高中信息技術(shù)課程中人工智能教學(xué)的優(yōu)化策略研究

摘 要：“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來為傳統(tǒng)的教育模式帶來了巨大變革。在這一背景下，教師需要轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，將現(xiàn)代教育理念融入課堂教學(xué)中，以培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，更好地滿足社會對人才的需求，促進(jìn)我國的信息化建設(shè)發(fā)展。高中信息技術(shù)課程中的人工智能教學(xué)是當(dāng)前教學(xué)改革的主要方向之一，能夠有效提高課堂教學(xué)效率，激發(fā)學(xué)生興趣，同時實(shí)現(xiàn)信息資源的整合與共享，因此，教師需要不斷地進(jìn)行探索和研究，以適應(yīng)未來教育改革的趨勢。

關(guān)鍵詞：高中信息技術(shù)；人工智能；優(yōu)化策略

中圖分類號：G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2097-1737（2024）12-0085-03

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速普及，基于云計算平臺的人工智能教學(xué)系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而生。該系統(tǒng)采用云端服務(wù)器來提供相應(yīng)的服務(wù)，并能通過虛擬化技術(shù)構(gòu)建開放、靈活、高效的智能化學(xué)習(xí)環(huán)境，幫助教師提高教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生獲得更多知識以及實(shí)踐技能。在此背景下，將人工智能引入高中信息技術(shù)課堂，有利于推動信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的培育進(jìn)程，同時也能使學(xué)生更好地掌握相關(guān)理論知識和應(yīng)用技巧，為今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

一、高中信息技術(shù)課程中人工智能教學(xué)的重要意義

（一）響應(yīng)國家教育號召，培育科技人才

隨著科技的快速發(fā)展，人工智能作為一項(xiàng)前沿技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)，對于培養(yǎng)適應(yīng)未來社會需求的高素質(zhì)人才具有重要意義。人工智能教學(xué)可以幫助學(xué)生了解和掌握人工智能的基本概念、原理和技術(shù)，并且由于人工智能具有較高的復(fù)雜性和創(chuàng)新性，通過學(xué)習(xí)人工智能的相關(guān)知識和技術(shù)可以培養(yǎng)學(xué)生分析、抽象、推理和創(chuàng)造的能力。通過系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，學(xué)生可以深入了解人工智能在各個領(lǐng)域的應(yīng)用，包括機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)分析、模式識別等，從而增強(qiáng)對人工智能技術(shù)的理解和應(yīng)用能力。如今信息技術(shù)已經(jīng)滲透到社會生活的方方面面，人工智能作為信息技術(shù)的重要分支，掌握其知識和技能對學(xué)生具有重要的實(shí)踐和應(yīng)用意義。通過學(xué)習(xí)人工智能，學(xué)生可以增強(qiáng)信息獲取、處理和評估的能力，提高信息素養(yǎng)和科學(xué)素養(yǎng)。

（二）滿足社會發(fā)展需求，挖掘?qū)W生潛能

人工智能作為一項(xiàng)前沿技術(shù)正日益深入人們生活的各個領(lǐng)域，而人工智能教學(xué)可以滿足社會對科技人才的需求。隨著人工智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用，各行各業(yè)對掌握人工智能技術(shù)的專業(yè)人才的需求量日益增加。高中信息技術(shù)課程中的人工智能教學(xué)可以為未來的科技發(fā)展培養(yǎng)更多的專業(yè)人才，滿足社會對人工智能領(lǐng)域的需求。另外，人工智能教學(xué)有助于挖掘?qū)W生的潛能。人工智能教學(xué)涵蓋多學(xué)科知識和技能，其學(xué)習(xí)過程能夠培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維、問題解決和創(chuàng)新思維等能力。通過人工智能教學(xué)，學(xué)生可以接觸到新穎的學(xué)科內(nèi)容和具有挑戰(zhàn)性的問題，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力，進(jìn)一步挖掘和培養(yǎng)其潛能，從而實(shí)現(xiàn)綜合素質(zhì)的提升[1]。

二、高中信息技術(shù)課程中人工智能教學(xué)的優(yōu)化策略

（一）完善教學(xué)體系，整合教學(xué)內(nèi)容

完善教學(xué)體系和整合教學(xué)內(nèi)容可以幫助學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)和掌握人工智能知識，提高教學(xué)效果。第一，完善教學(xué)體系是優(yōu)化人工智能教學(xué)的關(guān)鍵。教學(xué)體系應(yīng)建立在科學(xué)合理的基礎(chǔ)上，包括明確的教學(xué)目標(biāo)、合理的課程設(shè)置和有序的知識結(jié)構(gòu)。針對人工智能教學(xué)，可以對教學(xué)體系從基礎(chǔ)理論、算法與模型、實(shí)踐應(yīng)用等多方面進(jìn)行規(guī)劃，確保學(xué)生能夠系統(tǒng)、全面地學(xué)習(xí)相關(guān)知識。第二，整合教學(xué)內(nèi)容是提高教學(xué)效果的重要策略之一。人工智能涉及多學(xué)科交叉，其教學(xué)內(nèi)容涵蓋了數(shù)學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、數(shù)據(jù)科學(xué)等多個方面的知識。為了幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)人工智能技術(shù)，教師要整合教學(xué)內(nèi)容，將相關(guān)知識有機(jī)結(jié)合起來，形成一套連貫的教學(xué)體系。教師可以通過設(shè)計綜合性的案例和項(xiàng)目，將不同領(lǐng)域的知識融合在一起，讓學(xué)生能夠綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題。第三，整合教學(xué)內(nèi)容還可以為學(xué)生提供多樣化的學(xué)習(xí)資源和教學(xué)工具。人工智能技術(shù)發(fā)展迅速，涉及大量的實(shí)踐應(yīng)用和技術(shù)工具。教師可以整合相關(guān)的學(xué)習(xí)資源，如教材、參考書、在線課程等，以豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容。同時，引入適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)工具和技術(shù)，如編程平臺、數(shù)據(jù)分析工具和模擬實(shí)驗(yàn)軟件等，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐和應(yīng)用能力[2]。

比如，在教學(xué)高中信息技術(shù)“人工智能的產(chǎn)生和發(fā)展”內(nèi)容時，教師可以通過簡明扼要的講解介紹人工智能的定義和基本概念，使學(xué)生對人工智能形成初步了解。在講解過程中，教師可以通過圖表、示意圖等形式，幫助學(xué)生形象地理解人工智能的概念。接著，教師可以從歷史的角度介紹人工智能的起源和發(fā)展，簡要講述人工智能發(fā)展的里程碑，如早期的符號邏輯推理、機(jī)器學(xué)習(xí)的興起以及深度學(xué)習(xí)的突破等。通過了解人工智能的發(fā)展歷程，學(xué)生能夠整體把握其演進(jìn)過程。之后，教師可引入人工智能的基本原理和關(guān)鍵技術(shù)，以簡明的方式介紹人工智能的基本原理，如感知、推理、學(xué)習(xí)和決策等。同時，教師可以重點(diǎn)介紹人工智能的關(guān)鍵技術(shù)，如機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、自然語言處理、計算機(jī)視覺等。簡單的示例和案例有助于學(xué)生理解這些關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用和意義。最后，教師可以組織一些互動活動和實(shí)踐項(xiàng)目，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題。例如，教師可以設(shè)計一些小組討論活動，讓學(xué)生深入探討人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域和潛在問題，這樣的實(shí)踐活動可以加深學(xué)生對人工智能知識的理解，進(jìn)而培養(yǎng)其應(yīng)用能力。

（二）創(chuàng)新教學(xué)方式，提升教學(xué)效率

創(chuàng)新教學(xué)方式可以提升教學(xué)效率。傳統(tǒng)的教學(xué)方式在人工智能教學(xué)中可能無法充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性，因此教師需要創(chuàng)新教學(xué)方式。第一，引入互動式教學(xué)。傳統(tǒng)的講授方式可能會使學(xué)生處于被動接受的狀態(tài)，而互動式教學(xué)可以促進(jìn)學(xué)生的參與和思考。教師可以設(shè)計一些互動活動，如小組討論、問題解決、案例分析等，引導(dǎo)學(xué)生積極參與，通過互動交流來加深其對人工智能知識的理解。第二，借助現(xiàn)代技術(shù)手段實(shí)施教學(xué)。人工智能作為一門前沿技術(shù)，教師可借助現(xiàn)代技術(shù)手段來增強(qiáng)其教學(xué)效果，比如利用教學(xué)軟件、模擬實(shí)驗(yàn)平臺、虛擬實(shí)境等技術(shù)工具，將抽象的概念轉(zhuǎn)化為直觀的圖形或模擬，幫助學(xué)生更好地理解和應(yīng)用人工智能技術(shù)。第三，注重項(xiàng)目實(shí)踐。人工智能教學(xué)實(shí)踐性較強(qiáng)，學(xué)生通過參與項(xiàng)目實(shí)踐可以更深入地理解人工智能的原理和應(yīng)用。教師可以組織學(xué)生開展人工智能的相關(guān)項(xiàng)目，如機(jī)器學(xué)習(xí)模型的構(gòu)建、數(shù)據(jù)分析與處理、智能系統(tǒng)設(shè)計等，讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)和應(yīng)用知識，培養(yǎng)其問題解決和創(chuàng)新能力[3]。

比如，在教學(xué)高中信息技術(shù)“人工智能對社會的影響”內(nèi)容時，教師可以引入互動式教學(xué)，通過設(shè)計小組討論活動，讓學(xué)生以小組為單位探討人工智能在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，如智能語音助手、人臉識別技術(shù)等。學(xué)生可以分享自己的觀點(diǎn)和思考，并從其他同學(xué)的意見中獲得啟發(fā)。通過互動交流，學(xué)生能夠更深入地理解人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域和原理。另外，教師還可以利用教學(xué)軟件和模擬實(shí)驗(yàn)平臺來展示人工智能技術(shù)的應(yīng)用案例。例如，通過使用人工智能模擬軟件，學(xué)生可以親自體驗(yàn)機(jī)器學(xué)習(xí)算法的實(shí)際應(yīng)用過程，從而更好地理解算法原理和數(shù)據(jù)處理方法。教師還可以利用虛擬實(shí)境技術(shù)，讓學(xué)生身臨其境地感受人工智能技術(shù)在虛擬世界中的運(yùn)用，提高學(xué)生對人工智能概念和應(yīng)用的理解。此外，教師可以組織學(xué)生參與人工智能的相關(guān)項(xiàng)目實(shí)踐，如要求學(xué)生設(shè)計一個智能推薦系統(tǒng)，通過分析用戶的行為和偏好，為其提供個性化的服務(wù)。在項(xiàng)目實(shí)踐中，學(xué)生需要運(yùn)用所學(xué)的人工智能知識進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、算法設(shè)計和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)等工作，從而使學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R應(yīng)用到實(shí)際情境中，培養(yǎng)其問題解決和創(chuàng)新能力。

（三）加強(qiáng)教師培訓(xùn)，增強(qiáng)師資力量

教師是教學(xué)過程的核心要素，他們的專業(yè)素養(yǎng)和教學(xué)能力對有效傳授人工智能知識至關(guān)重要。在人工智能領(lǐng)域，技術(shù)和理論的不斷更新變化是常態(tài)。因此，教師需要通過持續(xù)的專業(yè)培訓(xùn)，不斷更新自己的知識和技能。培訓(xùn)可以包括參與學(xué)術(shù)研討會、參觀科研機(jī)構(gòu)、進(jìn)行在線學(xué)習(xí)等形式，借此幫助教師了解最新的人工智能發(fā)展趨勢和研究成果。另外，加強(qiáng)培訓(xùn)還可以幫助教師提高教學(xué)能力，改善教學(xué)方法。人工智能教學(xué)需要教師具備一定的教學(xué)策略和方法，能夠靈活運(yùn)用不同的教學(xué)手段和資源。培訓(xùn)可以包括教學(xué)案例分享、教學(xué)技巧培訓(xùn)、教學(xué)設(shè)計研討等，幫助教師掌握多樣化的教學(xué)方法，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。加強(qiáng)教師培訓(xùn)可以提高教師的學(xué)科教育研究能力。人工智能教學(xué)需要教師具備一定的研究能力，能夠?qū)虒W(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行反思和改進(jìn)。培訓(xùn)可以包括教育研究方法培訓(xùn)、教學(xué)案例研究等，幫助教師培養(yǎng)教育研究的意識和能力，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量[4]。

（四）開展實(shí)踐活動，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展

實(shí)踐活動是將理論知識與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的有效途徑，通過實(shí)際操作和項(xiàng)目實(shí)踐，學(xué)生能夠更好地理解和應(yīng)用人工智能技術(shù)。開展實(shí)踐活動可以提供學(xué)生參與人工智能技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的機(jī)會。學(xué)生可以在活動中參與人工智能的相關(guān)項(xiàng)目，如機(jī)器學(xué)習(xí)算法的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)分析與處理、智能系統(tǒng)的開發(fā)等。通過這些實(shí)踐活動，學(xué)生能夠動手解決實(shí)際問題，加深對人工智能技術(shù)的理解，并將所學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)際場景中。實(shí)踐活動能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和問題解決能力。在實(shí)踐過程中，學(xué)生會面對各種挑戰(zhàn)和難題，需要運(yùn)用所學(xué)知識和技能解決實(shí)際問題。這種實(shí)踐性的學(xué)習(xí)方式可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和探索精神，培養(yǎng)其分析問題、提出解決方案的能力。

比如，在教學(xué)高中信息技術(shù)“人工智能對社會的影響”內(nèi)容時，教師可組織學(xué)生參與實(shí)踐項(xiàng)目，如開展人工智能應(yīng)用的創(chuàng)新設(shè)計活動。學(xué)生可以選擇一個特定的領(lǐng)域，如醫(yī)療、交通、環(huán)境等，然后思考如何利用人工智能技術(shù)解決相關(guān)問題或改善現(xiàn)狀。另外，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和實(shí)驗(yàn)，以探索人工智能在社會問題解決中的應(yīng)用。學(xué)生可以選擇一個特定的社會問題，如交通擁堵、環(huán)境污染等，然后收集和分析相關(guān)數(shù)據(jù)，并嘗試應(yīng)用人工智能技術(shù)來解決或改善這些問題。例如，學(xué)生可以通過收集交通流量數(shù)據(jù)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法預(yù)測道路擁堵情況，進(jìn)而提出交通優(yōu)化建議。通過這些實(shí)踐活動，學(xué)生能夠親身參與人工智能的實(shí)際應(yīng)用過程，深入理解人工智能技術(shù)的應(yīng)用以及對現(xiàn)實(shí)生活產(chǎn)生的影響。通過解決實(shí)際問題和應(yīng)用人工智能技術(shù)，學(xué)生能夠發(fā)展創(chuàng)新思維和問題解決能力。他們需要運(yùn)用所學(xué)知識和技能，結(jié)合實(shí)際情況，提出解決方案。同時，這樣的實(shí)踐活動也能夠促進(jìn)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力和溝通能力的發(fā)展，幫助其更好地理解人工智能的社會影響，并培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力、問題解決能力和團(tuán)隊(duì)合作能力[5]。

三、結(jié)束語

綜上所述，高中信息技術(shù)課程中的人工智能教學(xué)在一定程度上體現(xiàn)了非常強(qiáng)的實(shí)用性和可操作性，不僅有助于提升課堂教學(xué)效率，還可以為后續(xù)其他教學(xué)內(nèi)容奠定良好基礎(chǔ)，因此具有十分廣闊的發(fā)展前景。為此，高中信息技術(shù)教師必須從自身出發(fā)，積極探索新時期如何運(yùn)用人工智能，以此完善自身教學(xué)體系，真正做到與時俱進(jìn)，不斷創(chuàng)新，更好地應(yīng)對新形勢下的挑戰(zhàn)，促進(jìn)我國基礎(chǔ)教育事業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：任大雁（1978.5-），女，云南昭通人，任教于昭通市第一中學(xué)，副高級教師，研究生學(xué)歷。