高中信息技術課堂滲透人工智能教學的策略

陳小云

伴隨著信息技術的發(fā)展，人們的生活和各行各業(yè)的發(fā)展都受到了人工智能潛移默化的影響。作為一門在教育領域中與人工智能聯(lián)系最為緊密的學科，高中信息技術教學也迎來了新的發(fā)展局面，即將人工智能有效地滲透到高中信息技術課堂中。在高中信息技術教學中應用人工智能，既可以為教師創(chuàng)新教學模式和教學方法，提高自身的教學水平和專業(yè)素養(yǎng)提供有效的途徑，也可以為學生的信息技術學習起到激發(fā)興趣、拓寬知識視野等方面的作用。本文對高中信息技術課堂滲透人工智能教學的策略展開探討，旨在為高中信息技術教師提供新的教學思路和教學手段。

一、人工智能教學在高中信息技術課堂中的應用價值

（一）有利于實現減負增效，提高學習效率

高中階段的學生多因高考而對學習成績過分關注，心理負擔過重，形成了很重的學習壓力和學習負擔。因此，高中信息技術教師必須以實現減負增效為教學目的，讓學生的學習過程變得輕松有趣。人工智能教學的引入能夠在一定程度上促進這一教學目標的實現。以人工智能的個性化分層作業(yè)為例，它不僅能精準分析學生的知識掌握情況，還能激發(fā)學生的學習興趣，緩解學生的焦慮情緒。這就意味著人工智能教學有利于實現教學的減負增效，提高學生的學習效率。

（二）有利于增強學生的信息意識，培養(yǎng)信息素養(yǎng)

任何一門學科的教學過程中，教師都需要努力培養(yǎng)學生的學科素養(yǎng)，讓學生通過知識學習掌握一定的技能，無形中培養(yǎng)學科素養(yǎng)，實現有效教學。高中信息技術課堂與人工智能教學相結合，能以培養(yǎng)學生的信息技術學科素養(yǎng)、計算思維能力為目標，讓學生以參與活動的方式實現與人工智能技術的溝通、合作與分享。學生在學習過程中逐步體驗人工智能知識的建構，增強信息意識，理解人工智能技術對社會的影響，從而形成良好的信息素養(yǎng)。

（三）有利于改變教師的教學方法，豐富教學內容

人工智能與信息技術教學相結合既是學科發(fā)展的需要，也是時代發(fā)展的必然趨勢，因此在高中信息技術課堂上，人工智能教學的引入從根本上強調學校教育需要更新教育教學觀念。這直接影響了教師的教學方法，讓更多的教師認識到不能一味地只重視簡單的知識傳授，還要用新的教學方法來代替學生死記硬背、大量刷題的方式，進一步優(yōu)化教學內容。以線上教學為例，它不僅打破了時空限制，讓教師和學生不再只圍繞課堂來完成教學和學習，還借助信息技術，整合、優(yōu)化教育資源，創(chuàng)新了學生的學習方式，使其在教師精準的個性化指導下實現高效學習。

二、人工智能教學在高中信息技術課堂的應用策略

（一）借助人工智能教學，激發(fā)學生的探究欲望

著名作家張潔曾說過：“任何一種興趣都包含著天性中有傾向性的呼聲，也許還包含著一種處在原始狀態(tài)中的天才的閃光。”若想讓學生都成為“天才”，教師就必須保護他們的興趣，讓他們的興趣不被任何外物所影響甚至消耗殆盡。若學生能夠在學習的過程中保持強烈的興趣和探究欲望，就能夠在學習過程中始終保持積極的學習心態(tài)，才能夠從根本上提高學習效率。

以教科版高中信息技術《信息系統(tǒng)安全風險》一課為例。教師可以在一開始上課時播放一段因信息系統(tǒng)被攻擊而造成損失的動畫視頻，要求學生認真觀看并回答“信息系統(tǒng)被攻擊破壞后會帶來哪些損失和后果？從構成要素來看，信息系統(tǒng)面臨哪些風險”等問題。學生通過觀察并根據自己課前預習的結果得出“信息系統(tǒng)被攻擊破壞后，會導致信息丟失和系統(tǒng)崩潰。信息系統(tǒng)面臨的風險有硬件、軟件、數據、通信線路、網絡等方面”的答案。然后，在講到硬件風險主要包括地震、臺風、洪水、火災、偶發(fā)性事件，以及硬件被偷盜、自然老化等內容時，教師可以每講解一個內容就附上一張圖片，以直觀的方式讓學生理解內容，加深他們的理解和記憶。緊接著，在講到“網絡風險”這一知識點時，為了讓學生理解得更加深入和透徹，教師可以借助多媒體技術，為學生展示網絡風險的短視頻。視頻播放完畢后，將視頻中所提及的內容和生活中的案例結合起來，為學生進行深度講解，讓學生一邊回憶視頻內容一邊查看圖片，提高他們對知識點的掌握程度。

在上述過程中，教師借助人工智能開展教學，在很大程度上改變了以往教師只用語言講解的傳統(tǒng)教學模式，而是借助多媒體等相關技術來豐富課堂教學內容。學生在觀看視頻、圖片的過程中調動多種感官參與到課堂學習中，既集中了注意力，也讓一些自己難以理解的知識點直觀地呈現在眼前，學習變得更加簡單方便，解決了理解困難、學習負擔重的問題，逐漸對信息技術的學習產生更強的探究欲望。

（二）借助人工智能教學，創(chuàng)新教師的教學手段

無論是信息化時代還是新課程改革的關鍵期，創(chuàng)新教學手段是所有教師面臨的挑戰(zhàn)。因此，高中信息技術教師可以借助人工智能教學促使教學模式和教學手段得到創(chuàng)新與變革，加快信息化發(fā)展步伐，推動人工智能在信息技術教育教學領域的應用，從而使自己成為掌握信息技術、具有創(chuàng)新思維的教師。

1.實時演示，讓學生操作。

以教科版高中信息技術《數據的計算》一課為例。教師可以在這節(jié)課中進行桌面實時演示教學，即利用互動投影器，將自己操作的教學畫面實時投射到學生的電腦桌面上，使學生一邊觀看實驗操作，一邊跟隨教師同步實驗。在“雞兔同籠”的問題教學中，教師運用電子表格軟件對數據進行排序、篩選、函數計算等操作，然后用事先編寫的程序來解決雞兔同籠的問題。這時，教師先自行操作一遍，雙擊運行解決雞兔同籠問題的程序，引導學生比較這一程序與之前講的表格計算有什么不同。學生觀察后得出“編程計算與表格計算相比較，前者的效率更高一些”的結論。之后，教師留出時間，讓學生自行操作程序進行雞兔同籠問題的計算。在學生操作的過程中，教師需要下臺觀察每名學生的操作情況，若有學生出現操作困難的情況，應當及時地進行指導。若對某一操作有疑問時，學生可以舉手向教師示意，和教師一起進行問題的討論和解決。最后，教師根據每名學生的操作給出相應的評價。

實時演示的教學方式更好地避免了教師的“教”和學生的“學”相分離的局面的出現，讓學生直觀地看到教師的操作并為自己之后的操作提供借鑒，為學生的學習帶來了極大的便利。

2.設計智能作業(yè)，開展精準教學評價。

教學評價是教學工作中極其重要的內容與環(huán)節(jié)，教師不能忽視對這一環(huán)節(jié)的創(chuàng)新與完善，應當積極利用人工智能教學來開展教學評價。一方面，教師可以靈活設計作業(yè)，進行智能作業(yè)批改。

以教科版高中信息技術《信息社會的未來發(fā)展》一課為例。教師在課后為學生布置“結合本課內容，完成一篇對信息社會未來發(fā)展的暢想，體裁不限”的作業(yè)，并要求學生將完成的作業(yè)直接拍照上傳到智慧課堂等軟件系統(tǒng)中。智慧課堂中的智能作業(yè)批改功能既可以自動批閱學生的作業(yè)，還可以針對學生的作業(yè)完成情況給出數據分析，讓教師第一時間得到信息反饋。

另一方面，教師可以利用大數據平臺，使用一些大型互聯(lián)網教學資源軟件來考查學生的學習情況和作業(yè)完成情況。這些軟件利用信息技術，將學生的學習情況以數據的形式呈現給教師，讓教師得到即時反饋，便于教師在后期作出教學內容和教學方法上的調整，從而構建完善的教學評價體系。

（三）借助人工智能教學，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維

綜合素養(yǎng)包括注意力、觀察力、思維力等，作為創(chuàng)造力的源泉，創(chuàng)新思維是衡量一個人是否是新時期合格的人才的標準。恩格斯曾把思維比作地球上最美麗的花朵，他認為人的一切創(chuàng)造性活動都與思維有關，人類的進步從根本上來說也是思維的進步。有效的思維訓練能促進智力的開發(fā)和潛力的挖掘。因此，高中信息技術教師可以借助人工智能來培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。

以教科版高中信息技術《信息社會的倫理與道德》一課為例。在講到“學習隱私保護”這部分內容時，教師可以將課前準備好的課件打開，為學生列舉一些保護隱私的社會案例，讓學生以四人一小組為單位展開問題討論。教師展示這樣一則案例：

小凱給好友小聰發(fā)送了一段自己在家錄制的搞笑視頻。視頻中小凱裝扮成小丑做出各種稀奇古怪的動作。小聰看完后哈哈大笑，并把這段視頻上傳至班級群，后來不知是誰把這段視頻上傳到互聯(lián)網。這段視頻被更多的人瀏覽，下面的評論有好有壞。小凱看到這些評論后又氣憤又傷心，后來在學校也有人拿這段視頻取笑他。

教師要求各小組閱讀完這則案例后完成一張表格，表格里有事件參與者和傳播范圍兩類，各小組經過思考和討論后完成表格的繪制。有的小組分析出參與者有小凱、小聰、班級同學、上傳視頻到公共網絡的人、在公共網絡看到視頻的人、評論的人和取笑小凱的同學。有的小組根據事件參與者，分析出傳播范圍從小聰、全班同學到網絡上的人以及社會大眾。各小組派出代表將自己小組繪制的表格以投影的方式給大家展示，其他同學結合自己小組繪制的表格進行相應補充。教師在一旁進行指導與評價并進行深度總結：這些參與者的行為實際上就是網絡欺凌的表現，他們利用互聯(lián)網對個人或群體做出惡意、重復的行為舉動，使得他人受到精神上的傷害。在網絡上造成了惡性事件，觸犯了法律，應當受到法律的制裁。

教師還可以引導學生對本節(jié)課所學的內容進行概括，獨立完成思維導圖的繪制。學生根據本節(jié)課所學的內容一步步概括出整個框架，歸納出本節(jié)課的重難點知識，如什么是網絡禮儀、網絡欺凌、信息倫理、網絡禮儀的黃金規(guī)則等。繪制完畢后，學生可以將自己繪制好的思維導圖通過投影展示出來。學生一邊展示一邊講解，其他同學認真聽，并將自己的思維導圖和正在講解的學生的思維導圖作比較，借鑒他們寫得好的地方，以此完善自己的思維導圖。

在上述課堂教學過程中，學生在教師的逐步引導下和同小組的成員完成了問題的思考、分析、總結等一系列思維探究活動。學生通過思考順利解決問題后會產生一種愉悅感，創(chuàng)造力和創(chuàng)新思維在活動過程中達到最高水平。

（四）借助人工智能教學，促進理論與實踐的結合

人工智能教學始終強調學生的學習不是獲取簡單的知識和重復記憶，還要在培養(yǎng)終身學習理念的基礎上發(fā)展實踐能力。任何一門學科的教學都需要實現理論教學和實踐教學的結合，這既能檢驗教師的教學過程是否完整，也能引導學生將所學的知識運用到實際生活中。因此，高中信息技術教師可以借助人工智能教學來加強理論教學與實踐教學的結合。

1.開展小組討論教學，設計開放性的作業(yè)。

以教科版高中信息技術《探秘人工智能》一課為例。教師可以選用小組討論法開展教學。在這一節(jié)課中，教師要讓學生通過學習人工智能技術，認識人工智能在信息社會中的重要作用，并結合人工智能的發(fā)展和應用情況，將其運用在學習和生活中。在講解完這一節(jié)課的內容后，教師可以為學生布置“智能技術對社會生活的影響有哪些？結合生活實際，搜集人工智能在生活中的運用”等開放性的作業(yè)，給學生兩天的時間去完成這項作業(yè)。學生既可以上網搜集資料，也可以以詢問父母、走訪當地相關部門等方式完成作業(yè)。之后，學生將搜集到的內容進行整理，并在下一節(jié)信息技術課上為大家展示。

學生1：人工智能在生活中的表現有人工智能家居，它利用先進的技術設計出符合人們需求的家居，為人們提供個性化、主動管家式的服務系統(tǒng)，給我們的生活帶來了很大便利。

學生2：人工智能在醫(yī)學方面上也有很大的應用價值，如智能診療，其將人工智能技術與疾病診療聯(lián)系起來，幫助醫(yī)生通過大數據和深度挖掘等技術，對病人的醫(yī)療數據進行分析和挖掘。

學生3：人工智能在交通方面也有應用，即智能交通系統(tǒng)，其以一種先進的運輸管理模式監(jiān)測人們的出行，以此計算交通流。例如，人工系統(tǒng)可以模擬交通事故或惡劣天氣，進而觀測出緊急情況造成的道路擁堵情況和對其他路段的影響

2.開展探究活動，提升學生的知識應用能力。

以教科版高中信息技術《信息系統(tǒng)的功能》一課為例。教師可以舉辦一場“利用事務處理系統(tǒng)處理日常事務”的探究活動，讓學生分為四個大組參與到活動中。在活動開展前，教師為學生展示此次活動的四個選題，即：刷卡買飯；圖書借閱；圖書歸還；用郵件發(fā)送文件。四個組以抓鬮的方式確定自己的選題后，展開討論并繪制事務處理流程圖，體驗事務處理系統(tǒng)的工作特征。

這一探究活動能夠讓學生將所學的知識和自己的實際生活聯(lián)系起來，進而幫助他們感受到信息技術與實際生活的聯(lián)系，提升他們對知識的運用能力。

三、結語

人工智能在教師的教學和學生的學習方面發(fā)揮了巨大的積極作用。它讓更多的教師因為有了人工智能的加持，實現了教學理念和教學方法上的轉變；讓更多的學生因為有了人工智能的加持，實現了學習方法和學習態(tài)度的改變。高中信息技術教師應當與時俱進，發(fā)揮學科的教育特性，用人工智能教學助力高效課堂的構建，提升學生的信息素養(yǎng)。