基于人工智能的初中信息技術教學探析

林錦鈴

信息技術是初中教學體系的重要組成部分，該學科具有很強的實踐性和創造性，對于學生學習能力、實踐操作能力、思維能力等都有一定要求。隨著人工智能技術的發展和應用，信息技術學科的教學內容及教學方式都需要隨之調整創新[1]。在此背景下，教師必須緊跟教學改革的步伐，結合人工智能技術的發展要求，充分運用智能教師助手、大數據、物聯網等技術優化創造性思維培養的教學模式，緊抓教學重難點，實現突破性教育，促使教學過程向精準化、智慧化、個性化、多元化方向發展，以切實提升信息技術學科的教學有效性，促進學生信息技術學科核心素養發展。

一、人工智能及其與信息技術之間的關系

人工智能（Artificial Intelligence，簡稱AI）主要是指以現代科學技術為基礎，研發而來的一種模擬、衍生人的智能的一種新興科技。人工智能技術是計算機科學領域的一個分支，該領域的研究包括機器人、語言識別、圖像識別、自然語言處理和專家系統等。人工智能技術可以使機器根據指令給出相應的反應。近年來，隨著現代科技的不斷發展，人工智能的理論及技術都在不斷成熟完善，未來人工智能的應用范圍也必然會不斷擴大，進而給人們的生產生活帶來極大影響[2]。在此背景下，人工智能發展逐漸成為國際社會關注的重點，我國也必須加強對人工智能研究與發展的關注，并將其和教學活動進行有效融合，以智能教育來推動教育改革發展。因此，在初中信息技術學科教學中，教師也必須充分考慮人工智能的發展狀況，積極進行教學方法的優化改進，以激發學生的學習興趣與探索欲望，讓學生在主動參與學習的過程中實現思維能力的發展、信息意識的樹立[3]。

從本質上看，信息技術和人工智能都是以大量資源與數據為基礎，再通過人工智能算法來獲取相應結果的。各項智能化操作的實現，需要以計算機的計算和分析為前提，然后傳達指令，最終才能得以落實。信息技術是指對信息進行采集、傳輸、存儲、加工、表達的各種技術之和。人工智能的發展需要以信息技術為依托，其發展離不開信息技術。而人工智能技術的發展，同時也為信息技術的發展指明了方向，并為其發展提供了極大的助推力量[4]。

在初中信息技術教學中加強應對人工智能教育內容滲透的重視，增進學生對人工智能的了解，從而為其深入學習研究人工智能技術奠定良好基礎非常有必要。初中信息技術課程中融入人工智能的內容，是教育發展的必然結果，這也為初中信息技術教學改革指明了方向，同時也推動了初中信息技術課程中人工智能教育的架構建設，是今后教學中教師必須充分關注的重點課題。

二、基于人工智能的初中信息技術教學策略

（一）引入人工智能元素，激發學生學習興趣

初中信息技術課程所涉及的內容較多，電子產品、通信技術、智能科技等均為信息技術學科的教學內容。面對復雜多樣、具有較強抽象性的教學內容，部分學生會不自覺地生出畏難感，影響學習熱情。因此，為了激發學生對信息技術的學習興趣，讓學生認識到信息技術的魅力，在教學時教師可以適當引入人工智能元素，以此來增添信息技術課堂的趣味性，激發學生的學習興趣。但人工智能元素的引入必須是為課堂教學服務的，教師應通過特定的問題驅動來幫助學生明確學習目標和方向，讓每節課都有具體的教學主題和準則，以提升課堂教學的有效性[5]。

例如，在教學閩教版八年級信息技術“平面設計”一課時，教師需要在備課時明確該課的教學重難點，將“認識圖層概念”“掌握并能應用Adobe Photoshop 各個選區工具及圖層操作”“能夠熟練應用選區工具的各種相關命令設計標識作品”作為教學主題及教學重難點。由于初中生對平面設計的了解較少，在學習時不免會覺得有一些吃力，學習興趣不高。為此，在教學時教師可以先利用多媒體技術為學生呈現一些人工智能相關圖片，以此來吸引學生的注意力，并讓學生在欣賞人工智能圖片的過程中對圖像處理、平面設計形成初步感知。同時教師可以適時提出問題：“大家知道這些圖片是怎么制作處理的嗎？”“我們平時拍照時用的美顏相機是否屬于圖像處理軟件呢？”“你還知道哪些圖像處理軟件？”以問題來激活學生思維，激發學生的求知欲和探究欲，以此來切入本節課的教學內容。以這樣的方式進行教學，能夠通過人工智能圖片帶給學生視覺上的刺激，在學生心中埋下人工智能的種子，同時還可以通過“接地氣”的問題來實現信息技術教學和學生生活實際的聯系，以激發學生的求知欲，促使學生更專注地投入到學習活動中來，成為學習的主動探索者[6]。

（二）合理創設問題情境，激活學生探究動力

“學起于思，思源于疑。”學生只有主動思考，才能達到深度學習的效果，促進進步和提升。而初中信息技術學科本身就具有探究性特點，在實際教學過程中教師可以充分結合信息技術學科的特點，圍繞學生的認知能力、實際生活經驗、認知經驗等合理創設問題情境，通過真實的問題情境來吸引學生的注意力、激活學生思維，促使學生產生主動探究的興趣和動力。同時通過為學生創設真實的問題情境，幫助學生實現知識在生活中的遷移與應用，這是實現理論教學與生活實踐融合的有效手段，也是讓學生感知信息技術知識、人工智能技術的應用價值的有效路徑，是傳統的知識灌輸與講解所遠不能及的。但是需要注意的是，真實問題情境的創設要使學生能在問題情境中聯想到真實的生活場景，保證和真實生活之間的聯系即可。鑒于此，教師可以根據實際生活中存在的問題來創設問題情境，實現基于人工智能的初中信息技術教學，引導學生主動探究[7]。

例如，機器人屬于人工智能的范疇，在教學閩教版八年級信息技術“搭建救援機器人”的相關知識時，教師可以圍繞機器人來為學生創建真實的問題情境。首先，教師可以在網絡上搜集相關的災害圖片、視頻，利用多媒體設備展示給學生，通過真實的事件來引起學生的情感共鳴，讓學生明白在地震、房屋坍塌等災害面前，及時搜索救援是第一要務，是搶救成功的關鍵。其次，教師可以通過多媒體設備為學生播放滅火器、麥昆機器人的相關視頻，讓學生在觀看視頻的過程中對“機器人救援”產生初步了解，同時加深學生對“開源硬件在幫助人們處理繁雜、危險事物中的作用”的認識。最后，教師可以結合教學內容提出問題：“是否可以通過救援機器人來實現快速搜索救援？”以此來引發學生思考，并引出本節課的教學重點，促使學生在問題的驅使下產生濃厚的探究欲望，積極投入相關知識的學習，并利用所學知識來解決這一問題，同時引導學生在學習知識、解決問題的過程中培養發散思維。

（三）搭建實踐操作平臺，培養學生的創造性思維

初中信息技術學科有很強的探究性和實踐操作性，但是就傳統教學方式來看，部分教師為了盡快完成教學任務，同時保障學生的安全，在教學時以理論知識講解為主，對于相關實踐操作多是由自己示范進行或者通過多媒體設備來播放操作視頻，學生真正參與實踐操作的機會較少，這并不利于學生實踐能力、綜合能力的發展。同時，被動地接受知識，也容易讓學生思維固化，不利于學生思維能力、創新能力的培養。然而，人工智能技術的發展對于培養實踐性人才、創新型人才提出了更高的要求。因此，在人工智能背景下，教師更需要轉變教學理念，重視對學生綜合實踐能力、創新思維能力的培養，積極為其搭建實踐操作平臺，讓學生在實踐操作的過程中思考，在思考中展開實踐分析，以達到深度學習、促進學生創造性思維發展的效果，促使信息技術學科教學質量得到有效提升[8]。

仍然以“搭建救援機器人”這一章節為例，在創設了真實的問題情境，引出該章節的教學重點之后，教師先引導學生思考自己在生活中見到過哪些機器人，這些機器人可以幫助人們解決生活中的什么問題，讓學生在交流討論的過程中對機器人產生更多的了解，由學生自己的所見所聞向教材內容過渡，這樣更易于激發學生的學習熱情。之后，教師可以通過多媒體設備為學生播放超聲波避障機器人的相關視頻，讓學生通過觀看視頻了解機器人自動避開障礙的方法，從而引出超聲波傳感器這一內容，并結合教材展開講解，幫助學生充分了解超聲波傳感器的相關知識。在完成知識講解后，教師可以將學生劃分為不同的學習小組，每個小組2—3 人，引導學生以小組為單位進行問題探究，分析“不同超聲波傳感器的異同點”。之后，可以為各小組分發機器人套件，組織學生以小組為單位按照教材上的步驟進行機器人套件安裝，并在完成安裝、確保各部位連接牢固后，利用數據線與計算機進行連接。在完成上述操作后，教師可以為學生播放《Mind+操作》視頻，并由自己進行相關操作演示，學生則在觀看了視頻及教師的演示后，嘗試進行測試程序編寫，以測試超聲波傳感器讀取的數據是否和實際情況相符，并通過“上傳模式”與“實時模式”在結果呈現方式上的對比來加深學生的印象。通過這樣的方式來實現理論教學與實踐教學的有效融合，以實踐操作來加深學生對相關知識的印象和理解，同時鍛煉其實踐操作能力。

此外，在完成教材內容的教學后，教師還可以組織學生以小組為單位，發散思維、發揮創造力，利用超聲波傳感器及其他輔助器材來制作簡易的手持超聲波測距儀。這樣通過小組間的合作交流、思考探究及動手實踐來對已學知識進行靈活應用，從而培養學生的知識遷移能力，鍛煉學生的創造性思維能力。

（四）實現家校聯動，提升信息技術教學的有效性

初中信息技術課程中部分內容較為抽象，若缺乏合適的情境創設，脫離學生的實際生活，則容易增加學生的理解難度，不利于教學重難點的突破。例如，在教學閩教版八年級信息技術“搭建巡邏機器人”一課時，部分學生對巡線機器人的了解不夠充分，同時對單巡線傳感器及雙巡線傳感器工作原理的了解不夠徹底。因此，在教學過程中，教師需要轉變單純的以講授法為主的教學模式，在為學生講述巡線傳感器巡線工作原理的同時，還應配合視頻播放、任務驅動、交流評價、課堂比賽等內容，構建多元化的教學模式，以提高學生的學習動力，并通過多樣化的方式來加深學生對知識的理解和掌握。此外，學校還可以積極與學生家長進行溝通交流，實現家校合作，組織開展“校園機器人大賽”，讓學生運用所學知識，如超聲波傳感器、巡線傳感器巡線工作原理，發揮想象力和創造力進行機器人創造，并設置相應的獎項和獎勵，以促進學生廣泛參與其中。同時在設計機器人的時候，學生可以尋求家長的幫助，通過家長與學生的互動配合，實現家校互動，以達到更好的學習效果。這樣通過組織開展學科相關的設計比賽，既激發了學生的學習興趣及內在學習動力，又可以讓學生在實踐操作、參與比賽的過程中積極開動思維，培養學生的創造性思維。

總而言之，信息時代的不斷變化發展，促使傳統的初中信息技術教學方式必須進行改革與調整。人工智能技術的發展更是給信息技術學科的教學提出了更高的挑戰和要求。初中信息技術教師在今后的教學中應充分順應時代發展的要求，合理地在課堂教學中融入人工智能技術，并重視對教學方式的調整，關注對學生實踐能力、創新能力的培養，以有效推動信息技術教學改革，提升信息技術學科的教學質量。