人工智能技術(shù)在初中信息技術(shù)教學(xué)中的融合與實踐

張亞非　路春紅

摘 要：隨著科技的飛速發(fā)展，人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。主要探討人工智能技術(shù)在初中信息技術(shù)教學(xué)中的融合與實踐。通過具體的教學(xué)措施，如分析應(yīng)用場景、開展探究活動、引入網(wǎng)絡(luò)資源和完善課程體系等，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓展學(xué)生思維，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，開闊學(xué)生視野，從而培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新能力和道德品質(zhì)，為他們的未來發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：人工智能；初中信息技術(shù)；整合

作者簡介：張亞非（1979—），男，山東省臨沂第二十一中學(xué)。

路春紅（1980—），女，山東省臨沂第二十一中學(xué)。

在數(shù)字化、智能化時代背景下，人工智能技術(shù)已經(jīng)逐漸滲透到各個領(lǐng)域，促進(jìn)了各個領(lǐng)域的發(fā)展。其中，教育作為培養(yǎng)未來人才的重要手段，自然也離不開人工智能技術(shù)的幫助。初中信息技術(shù)是培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)的關(guān)鍵課程，如何將人工智能技術(shù)與課堂教學(xué)相結(jié)合，發(fā)揮其獨特的優(yōu)勢，成為當(dāng)前教育領(lǐng)域的熱點問題。本文主要探討人工智能技術(shù)在初中信息技術(shù)教學(xué)中的融合與實踐，以期為提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供有益的思路和方法。

一、人工智能與教學(xué)

人工智能（AI）旨在模擬、延伸和擴展人的智能，涵蓋了眾多領(lǐng)域，包括機器學(xué)習(xí)、自然語言處理、計算機視覺等，能通過這些技術(shù)模擬人類的思考和行為方式。在初中階段的信息技術(shù)教學(xué)中運用人工智能能夠極大提高教育教學(xué)質(zhì)量，推動智慧教育的發(fā)展。

在教育領(lǐng)域，人工智能獲得越來越廣泛的應(yīng)用，成為助力教育創(chuàng)新發(fā)展的重要力量。國家也高度重視人工智能的發(fā)展，將其作為重要的戰(zhàn)略方向，積極推動教育與人工智能的深度融合，加速教育改革的進(jìn)程［1］。在教學(xué)過程中，教師可以通過人工智能技術(shù)引導(dǎo)學(xué)生深入學(xué)習(xí)信息技術(shù)，提高他們對信息技術(shù)知識的理解和掌握程度；也可以通過人工智能技術(shù)引導(dǎo)學(xué)生參與實踐活動，培養(yǎng)他們的實踐能力、邏輯思維能力以及問題解決能力。在這一過程中，教師還需要注意為學(xué)生提供科學(xué)的指導(dǎo)，確保學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展得到有效引導(dǎo)。

二、人工智能教學(xué)的特點

人工智能教學(xué)與一般教學(xué)相比，具有顯著的特點和優(yōu)勢。首先，人工智能教學(xué)要求教師對人工智能概念有足夠的認(rèn)識，能夠使學(xué)生了解人工智能技術(shù)的特點，為學(xué)生在未來的學(xué)習(xí)和工作中應(yīng)用人工智能技術(shù)打下堅實的基礎(chǔ)。其次，教師要讓學(xué)生了解當(dāng)前人工智能的主要應(yīng)用領(lǐng)域，以及各國在人工智能領(lǐng)域的發(fā)展情況，幫助學(xué)生把握人工智能的發(fā)展趨勢，激發(fā)他們對人工智能的探索欲望。再次，教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)簡單的編程知識，培養(yǎng)學(xué)生對人工智能技術(shù)的研究興趣，促使他們主動參與到學(xué)習(xí)中。最后，教師要鼓勵學(xué)生將所學(xué)知識運用到實踐中，引導(dǎo)他們對人工智能技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新運用，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐能力，使學(xué)生能夠更好地適應(yīng)未來社會的發(fā)展需求。

三、人工智能技術(shù)在初中信息技術(shù)教學(xué)中的價值

（一）豐富信息技術(shù)教學(xué)內(nèi)容

傳統(tǒng)信息技術(shù)教學(xué)往往側(cè)重于基礎(chǔ)知識和技能的傳授，缺乏實際應(yīng)用和創(chuàng)新元素，而將人工智能與信息技術(shù)教學(xué)融合，能豐富教學(xué)內(nèi)容，為課堂教學(xué)注入活力，為學(xué)生提供更豐富、更貼近實際的學(xué)習(xí)內(nèi)容。例如，在編程教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生使用人工智能算法和框架，開發(fā)有趣的應(yīng)用程序或解決實際問題；在多媒體教學(xué)中，教師可以利用人工智能技術(shù)進(jìn)行圖像識別、語音識別等，讓學(xué)生了解人工智能在多媒體應(yīng)用中的價值。這種融合不僅彰顯了教學(xué)內(nèi)容的實用性，還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力。學(xué)生通過實際操作和實踐，能夠深入理解人工智能技術(shù)的原理，提高自身的信息技術(shù)實踐能力和創(chuàng)新思維能力。

（二）提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力

通過引入人工智能技術(shù)，教師可以創(chuàng)造一個更加自主、互動的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探索［2］。人工智能技術(shù)能夠為學(xué)生提供個性化的學(xué)習(xí)資源和指導(dǎo)。根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和興趣，教師可以利用人工智能技術(shù)為其推薦合適的學(xué)習(xí)資源，引導(dǎo)學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。教師還可以利用人工智能技術(shù)為學(xué)生提供實時的學(xué)習(xí)反饋和指導(dǎo)，幫助學(xué)生更好地掌握學(xué)習(xí)方法和技巧。這種自主學(xué)習(xí)模式有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識和能力。學(xué)生通過自主探究和實踐，能夠逐漸掌握學(xué)習(xí)方法和策略，提高自主學(xué)習(xí)的效果和質(zhì)量。

（三）促進(jìn)學(xué)生綜合能力發(fā)展

一方面，人工智能技術(shù)有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和問題解決能力。在信息技術(shù)教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用人工智能技術(shù)解決實際問題或?qū)θ斯ぶ悄芗夹g(shù)進(jìn)行創(chuàng)新應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和想象力。學(xué)生通過實際操作和實踐，能夠鍛煉問題解決能力和創(chuàng)新思維能力，為未來的學(xué)習(xí)和工作奠定基礎(chǔ)。另一方面，人工智能技術(shù)能夠培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力。教師可以組織學(xué)生進(jìn)行小組合作，共同完成人工智能項目的開發(fā)。學(xué)生通過協(xié)作、交流和分享，能夠培養(yǎng)團(tuán)隊協(xié)作意識和能力，這能讓學(xué)生更好地適應(yīng)未來的工作需求。

（四）優(yōu)化學(xué)生的學(xué)習(xí)過程

人工智能技術(shù)與初中信息技術(shù)教學(xué)的融合，在優(yōu)化學(xué)生學(xué)習(xí)過程方面具有重要作用［3］。人工智能技術(shù)能夠?qū)崟r分析學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)把握學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，從而為他們提供更具個性化的學(xué)習(xí)方案和輔導(dǎo)。這種定制化的學(xué)習(xí)模式不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力，還能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。通過智能系統(tǒng)的實時反饋，學(xué)生可以及時了解自己的學(xué)習(xí)情況，發(fā)現(xiàn)并改進(jìn)不足之處。教師也可以根據(jù)反饋結(jié)果靈活調(diào)整教學(xué)策略，因材施教，以更好地滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，進(jìn)一步提升教學(xué)效果。

四、人工智能技術(shù)在初中信息技術(shù)教學(xué)中的融合措施

（一）分析應(yīng)用場景，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

在初中信息技術(shù)教學(xué)中，若想將人工智能技術(shù)有效融入課堂教學(xué)，教師首先要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識并了解人工智能。對此，教師可以結(jié)合生活實際，講述人工智能在生活中的應(yīng)用實例。

例如，“數(shù)據(jù)的計算”一課的內(nèi)容是使用WPS Office表格進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和計算，教師可以利用人工智能技術(shù)來輔助教學(xué)，使課程內(nèi)容更加生動有趣。教師可以先引導(dǎo)學(xué)生思考：“在日常生活中，我們經(jīng)常需要處理大量的數(shù)據(jù)，如學(xué)習(xí)成績、消費記錄等，如何快速、準(zhǔn)確地完成這些工作呢？”之后，教師可以引出WPS Office表格的數(shù)據(jù)處理功能。接著，教師可以進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考這些數(shù)據(jù)處理工作是否可以由機器完成，從而引出人工智能技術(shù)在數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用。教師可以向?qū)W生介紹一些基于人工智能技術(shù)的數(shù)據(jù)處理工具，如Google的BigQuery。其能夠自動完成數(shù)據(jù)的清洗、整理、分析和預(yù)測，能極大地提高數(shù)據(jù)處理的速度和準(zhǔn)確性。教師可以向?qū)W生演示該工具的使用方法，讓學(xué)生直觀感受人工智能在數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用。通過分析這種應(yīng)用場景，學(xué)生可以更加深入地理解人工智能技術(shù)在數(shù)據(jù)處理中的優(yōu)勢和應(yīng)用前景。此外，這種教學(xué)方式還能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使他們更加積極地參與到信息技術(shù)的學(xué)習(xí)中。

教師還可以通過引導(dǎo)學(xué)生參與一些基于人工智能的實踐項目，讓學(xué)生親身體驗人工智能技術(shù)的魅力。例如，教師可以組織學(xué)生開展智能推薦系統(tǒng)設(shè)計比賽，讓學(xué)生運用所學(xué)的人工智能技術(shù)為某個實體店設(shè)計推薦系統(tǒng)，通過實操訓(xùn)練使學(xué)生掌握人工智能技術(shù)的運用。

（二）開展探究活動，拓展學(xué)生思維

在信息技術(shù)教學(xué)中運用人工智能技術(shù)能豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗。為了更好地發(fā)揮人工智能技術(shù)在初中信息技術(shù)教學(xué)中的作用，教師可以開展探究活動，拓展學(xué)生的思維。在傳統(tǒng)信息技術(shù)教學(xué)中，教師往往側(cè)重于理論知識的傳授，忽視對學(xué)生實際操作能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。而開展探究活動可以幫助學(xué)生深入了解人工智能技術(shù)的原理，提高他們的實踐能力和創(chuàng)新思維。

以“算法的描述”一課的教學(xué)為例，教學(xué)目標(biāo)是引導(dǎo)學(xué)生掌握基本的設(shè)計原理，深化學(xué)生對程序設(shè)計概念的理解，使他們了解程序設(shè)計的關(guān)鍵元素和步驟，能夠利用所學(xué)的知識解決實際問題。首先，教師需要為學(xué)生講解程序的構(gòu)成部分，例如自然語言和符號語言等。掌握這些基礎(chǔ)知識是學(xué)生理解程序設(shè)計的基石。其次，教師可以引入一些實際的案例，使學(xué)生更深入地理解程序設(shè)計的本質(zhì)，探究程序設(shè)計的核心步驟，即按照邏輯性和特定順序組合算法。最后，為了幫助學(xué)生更好地理解相關(guān)概念，教師可以引入一些利用人工智能技術(shù)進(jìn)行程序設(shè)計的案例。通過觀看人工智能完成編程內(nèi)容設(shè)計和數(shù)據(jù)處理的實際例子，學(xué)生可以認(rèn)識到人工智能技術(shù)的強大，加深對程序設(shè)計知識的理解。

總之，借助人工智能技術(shù)，教師可以采用更具啟發(fā)性的教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生對人工智能技術(shù)的探索興趣，營造積極的學(xué)習(xí)氛圍，提高學(xué)生的思維能力。

（三）引入網(wǎng)絡(luò)資源，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計

隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及和人工智能技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)資源已經(jīng)成為初中信息技術(shù)教學(xué)的重要補充［4］。引入網(wǎng)絡(luò)資源，不僅可以豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，還可以幫助學(xué)生更好地理解和掌握人工智能技術(shù)。

例如，“網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)”一課主要介紹了互聯(lián)網(wǎng)的基本概念、發(fā)展歷程和應(yīng)用領(lǐng)域。為了更好地幫助學(xué)生理解互聯(lián)網(wǎng)的作用和應(yīng)用領(lǐng)域，教師可以引入網(wǎng)絡(luò)資源，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計。首先，教師可以利用網(wǎng)絡(luò)資源，向?qū)W生展示互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程和基本概念。例如，出示互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)歷史資料、圖片和視頻等，讓學(xué)生認(rèn)識互聯(lián)網(wǎng)的起源、發(fā)展和現(xiàn)狀，幫助學(xué)生更好地理解互聯(lián)網(wǎng)的基本概念和應(yīng)用領(lǐng)域。其次，教師可以向?qū)W生介紹互聯(lián)網(wǎng)的具體應(yīng)用，引入互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例，如在線教育、電子商務(wù)、社交媒體等，同時引導(dǎo)學(xué)生自主探索互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，如使用搜索引擎、瀏覽新聞網(wǎng)站、使用社交媒體等，讓學(xué)生在實際操作中感受互聯(lián)網(wǎng)的便利和重要性。最后，教師可以利用網(wǎng)絡(luò)資源，向?qū)W生介紹人工智能技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用。例如，教師可搜索一些人工智能技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用案例，如智能語音助手、智能推薦系統(tǒng)、智能客服等，向?qū)W生介紹其原理和使用方法，同時引導(dǎo)學(xué)生思考人工智能技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用前景和發(fā)展趨勢，以此激發(fā)學(xué)生的探索欲和學(xué)習(xí)興趣。

總之，通過引入網(wǎng)絡(luò)資源，教師可以優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生更好地理解和掌握互聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)，同時培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。

（四）完善課程體系，開闊學(xué)生視野

信息技術(shù)教學(xué)與人工智能技術(shù)的融合需要有一個完善的課程體系作為支撐。教師應(yīng)當(dāng)注重對教材內(nèi)容的整合與拓展，打破教材的局限性，引入更多與人工智能相關(guān)的知識，幫助學(xué)生更好地了解和掌握相應(yīng)內(nèi)容。

以“網(wǎng)絡(luò)文化與網(wǎng)絡(luò)道德”一課的教學(xué)為例，這節(jié)課主要介紹了網(wǎng)絡(luò)文化與網(wǎng)絡(luò)道德的基本原則，旨在提高學(xué)生的信息素養(yǎng)和道德意識。為了更好地將人工智能技術(shù)融入教學(xué)中，教師可以進(jìn)一步完善課程體系，開闊學(xué)生的視野。教師可結(jié)合教材內(nèi)容，引入人工智能技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)文化建設(shè)與網(wǎng)絡(luò)道德維護(hù)方面的應(yīng)用案例。例如，介紹人工智能技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、數(shù)據(jù)保護(hù)和隱私保護(hù)等方面的應(yīng)用，讓學(xué)生了解人工智能技術(shù)在保護(hù)信息安全方面的作用；引導(dǎo)學(xué)生思考人工智能技術(shù)與信息道德的問題，如自動化決策、算法歧視等問題，讓學(xué)生意識到信息道德在人工智能時代的重要性。教師還應(yīng)結(jié)合實際需求，拓展教材內(nèi)容，引入更多與人工智能相關(guān)的知識。例如，介紹人工智能的基本原理和技術(shù)，讓學(xué)生了解人工智能的發(fā)展歷程和應(yīng)用領(lǐng)域；介紹人工智能倫理知識和社會影響，引導(dǎo)學(xué)生思考人工智能與人類發(fā)展的關(guān)系；介紹人工智能的未來發(fā)展趨勢，激發(fā)學(xué)生的探索欲望和學(xué)習(xí)興趣。

總之，為了開闊學(xué)生的視野，教師可以引入更多與人工智能相關(guān)的前沿知識和技術(shù)，讓學(xué)生了解人工智能技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài)、創(chuàng)新應(yīng)用場景等，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生持續(xù)探索人工智能技術(shù)的興趣。

結(jié)語

人工智能與教育的融合具有重要的意義，將人工智能技術(shù)融入初中信息技術(shù)教學(xué)中，對學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展具有積極的作用。對此，教師應(yīng)在分析初中信息技術(shù)教學(xué)特點和人工智能特點的基礎(chǔ)上，通過分析應(yīng)用場景、開展探究活動、引入網(wǎng)絡(luò)資源和完善課程體系等措施，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓展學(xué)生思維，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，開闊學(xué)生視野，從而培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新能力、道德品質(zhì)等。

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