基于人工智能的初中信息技術課堂教學

“效率”與“質量”是本輪教學改革關注的兩大核心點。但目前，教學過程不合理、教學互動不充分、教學指導不得當等問題，影響學生的學習與探究深度，阻礙改革進程，影響教學質量的提升。在教育信息化2.0時代，人工智能為教學改革與提升教學質量提供了新的賽道。在課堂教學中合理融入、運用人工智能可以有效解決上述問題。為此，初中信息技術教師應抓住人工智能迅猛發展的重大機遇，充分鉆研，掌握人工智能的各項優勢，并將其合理應用于課堂教學，改善教學現狀，優化教學過程、教學互動和教學指導。

一、初中信息技術課堂教學現狀

（一）教學過程不合理

目前，初中信息技術課堂教學過程存在不合理之處，主要體現在教學多按理論講解、操作演示、模仿練習流程進行。在線性教學流程的局限下，學生的學習主體地位無法保證，個性化學習需求、學習興趣也會被忽視，影響學生學習興趣；且也導致學生學習路徑狹窄，影響學生學習體驗。

（二）教學互動不充分

信息技術知識聯系緊密，學生未能掌握一個知識點，可能影響后續操作的完整性與連續性。因此，教學中保證學生高度集中注意力十分關鍵。但常規課堂教學模式下，教學互動對象與方式單一。互動對象上，以學生與教師、計算機互動為主；互動方式上，大部分時間學生上機操作，輔以教師提問或學生討論。這種互動情況，既無法保證互動的充分性，也難以形成積極的課堂氛圍，限制學生發揮主動性與創造性，更難以保證學生學習全程高度集中注意力。

（三）教學指導不適當

在初中信息技術課堂教學中，由于教學條件有限，缺少能夠全面反饋學生學習信息的工具，導致教師對學生的實際學習情況缺乏針對性了解，無法做到根據每名學生的學習與發展需求提供科學指導，通常僅能針對學生學習中存在的共性問題提供指導。由此，造成教學指導精準度差，指導方式與內容不適當。

二、基于人工智能的初中信息技術課堂教學意義

（一）多模態加工信息，高效生成資源

人工智能具備理解、處理多模態數據的能力，如文本、圖像、視頻等可以在跨模態情境下完成語義分析與轉化，高效生成數字化教學資源。如Sora產品可以提升初中信息技術教師創作數字資源的能力，減輕教學中資源處理、應用、制作壓力，并可根據學生的個性化發展創作數字資源，生成教學切實所需的動畫、3D模型等[1]。

（二）流暢的人機互動，加深探究深度

人工智能同樣具備連續對話、情境理解等能力。在學生的個性化探究和思辨性學習過程中，教師可以指導學生與人工智能軟件互動，將其作為合作探究伙伴，共同梳理問題、探究問題，完成線上討論、質疑批判、知識拓展，實現深度探究。也可以通過人工智能生成啟發性問題，并根據學生的回答情況，自動調整角度與難度，循環追問學生，加深學生對信息技術知識的理解，促進創新觀點的生成。

（三）擬人化智能代理，增強學習趣味

人工智能具有強大的智能體功能，即可以在產品上定制虛擬化角色。教師可以根據教學與學生學習需求創建智能體，實現與教學主體之間的自然對話功能，從而在教學中發揮引領作用。智能體的優勢在于，其人物身份可以隨意設定，如創設馬斯克形象，并模擬其聲音、行為，形象地引領學生質疑問題、探究問題，進行情感交流，增強人工智能產品的溫度，從而使信息技術課堂學習充滿趣味[2]。

三、基于人工智能的初中信息技術課堂教學策略

（一）人工智能“幫忙”，重塑教學過程

人工智能正在以強大的功能打破教育的局限性，為學生提供優質的學習體驗。在初中信息技術課堂教學中，教師應首先著眼于教學過程中存在的問題，通過人工智能的“幫助”，為學生定制學習路徑、提供學習助手，使引導師生在教學任務中轉變活動狀態的工具、形式得到優化，重塑教學過程。

1.構建個性化學習路徑

學生的認知與學習能力水平不同，對信息技術的興趣點也不同。利用人工智能技術，匯集學生學習數據、發展需要、興趣愛好等信息，再圍繞課程內容定制學習方案，構建個性化學習路徑，能夠使初中信息技術課堂教學更具針對性，保障每名學生在課堂學習環節獲得最適合自身發展與學習需求的資源。

以甘教版七年級上冊“瀏覽器的基本操作”教學為例，教師可以應用智慧教學云平臺為學生構建個性化學習路徑。智慧教學云平臺可以融合教師、學生、課程、課堂、小組等多種空間，為教、學、測、評、管提供驅動數據。在本次教學中，教師利用平臺上“在線考試”功能向學生發布前測內容，設置“什么是瀏覽器”“常用的瀏覽器有哪些”“能否簡單分析瀏覽器的使用方法”“是否利用瀏覽器搜索目標數據與資源”“日常使用瀏覽器頻率”等問題，學生在課前利用1～2分鐘時間即可回答完畢，在線提交，平臺自動完成數據分析。選擇性問題可以統計每個選項的選擇率，簡單類問題可以捕捉關鍵字眼的出現頻率，從而基于客觀數據判斷學生的薄弱點為缺乏正確使用瀏覽器的習慣，從而使教學以實踐為主，引導學生養成良好習慣。平臺會實時統計、分析學生的學習行為數據，從而有助于教師及時調整教學內容與進度。

人工智能可以基于學生的真實學習情況構建個性化的學習路徑，保障教學資源、教學側重點均與學生需求相符，從而使教學過程真正圍繞學生的發展需求而建構。

2.創建虛擬化學習助手

信息技術知識具有專業性、實踐性、綜合性強等特點。初中生常因基礎不牢固、實操能力弱、綜合應用能力不足而失去學習興趣與學習信心，導致課堂參與度低。針對該問題，課堂教學中可以巧用智能體創建工具，引導學生自主開發智能體，日常用于語音對話、學習互動，并可以通過指令完成情感化交流，提供情緒價值、解決問題、獲取信息等，精準洞察學生需求，進行個性化與多模態人機交互體驗，從而進一步優化教學過程[。

以甘教版七年級下冊“數據及其價值”教學為例，教師可以引導學生啟用文心智能體平臺AgentBuilder，利用“創建智能體”功能創建喜歡的形象，并為其命名、編輯頭像、編寫簡介、設置開場白、配備知識庫等。學習中，學生可以隨時與之溝通、交流。如在探究“數據與信息的區別”時，學生的學習思路是先厘清數據與信息的概念，清晰界定本質后才能判斷區別，進而向學習助手提問：“文字、圖像、聲音、視頻是數據嗎？這些不也可以稱之為信息嗎？”學習助手可以判斷學生的界定是否正確，進而促進思考。必要時也會給予啟發，如：“使用瀏覽器搜索形成的記錄有多種模態，海量內容可以稱之為信息嗎？瀏覽器根據你的搜索推測出有傾向性的內容，這屬于信息嗎？”讓學生通過比較分析，認識數據與信息的本質區別。

使虛擬的智能體成為學生學習助手，從學習、交流等多個方面輔助學生，增設引導深人學習、激發學習興趣的環節，改善教學流程與學習體驗。

（二）人工智能“加料”，創新互動模式

面對初中信息技術課堂教學中互動環節存在的問題，教師可以通過人工智能來“加料”，以學生與教材、教師的全新互動形式，優化課堂氛圍，使學生集中注意力并開展高效的學習。

1.加入數字資源，創新學生與教材的互動模式

教材上的知識毫無生命力。依托人工智能可以使教材知識“變活”，與學生進行跨越空間的對話、互動，讓信息技術學習變得豐富多彩、互動形式變得多樣有趣。

以甘教版七年級下冊“演示文稿的規劃與制作”教學為例，本節課的核心學習對象是演示文稿，掌握其規劃布局與具體制作方法。該課程的教學內容具有邏輯性與實踐性。在教學過程中，教師可以啟動Coze工具，將演示文稿圖標轉化為數字化小人，正方形的圖標下方長出“小腿”，兩側伸出“小手”將字母“P”舉過“頭頂”，原本圖標上字母的位置變為兩只“眼晴”。在學習平臺上的每次操作，小人均會與學生互動，如學生為演示文稿插入圖表并編輯，小人會分析圖表的大小、位置等信息，做出“是否可以幫助我調整位置、你添加的圖表太大了”等回應，引導學生運用信息技術知識處理問題，表現好時也會唱首歌或播放歡快音樂作為鼓勵。

新型的互動方式能夠讓學生對學習教材知識產生更強烈的興趣，從而使課堂氛圍變得更加活躍，保障教學的有效性。

2.增加技術支持，創新學生與教師的互動模式

傳統的教學互動模式普遍為話語式，如師問生答，具有隨意性、隨機性，無法保障全體學生參與，互動效果差。教師可以應用人工智能技術在課堂上與學生展開場景式互動。具體而言，教師可以在AR/VR技術的支持下，打造全息式、立體化的教學場景，在互動中增加視覺、聽覺等多維體驗，使理論性的知識、枯燥的知識變得生動，進而提升師生互動的效率與效果[5。以甘教版八年級上冊“模塊及其運用”課程教學為例，教師可以應用ZspaceStudio軟件，在虛擬空間中打造立體化的教學場景。師生基于該場景完成互動。教師通過軟件搭建Python世界，通過外接攝像頭將場景中的虛擬Python模塊與現實世界環境融合，實現立體化的呈現。學生探索如何將Python模塊導人，仿佛置身程序的世界中，將不同函數與不同模塊組合，與教師共同討論產生的效果，從而確定導入模塊并應用其定義功能時應采用import語言。應用人工智能手段打造新型師生互動空間，給予學生真實感，并以立體化知識為載體，鼓勵學生通過觀察、嘗試與教師對話完成探索，準確掌握知識點。

（三）人工智能“助力”，改進教學指導

針對性教學是最理想的教學狀態，也是解決教學指導不得當問題的有效方法之一。而人工智能可以為初中信息技術課堂落實針對性教學提供強有力的支持。教師可以應用人工智能為學生構建個性化的學習路徑，也可以提升教師教學的指導性和針對性。在完成教學后，為了及時處理學生的反饋并為其提供個性化的指導，教師還可以在人工智能的助力下，以自動處理技術提升反饋處理效率，為學生精準推送學習資源，從而改進指導方案。

1.助力自動處理反饋，改進指導方式

課堂探究活動結束后，教師需要詳細地了解學生探究的成果內容，并給出主人意見。這一過程的工作量龐大。而利用人工智能工具，教師可以根據課程內容打造自動查閱助手，從而能夠使學生及時收到教師的反饋結果。以甘教版八年級下冊“機器人走迷宮”教學為例，本節課的學習任務成果是利用mBlock軟件編程控制超聲波傳感器，使機器人順利走出迷宮。教師需要查閱學生自主寫出的機器人走迷宮腳本，啟用天宮AI工具，創設自動查閱助手，將標準化腳本上傳。學生提交在云平臺上的腳本可以上傳到識別區域，工具會自動判斷是否存在錯誤，并輸出反饋結果。如某些學生重復執行、如果條件應用錯誤，腳本內的錯誤位置會顯示特殊顏色。

在基于人工智能的課堂教學中，教師可以自動處理學生反饋，響應快速、專業，從而大幅度提高指導效率。

2.助力精準推送資源，改進指導方案

探究結束后，很多學生會遺留未解決的難題。這些難題具有普遍性，同時也存在差異性。因此，教師在指導過程中要為學生精準推送解決問題的資源，形成針對性地指導方案，提高教學指導的有效性。以甘教版八年級下冊“讓機器懂得學習”課程教學為例，學生在人工智能平臺上完成的“讓機器學習識別手勢任務”成果存在諸多問題，有些學生對樣本的處理不當、有些學生對模型的訓練過程不合理，導致機器無法準確識別手勢。教師可以應用自動查閱助手判斷學生出現的問題，并根據判斷為學生精準推送繼續學習、深入探究的資源。針對樣本處理問題推送“采集圖片、標記圖片、提取特征”相關學習資源，針對模型訓練問題推送“訓練模型、手勢模型特征”相關學習資源，使學生利用資源查找問題出現的原因并解決。根據學生探究結果精準推送資源，形成針對性的指導方案，使學生分析結果中的問題成因并自主糾正，真正發揮教學的指導價值。

四、結束語

人工智能正引領教學組織與服務模式發生重大且深刻的變革。初中信息技術教師應當高度重視，掌握人工智能的應用場景，分析自身在人工智能時代的課堂教學中該做什么，以及如何做，科學應用人工智能的功能進行教學創新實踐，使教學過程、教學互動、教學指導從根本上發生改變，從而解決已有教學問題，改變教學樣態，優化人才培養路徑，讓人工智能在教育領域充分發揮作用，更好地服務學生的發展。

作者單位：雷虎平渭源縣教研室

參考文獻

[1]成霞.人工智能視域下初中信息技術課程教學創新探索[J].中學科技，2023，（23）：6-8.

[2]趙象青.初中信息技術教學中人工智能的融入路徑探究[J].信息系統工程，2023，（11）：157-160.

[3]周琪明.微課在初中信息科技人工智能教學中的應用[J].中小學電教（教學），2023，（10）：10-12.

[4]培養核心素養激發創新思維——初中信息技術人工智能模塊的項目教學實踐研究[J].教育信息技術，2023，（09）：2.

[5]朱孔昌.人工智能在初中信息科技教學中的實踐應用[J].中小學電教（教學），2023，（09）：25-27.