高中信息技術課程中人工智能教學的優化策略研究

摘 要：“互聯網+”時代的到來為傳統的教育模式帶來了巨大變革。在這一背景下，教師需要轉變教學方式，將現代教育理念融入課堂教學中，以培養學生良好的學習能力和創新能力為目標，更好地滿足社會對人才的需求，促進我國的信息化建設發展。高中信息技術課程中的人工智能教學是當前教學改革的主要方向之一，能夠有效提高課堂教學效率，激發學生興趣，同時實現信息資源的整合與共享，因此，教師需要不斷地進行探索和研究，以適應未來教育改革的趨勢。

關鍵詞：高中信息技術；人工智能；優化策略

中圖分類號：G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2097-1737（2024）12-0085-03

隨著網絡技術的迅速普及，基于云計算平臺的人工智能教學系統也應運而生。該系統采用云端服務器來提供相應的服務，并能通過虛擬化技術構建開放、靈活、高效的智能化學習環境，幫助教師提高教學質量，讓學生獲得更多知識以及實踐技能。在此背景下，將人工智能引入高中信息技術課堂，有利于推動信息技術學科核心素養的培育進程，同時也能使學生更好地掌握相關理論知識和應用技巧，為今后進一步學習打下堅實的基礎。

一、高中信息技術課程中人工智能教學的重要意義

（一）響應國家教育號召，培育科技人才

隨著科技的快速發展，人工智能作為一項前沿技術和新興產業，對于培養適應未來社會需求的高素質人才具有重要意義。人工智能教學可以幫助學生了解和掌握人工智能的基本概念、原理和技術，并且由于人工智能具有較高的復雜性和創新性，通過學習人工智能的相關知識和技術可以培養學生分析、抽象、推理和創造的能力。通過系統的學習和實踐，學生可以深入了解人工智能在各個領域的應用，包括機器學習、數據分析、模式識別等，從而增強對人工智能技術的理解和應用能力。如今信息技術已經滲透到社會生活的方方面面，人工智能作為信息技術的重要分支，掌握其知識和技能對學生具有重要的實踐和應用意義。通過學習人工智能，學生可以增強信息獲取、處理和評估的能力，提高信息素養和科學素養。

（二）滿足社會發展需求，挖掘學生潛能

人工智能作為一項前沿技術正日益深入人們生活的各個領域，而人工智能教學可以滿足社會對科技人才的需求。隨著人工智能技術的廣泛應用，各行各業對掌握人工智能技術的專業人才的需求量日益增加。高中信息技術課程中的人工智能教學可以為未來的科技發展培養更多的專業人才，滿足社會對人工智能領域的需求。另外，人工智能教學有助于挖掘學生的潛能。人工智能教學涵蓋多學科知識和技能，其學習過程能夠培養學生的邏輯思維、問題解決和創新思維等能力。通過人工智能教學，學生可以接觸到新穎的學科內容和具有挑戰性的問題，激發他們的學習興趣和創造力，進一步挖掘和培養其潛能，從而實現綜合素質的提升[1]。

二、高中信息技術課程中人工智能教學的優化策略

（一）完善教學體系，整合教學內容

完善教學體系和整合教學內容可以幫助學生系統地學習和掌握人工智能知識，提高教學效果。第一，完善教學體系是優化人工智能教學的關鍵。教學體系應建立在科學合理的基礎上，包括明確的教學目標、合理的課程設置和有序的知識結構。針對人工智能教學，可以對教學體系從基礎理論、算法與模型、實踐應用等多方面進行規劃，確保學生能夠系統、全面地學習相關知識。第二，整合教學內容是提高教學效果的重要策略之一。人工智能涉及多學科交叉，其教學內容涵蓋了數學、計算機科學、數據科學等多個方面的知識。為了幫助學生更好地學習人工智能技術，教師要整合教學內容，將相關知識有機結合起來，形成一套連貫的教學體系。教師可以通過設計綜合性的案例和項目，將不同領域的知識融合在一起，讓學生能夠綜合運用所學知識解決實際問題。第三，整合教學內容還可以為學生提供多樣化的學習資源和教學工具。人工智能技術發展迅速，涉及大量的實踐應用和技術工具。教師可以整合相關的學習資源，如教材、參考書、在線課程等，以豐富學生的學習內容。同時，引入適當的教學工具和技術，如編程平臺、數據分析工具和模擬實驗軟件等，增強學生的實踐和應用能力[2]。

比如，在教學高中信息技術“人工智能的產生和發展”內容時，教師可以通過簡明扼要的講解介紹人工智能的定義和基本概念，使學生對人工智能形成初步了解。在講解過程中，教師可以通過圖表、示意圖等形式，幫助學生形象地理解人工智能的概念。接著，教師可以從歷史的角度介紹人工智能的起源和發展，簡要講述人工智能發展的里程碑，如早期的符號邏輯推理、機器學習的興起以及深度學習的突破等。通過了解人工智能的發展歷程，學生能夠整體把握其演進過程。之后，教師可引入人工智能的基本原理和關鍵技術，以簡明的方式介紹人工智能的基本原理，如感知、推理、學習和決策等。同時，教師可以重點介紹人工智能的關鍵技術，如機器學習、深度學習、自然語言處理、計算機視覺等。簡單的示例和案例有助于學生理解這些關鍵技術的應用和意義。最后，教師可以組織一些互動活動和實踐項目，讓學生運用所學知識解決實際問題。例如，教師可以設計一些小組討論活動，讓學生深入探討人工智能的應用領域和潛在問題，這樣的實踐活動可以加深學生對人工智能知識的理解，進而培養其應用能力。

（二）創新教學方式，提升教學效率

創新教學方式可以提升教學效率。傳統的教學方式在人工智能教學中可能無法充分激發學生的學習興趣和主動性，因此教師需要創新教學方式。第一，引入互動式教學。傳統的講授方式可能會使學生處于被動接受的狀態，而互動式教學可以促進學生的參與和思考。教師可以設計一些互動活動，如小組討論、問題解決、案例分析等，引導學生積極參與，通過互動交流來加深其對人工智能知識的理解。第二，借助現代技術手段實施教學。人工智能作為一門前沿技術，教師可借助現代技術手段來增強其教學效果，比如利用教學軟件、模擬實驗平臺、虛擬實境等技術工具，將抽象的概念轉化為直觀的圖形或模擬，幫助學生更好地理解和應用人工智能技術。第三，注重項目實踐。人工智能教學實踐性較強，學生通過參與項目實踐可以更深入地理解人工智能的原理和應用。教師可以組織學生開展人工智能的相關項目，如機器學習模型的構建、數據分析與處理、智能系統設計等，讓學生在實踐中學習和應用知識，培養其問題解決和創新能力[3]。

比如，在教學高中信息技術“人工智能對社會的影響”內容時，教師可以引入互動式教學，通過設計小組討論活動，讓學生以小組為單位探討人工智能在不同領域的應用，如智能語音助手、人臉識別技術等。學生可以分享自己的觀點和思考，并從其他同學的意見中獲得啟發。通過互動交流，學生能夠更深入地理解人工智能的應用領域和原理。另外，教師還可以利用教學軟件和模擬實驗平臺來展示人工智能技術的應用案例。例如，通過使用人工智能模擬軟件，學生可以親自體驗機器學習算法的實際應用過程，從而更好地理解算法原理和數據處理方法。教師還可以利用虛擬實境技術，讓學生身臨其境地感受人工智能技術在虛擬世界中的運用，提高學生對人工智能概念和應用的理解。此外，教師可以組織學生參與人工智能的相關項目實踐，如要求學生設計一個智能推薦系統，通過分析用戶的行為和偏好，為其提供個性化的服務。在項目實踐中，學生需要運用所學的人工智能知識進行數據處理、算法設計和系統實現等工作，從而使學生能夠將理論知識應用到實際情境中，培養其問題解決和創新能力。

（三）加強教師培訓，增強師資力量

教師是教學過程的核心要素，他們的專業素養和教學能力對有效傳授人工智能知識至關重要。在人工智能領域，技術和理論的不斷更新變化是常態。因此，教師需要通過持續的專業培訓，不斷更新自己的知識和技能。培訓可以包括參與學術研討會、參觀科研機構、進行在線學習等形式，借此幫助教師了解最新的人工智能發展趨勢和研究成果。另外，加強培訓還可以幫助教師提高教學能力，改善教學方法。人工智能教學需要教師具備一定的教學策略和方法，能夠靈活運用不同的教學手段和資源。培訓可以包括教學案例分享、教學技巧培訓、教學設計研討等，幫助教師掌握多樣化的教學方法，從而培養學生的創新思維和實踐能力。加強教師培訓可以提高教師的學科教育研究能力。人工智能教學需要教師具備一定的研究能力，能夠對教學內容和方法進行反思和改進。培訓可以包括教育研究方法培訓、教學案例研究等，幫助教師培養教育研究的意識和能力，進一步提高教學質量[4]。

（四）開展實踐活動，促進學生發展

實踐活動是將理論知識與實際應用相結合的有效途徑，通過實際操作和項目實踐，學生能夠更好地理解和應用人工智能技術。開展實踐活動可以提供學生參與人工智能技術實際應用的機會。學生可以在活動中參與人工智能的相關項目，如機器學習算法的設計與實現、數據分析與處理、智能系統的開發等。通過這些實踐活動，學生能夠動手解決實際問題，加深對人工智能技術的理解，并將所學知識應用于實際場景中。實踐活動能夠培養學生的創新思維和問題解決能力。在實踐過程中，學生會面對各種挑戰和難題，需要運用所學知識和技能解決實際問題。這種實踐性的學習方式可以激發學生的創新思維和探索精神，培養其分析問題、提出解決方案的能力。

比如，在教學高中信息技術“人工智能對社會的影響”內容時，教師可組織學生參與實踐項目，如開展人工智能應用的創新設計活動。學生可以選擇一個特定的領域，如醫療、交通、環境等，然后思考如何利用人工智能技術解決相關問題或改善現狀。另外，教師還可以引導學生進行數據分析和實驗，以探索人工智能在社會問題解決中的應用。學生可以選擇一個特定的社會問題，如交通擁堵、環境污染等，然后收集和分析相關數據，并嘗試應用人工智能技術來解決或改善這些問題。例如，學生可以通過收集交通流量數據，利用機器學習算法預測道路擁堵情況，進而提出交通優化建議。通過這些實踐活動，學生能夠親身參與人工智能的實際應用過程，深入理解人工智能技術的應用以及對現實生活產生的影響。通過解決實際問題和應用人工智能技術，學生能夠發展創新思維和問題解決能力。他們需要運用所學知識和技能，結合實際情況，提出解決方案。同時，這樣的實踐活動也能夠促進學生團隊合作能力和溝通能力的發展，幫助其更好地理解人工智能的社會影響，并培養他們的創新能力、問題解決能力和團隊合作能力[5]。

三、結束語

綜上所述，高中信息技術課程中的人工智能教學在一定程度上體現了非常強的實用性和可操作性，不僅有助于提升課堂教學效率，還可以為后續其他教學內容奠定良好基礎，因此具有十分廣闊的發展前景。為此，高中信息技術教師必須從自身出發，積極探索新時期如何運用人工智能，以此完善自身教學體系，真正做到與時俱進，不斷創新，更好地應對新形勢下的挑戰，促進我國基礎教育事業的高質量發展。

參考文獻

王輝.人工智能教學在高中信息技術課程中的融入[J].科幻畫報，2022（10）：140-141.

宋春香.高中信息技術課程中人工智能模塊學生學習參與度及影響因素研究[D].貴陽：貴州師范大學，2022.

楊紅梅.人工智能融入高中信息技術課程的研究[J].廣西教育，2022（14）：71-73.

林金煥.高中信息技術課程中的人工智能教學優化探索[J].試題與研究，2022（7）：139-140.

毛向紅.高中信息技術課程中的人工智能教學方法研究[J].考試周刊，2021（A5）：100-102.

作者簡介：任大雁（1978.5-），女，云南昭通人，任教于昭通市第一中學，副高級教師，研究生學歷。