和互聯網有一定的了解和使用經驗。然而，他們對信息科技的學習興趣和動力可能會受到各種因素的影響而減弱，如課程內容、教學方法等。

2.關于教師信息素養與教學方法

信息科技是一門新興的學科，而人工智能教學更是新的教學內容，這對教師的專業素質要求較高。目前，一些學校的教師可能還沒有接受過系統的信息技術培訓，這對信息科技教學的質量產生了一定影響。傳統的教學方法主要是教師講解，學生聽講和練習，而實踐操作少。近年來，越來越多的教師開始嘗試采用項目式學習、翻轉課堂等教學方法，以提高學生的學習興趣和動手能力。

3.關于教學資源與教學設備

隨著互聯網的普及，教學資源的獲取方式也發生了變化。現在，教師和學生可以通過網絡獲取大量的教學資源，如在線課程、慕課、教學視頻、電子教材等。目前大部分學校基本都配備了計算機教室，一些先進的學校還引入了創新實驗室、虛擬實驗室等設備，以支持信息科技教學。

當前人工智能教學存在的問題

全國大多數省市的中學在信息科技學科中開展了人工智能教學，但現有的教學在培養學生人工智能素養方面還存在以下一些不足之處。

1.內容缺乏系統性

許多初中信息科技課程在培養學生人工智能素養方面，往往只是零散地涉及一些基礎知識和技能，缺乏系統性內容的教學安排。隨著人工智能技術的不斷發展，相關的知識和技術也在不斷更新，然而，目前許多初中信息科技教材的內容還停留在較為基礎的層次，無法滿足學生對人工智能新技術的學習需求。

2.師資力量不足

大部分初中在人工智能教育方面的師資力量相對較弱，一方面教師自身的專業素養和技能水平有限，另一方面學校可能沒有足夠的資源來支持教師進行人工智能的相關培訓和提升。

3.實踐環節薄弱

人工智能在義務教育新課程標準中，屬于強調實踐操作能力的內容模塊，但在目前的初中信息科技教學中，學生往往缺乏足夠的實踐機會，難以將理論知識應用到實際問題中，從而影響了學生人工智能素養的培養。同時，目前的評價體系主要以考試成績為主，較少關注學生在人工智能素養方面的實際操作能力。

人工智能教育在教學中的實施途徑與策略

基于以上分析，在初中信息科技教學中，為了更好實施人工智能教育，主要有以下途徑與策略。

1.整合課程資源，創設學習環境

在初中信息科技教學中，教師可以將人工智能相關的內容融入現有的課程體系中，通過以人工智能為主題的項目化學習，讓學生在學習演示文稿知識與技能的同時，也能接觸到人工智能的基本概念和原理。

教師也可以利用現代信息技術手段，如智能教室、在線學習平臺等，為學生創設良好的學習環境，激發他們的學習興趣和積極性，提高學習效果。比如，我們對學校的“生態園綜合學習空間”進行升級，配備計算機、傳感器，助力人工智能項目的實施。在計算機教室里，可以通過配備機械臂等設備，設計基于視覺識別技術驅動機械臂實現自動分揀裝運的編程課程。

2.更新教學內容，開展跨學科合作

針對目前教材內容滯后的問題，各學校可以嘗試對教學內容進行更新，引入更多關于人工智能的最新知識和技術。比如，我們與高校及相關技術團隊合作，引入Python編程內容，讓學生學會用代碼設計出有趣和實用的程序，不斷反思并更新迭代相關教學內容，讓教學內容更加貼近實際需求。

另外，鼓勵信息科技教師與其他學科教師進行合作，共同開展跨學科的教學活動。比如，在“人工智能預測出行”項目中，需要采集天氣的數據，結合地理學科知識，進行數據的匯總分析，并以此來做出出行的建議。又比如，我們結合生物等學科，設計基于AI輔助物聯網，開展植物生長過程的監測與控制的農作物種植項目，同時滲透勞動教育。通過跨學科的合作，讓學生在不同學科領域中感受到人工智能的應用價值，拓寬他們的知識視野。

3.開展實踐活動，提升綜合能力

鼓勵學生參與人工智能相關的實踐活動。比如，我們結合學校的科創季，設計了腦機接口、無人駕駛、類人機器人等主題活動。學生們通過小隊尋訪、小組學習、主題班會、藝術創作、大咖對話、展覽策劃、TED演講等一次又一次地在參與活動中打開了新視野。同時，設置機甲對戰、Arduino編程、無人機編程等比賽項目，讓學生在實踐中學習和掌握人工智能知識，提高他們的動手能力和創新能力。

4.創新評價方式，培養綜合素質

在評價學生人工智能素養時，除了考試成績外，還關注學生的實踐表現、項目成果等方面，全面、客觀地評價學生的人工智能素養水平。比如，我們以小組的形式，開展“人工智能預測出行”等跨學科主題學習的自選項目，結合組員的分工以及項目的創意設計、程序結構、項目達成度以及互評受歡迎度等因素，對學生予以評價。

結束語

要實現人工智能教育的全面普及和有效實施，還需要我們從課程、師資、教學、評價、環境等多方面進行深入思考和創新實踐。

我們應該關注人工智能技術與教育教學的深度融合，努力培養學生的創新精神和實踐能力，使他們能夠在數字化時代更好地適應社會發展的需求。