高中信息技術課程中的人工智能教學探索

李衛華

【摘? 要】隨著新課改的推行，高中信息技術課程中人工智能教學的有效策略受到廣泛關注。學生通過教師的有效引導轉變傳統學習方式，認識到人工智能的概念、技術原理和應用方式，提升自身計算能力和編程能力，成為教學過程的重點環節。因此，本文主要分析了高中信息技術課堂中人工智能教學目的與現狀，并根據存在的問題提出相關教學建議，致力通過有效教學提升學生知識水平，彰顯高中信息技術課堂的時代性。

【關鍵詞】高中;信息技術;人工智能

當前時代下，隨著科學技術在全球范圍內的發展，“智能時代”已然來臨，人工智能已經逐漸上升為國家重要發展戰略，成為國際競爭的新焦點、新領域。為抓住這一難得的發展機遇，使本國家得以在世界民族之林屹立于不敗之地，各國紛紛致力于在發展過程中加緊部署，采取相關措施助力人工智能的發展。為應對這一國際發展形勢，使越來越多的人工智能技術得以被掌握，越來越多的人工智能產品得以生產并投入市場，我國正在依據當前教育形勢，推動教育革新，在中學范圍內大力普及人工智能教育，為未來人工智能產業的發展提供大量人才支持，因此，中學信息技術課堂便成了為廣大青少年學生普及人工智能相關知識，奠定其堅實理論基礎的重要陣地。

在2017年頒布的高中新課程標準中，已經明確提出了將人工智能內容融入高中教學過程中，使其成為高中學科教學體系的重要組成部分。因此，廣大高中信息技術教師應當在國家發展戰略的引導下，切實踐行新課程標準中提出的要求，通過增添和完善相關教學內容，利用合理的教學手段，使學生能夠了解人工智能的概念、發展歷程、技術原理等，能夠親身體驗設計與實現簡單智能系統的基本過程，進而增強學生利用人工智能技術服務現代化發展的意識和責任心。

一、人工智能教學目的與現狀

在高中信息技術課程中增設人工智能技術的相關概念與教學內容，能夠讓學生在學習過程中充分體驗和認識到人工智能知識與技術及其對未來人類發展產生的重要意義，深入了解和掌握人工智能技術的原理，引導學生逐步具備在實際生活情境中利用人工智能技術、提升生活質量的意識和能力。如物聯網、語言識別、人工智能機器人等技術發展成果。

加強人工智能教學，從知識層面而言，其目的是豐富學生的知識儲備，使其得以在學習過程中領會科技前沿的先進知識和技術手段，拓寬其眼界，使其認識世界和各項事物的角度更為宏觀。從技能層面而言，教學目的還包括提高學生的信息素養，使學生在對人工智能技術產生濃郁興趣的基礎上實現個性化學習;培養學生的創新意識和能力，使其再具備一定知識積淀的基礎上充分體驗人工智能系統的基本搭建方式和應用過程。此外，從社會層面而言，人工智能教學的目的還涉及從基礎教育層面為國家發展和技術革新提供大量的優秀人才儲備，為我國創新型國家的建設提供智力支持。

從當前高中信息技術課堂上開設人工智能教學模塊的現狀來看，可以從兩方面對其教育現狀進行分析。一方面，人工智能課程體系的構建使相關技術知識得以廣泛傳播，在一定程度上豐富了學生信息技術知識體系。另一方面，信息技術課堂上的人工智能課程由于開設時間較短，在教學過程中存在一些問題：其一，教學設施不完善，高中信息技術課堂上的大部分軟件和硬件不能滿足人工智能教學對技術設備的要求;其二，部分高中信息技術教師囿于傳統的教學模式，在課堂上以人工智能知識為依據照本宣科，未曾結合相關教學案例使學生對人工智能技術及其技術產品形成全面、系統的了解;其三，部分高中一線教師的教學經驗不足，自身專業素養有待提高，未能在教學過程中基于問題和教學任務突出重難點內容，往往使教學過程混亂無序。基于以上教學現狀和存在的種種問題，高中信息技術教師應當不斷反思自身教學行為，結合學生對教學效果的反饋，完善教學內容，并有針對性地調整教學形式。下面，我便基于自身經驗，提出相關教學建議。

二、人工智能教學策略

（一）分層教學研發教學內容

人工智能教學內容在課堂教學進程中如何有效落實、如何建構課程體系、涉及的專業理論有哪些、以何種形式展開教學、如何控制教學內容的廣度和深度等問題應當作為信息技術教師不斷思考和解答的問題。在我看來，對以上問題的回答首先應當建立在對學生學習情況的全面認知和有效把控上。教師不難發現，不同學生對于人工智能知識和技術的認知程度并不在同一個水平線上，不同學生在思維能力和知識接受水平上也存在較大差異。基于這一點，教師應當采用分層教學形式，針對不同知識層次的學生設計不同教學方案。此外，高中學生普遍對人工智能技術的認識較為淺顯，且課業負擔較重，放在信息技術學習上的精力十分有限，因此，教師應當主動研發和調整教學內容，以較為簡單、直接、趣味化和生活化的知識構建課程體系，優化教學和學生學習過程。

例如，在進行信息技術授課時可應用“走班制”規范，以學生的信息技術學科成績和學習技能為主要依據對全年級學生進行不同等級的分班，并根據不同班級進行教學內容的研發。對于學習成績優良、樂于接受新鮮知識的學生，教師可將人工智能技術原理和算法作為主要教學內容，使學生通過學習能夠嘗試自主編寫有關物流跟蹤、圍棋程序等程序，得以不斷優化自身算法和編程能力;對于知識較為薄弱，學習水平較差的學生，教師可著重為其引入人工智能概念和相關技術產品，令學生完成語言識別、圖像識別等難度較低的學習項目，構建起以學生為中心的學習環境。

（二）案例教學理解應用知識

信息技術課堂上人工智能教學目標不應僅僅局限在使學生掌握基本原理和運算方法，更重要的是使學生學會利用人工智能技術，并有意識地將其應用到生活之中，提升學生的實踐能力和自主創新能力。基于教師在課堂上照本宣科的教學問題，教師可嘗試在教學過程中引入大量人工智能技術的應用案例，輔以理論知識的傳授。在選擇案例時，教師應當著重注意教學案例的適配性和趣味性，加強案例同學生實際生活的貫通，激發學生學習和應用人工智能技術的興趣。

例如，教師可為學生舉出這一案例：Netflix網站創設和應用，這一網站作為電影影片的租賃和提供網站，能夠根據客戶對電影的反應提供高度精確的預測技術，利用大數據，根據客戶的反映與點擊量推測和推薦其可能喜歡的電影。通過這一人工智能實際案例，可有效激發學生的學習興趣，使學生體會人工智能與我們生活的貼近程度。再如，執教各種智能算法時，教師可提供旅行商問題、數碼問題等案例，引導學生將搜索算法與實際問題相結合，呈現出設計的思路，引導學生基于具體案例展開思考、討論。

（三）任務驅動推動問題解決

人工智能教學應當以新穎的教學組形式引導學生在學習過程中積極探索，因此，任務驅動型教學模式應當被廣大教師所挖掘和應用采用。教師可在課堂上以具體的智能項目設計作為學生的學習認識，要求學生在基于自身已有的知識儲備和學習經驗，在教師的指引下利用算法進行編程，在解決實際問題的過程中加強學生與現實問題之間的聯系，提升其操作水平。

例如，教師可要求學生以小組為單位共同完成“開發識別校園植物的專家系統”這一項目任務，引導學生在了解相關背景材料和現階段已有設計程序、經驗的基礎上，首先，描述校園植物識別系統的應用前景;其次，完成系統開發計劃報告;最后，學生可依據計劃和已有經驗，采用分工合作的形式進行編程和系統的測評。通過這種形式，有助于學生利用人工智能技術提出解決實際問題的方法。

參考文獻：

[1]熊雪亭.人工智能進入高中信息技術課堂的探索與實踐[J].中小學信息技術教育，2019（6）.

[2]張家華.課改視角下的高中人工智能課程分析[J]. 現代教育技術，2008（10）.

（責任編輯? 袁 霜）