人工智能技術在初中信息科技項目化教學中的應用

摘要：本文旨在探討在初中信息科技項目中運用人工智能技術提高教學效率和教學質量的策略。具體探討了人工智能技術在教學評估和反饋以及師生之間互動與合作方面的應用。結果表明，在初中信息科技項目化教學中應用人工智能技術，豐富了項目化教學內容和教學形式同時，為學生思考能力、創造力和團隊協作能力的發展提供了有力支持。

關鍵詞：人工智能；初中信息科技；項目化；教學探究

一、引言

伴隨著信息技術的高速化發展，越來越多的先進科學技術成果走進教育領域，基于人工智能技術的初中項目化教學模式已經成為一種趨勢。人工智能技術旨在通過模擬人類的決策，控制計算機系統仿真人類思維變化的過程。目前，通過人工智能技術，已經開發出能自主學習、自主思考、自主解決問題的系統。在信息化教學中，人工智能技術被應用于不同的方面，如數據分析、機器學習、語音識別等。基于此，本研究旨在探索應用人工智能技術優化初中信息科技教學模式的方式方法，并評估其對學生學習效果和能力培養的影響。通過設計一系列的項目，觀察學生在合作學習、問題解決、創新思維等方面的表現，并分析人工智能技術在這個過程中的作用。同時，也將收集學生的學習反饋，以便改進項目化教學模式[1]。

二、人工智能概述

人工智能（Artificial Intelligence，AI）是一門研究如何使機器能夠像人類一樣思考、學習、決策的科學。旨在開發能夠模擬人類智能的計算機系統，并通過數據和算法進行自主學習，以實現各種智能任務。人工智能技術中機器學習是以機器為主體，分析大量數據規律，并利用這些知識來解決問題；自然語言處理致力于使機器能夠理解和處理人類語言并實現與人的自然交流；計算機視覺旨在使機器能夠理解和識別圖像，實現圖像識別、目標檢測等任務；專家系統則是通過將領域專家的知識和經驗編碼到計算機中，使得機器能夠模擬人類專家的決策過程。人工智能的應用研究取得突破性進展的同時，也帶來了一系列問題，人工智能算法的訓練和學習需要大量數據作為支持，但數據本身的可靠性很難得到保證，數據的誤差會反饋到人工智能的實際應用層面上，導致機器作出錯誤決策。此外，人工智能還可能對就業市場產生影響，部分傳統工作崗位可能會被自動化技術取代[2]。

三、人工智能在初中信息技術項目化教學中的作用

人工智能技術的普及和發展會對現實世界產生重大影響，影響人們工作、生活、學習等各個方面。人工智能應用于教育領域，其影響則通常會體現在教師的教學理念的變化、課堂的教學內容的優化、課堂教學手段改進，教學效果的提升等方面。

首先，轉變教師的教學理念。傳統的教學模式強調老師講授和學生的被動接受。而在教學過程中引入人工智能技術，促使教師轉變為學生的指導者。通過人工智能技術，教師可將更多的時間和精力放在了解學生需求、指導學生學習過程、激發學生創造力方面。這種轉變能提升學生對項目化教學過程中的參與度，提高學生的學習興趣和自主學習能力。

其次，優化課堂的教學內容。傳統信息技術教學主要側重于軟件操作和基礎知識點的講解，而缺乏實際應用場景的融入和對學生綜合能力的培養。通過引入人工智能技術，教師可將現實生活中的問題融入課堂教學，讓學生在解決實際問題的過程中學習信息技術技能。例如，通過人工智能技術，學生可以開發智能機器人來解決日常生活中的問題，如智能家居控制、無人駕駛等。豐富、獨特的教學內容為學生帶來多樣化的學習體驗，為學生人工智能意識和創新思維的形成與發展提供了有力支持。

最后，改進課堂的教學手段。傳統信息技術課堂以教師講解和學生聽講為主，缺乏個性化的教學方式。而人工智能技術可以為學生提供個性化的學習路徑，并根據學生的學習情況進行智能調整。例如，通過人工智能教育平臺，教師可以針對學生的實際學習情況布置學習任務，提供與學生認知水平和興趣愛好相適宜的學習資源，學生可利用教師提供的學習資源進行自主學習，并通過教育平臺實時反饋學習成果，教師再針對學生的實際情況優化任務設計和學習資源，提升學生的學習效果。

總之，人工智能技術能讓學生成為主動的學習者，同時，其有助于優化課堂教學內容，增加實際應用場景的融入，從而實現對學生綜合能力的培養；其還有助于改進課堂的教學手段，可為學生提供個性化的學習路徑和及時的反饋[3]。

四、人工智能技術在初中信息技術項目化教學的應用措施

（一）創設真實教學情境，引發教學項目需求

隨著人工智能技術不斷發展，其在教育領域的應用日益廣泛。為充分發揮人工智能技術的教育輔助功能，教師在初中信息技術教學中的創設真實教學情境環節中引入人工智能技術，利用人工智能技術收集與情境主題相關的視頻資源和教學案例，為項目化教學做準備。例如，在開展“動畫制作”課程的項目式教學時，教師可以讓學生組建“動畫制作團隊”，讓學生扮演不同的角色，如動畫師、編劇、配音演員等。通過組建小組和分配角色，學生能夠體驗動畫制作的全過程，包括策劃、設計、制作等各個環節。該教學情境能讓學生更加投入學習，有助于激發他們的學習熱情。同時，引發教學項目需求是項目化教學的核心。在教學“動畫制作”項目中，教師便可通過引發學生對動畫的興趣和好奇心，從而引發他們學習動畫制作的需求。教師可以通過為學生播放優秀的動畫作品、展示動畫行業的發展前景等方式，讓學生了解學習動畫制作的重要性。此外，教師還可以通過設計具體的任務和問題，讓學生主動探索。如設計一個動畫角色、編寫一個劇本等，激發學生的創造力，培養他們的問題解決能力和團隊合作意識。通過創設真實教學情境和引發教學項目需求，基于人工智能的初中信息技術項目化教學策略，可以讓學生通過親身參與和實踐，深入了解動畫制作的過程和技術，有助于培養學生的創造力和動手能力，同時，可以讓學生通過團隊合作鍛煉其溝通和協作能力[4]。

（二）提出驅動型教學問題，促進學生主動探究

傳統的信息技術教學往往以教師為中心，學生被動接受知識。隨著人工智能技術的不斷發展，教師有機會改變這種傳統的教學方式，讓學生主動參與，積極探究。驅動型教學理念是指借問題吸引學生的注意力，引導學生自主探索問題解決方案，在解決問題過程中培養學生能力素養的教學方法。如以“怎樣制作海報”課程教學為例，教師可以通過以下驅動型教學問題來引導學生的學習：“什么是海報？它有哪些特點和用途？”這個問題能激發學生對海報的興趣，讓他們了解海報的用途，如海報是一種宣傳工具，具有圖文并茂、簡潔明了等特點，可用于宣傳活動、展示信息等。接下來，教師可進一步補充問題：“在制作海報時，要考慮哪些因素？”該問題能引導學生思考海報的設計要素，如色彩搭配、字體選擇、排版布局等因素，并幫助他們明確制作海報的目標和要求。然后，教師繼續提出問題：“如何使用人工智能技術輔助制作海報？”這個問題可以讓學生了解到人工智能技術在圖像處理、文字識別等方面的應用，引發他們對人工智能技術的好奇心，并激發他們主動探索利用人工智能技術輔助制作海報的方法[5]。

教師通過提出這些驅動型教學問題，引導學生進行主動探究，讓其自主查找資料、閱讀相關文獻、進行實踐操作等，從而積極參與到項目探究中。在此過程中，教師可利用人工智能技術為學生提供其完成項目所需的資源和工具，如AI圖像處理軟件、人工智能語音助手等，幫助學生更好地完成項目任務。在項目實施過程中，教師應扮演引導者的角色，及時給予學生指導，并組織學生之間的合作學習，鼓勵他們共同解決問題、分享經驗，培養學生的團隊合作能力和創新思維[6]。

（三）鼓勵學生提出疑問，優化項目教學內容

為了培養學生的信息技術素養和創新能力，基于人工智能的初中信息技術項目化教學成為一種重要的教學策略。本節以“搭建救援機器人”項目教學為例，探討如何通過鼓勵學生提出疑問和優化項目教學內容，激發學生的學習興趣、提升學生的學習效果。在教學初期，教師可以通過激發學生的好奇心和想象力，引導他們提出問題。例如，教師可向學生展示與救援機器人相關的視頻，然后提出問題如：“你們覺得救援機器人有哪些功能？”“救援機器人在哪些場景下會起到重要的作用？”通過這種方式，學生可以在主動思考和探索的過程中養成獨立思考的能力。在設計教學內容時，教師可將人工智能的基本原理和技術融入其中，從而使學生能夠更好地理解和應用相關知識。如教師可引導學生了解機器學習、圖像識別、語音識別等相關技術，并與救援機器人的功能進行關聯，讓學生明白這些技術在實際應用中的重要性。同時，教師可組織學生進行小組合作，讓他們共同搭建救援機器人，并通過實踐操作鞏固所學知識。此外，教師還可以提供一些挑戰性的任務，如讓學生改進救援機器人的某個功能，激發他們的創造力和創新意識[7]。

（四） 利用工程學思維，提高項目教學質量

為了培養學生的創新思維，初中信息技術課程可以引入人工智能的項目化教學策略。本節以“人工智能機器人掃地項目”項目教學為例，探討如何利用工程學思維提高項目教學質量。在這個項目中，學生要設計并制作能自動掃地的機器人。教師可引導學生從實際問題出發，分析問題的本質，再進行系統設計和實施，以培養學生解決問題的能力。具體而言，在設計機器人時，教師要引導學生系統性地思考機器人的結構、傳感器的選擇和使用、路徑規劃等問題，然后再進行解決方案的設計。在項目實施過程中，教師可以讓學生以小組合作的方式進行。分工合作可以培養學生的團隊合作意識和溝通能力。在機器人制作過程中，學生可以分工負責不同的部分，如機械結構設計、電路設計和編程等。小組成員通過有效的溝通和協作，最終完成完整的機器人設計、制作。這種團隊合作活動，有助于鍛煉學生的團隊意識和協作能力，并培養學生解決問題的能力。同時，項目化教學策略還能提高學生的動手能力和實踐操作技能。在傳統信息技術課堂中，學生往往只是被動接受理論知識的傳授，缺乏實踐操作的機會。而通過項目化教學，學生有機會親自動手制作機器人，并進行調試和優化。通過實際操作和實踐經驗的積累，學生能夠進一步理解知識的應用意義，同時還能提高動手能力[8]。

五、結束語

隨著信息技術的不斷發展和應用普及，人工智能已經滲透到了人們生活的方方面面。在初中階段，信息化教育更是對教學形式、教學內容、教學工具等方面的變革發揮了至關重要的作用。在課程教學中引入人工智能技術，不僅可以培養學生的創造力和解決問題的能力，還能夠為他們未來的職業發展奠定基礎。本研究旨在探索基于人工智能的初中信息科技項目化教學的有效性，并提供應用策略和建議，以期幫助教師更好地開展教學工作。然而，教育工作者也要意識到，人工智能并不是教學的全部，它只是輔助教學的工具。因此，在開展基于人工智能的課程教學時，教師要平衡人工智能和傳統教學的關系，充分發揮二者的優勢，有效培養學生的思考能力和實踐能力，從而為其未來的發展奠定堅實的基礎。

作者單位：蔣莉娟 上海市銅川學校

參考文獻

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