智慧课堂在高中信息技术人工智能教学中有效运用

摘 要：高中信息技术课程之中融入人工智能部分，可以使学生感受与认知人工智能知识及对应技术，切实了解人工智能语言所具有的基本特征，并拥有深入探索人工智能原理的可能性，对其解决实际生活中有关问题，包括语音识别、机器翻译等提供帮助。从智慧课堂的角度出发，实施信息技术人工智能开展教学时有效应用进行分析，明确运用前的多项准备工作，以及运用时的创新渠道，将成为本次议题的重点内容，希望能够让学习者深入了解人工智能算法实现过程，并在搭建简捷有效人工智能应用模块后，培养其人工智能技术上的应用使命感。

关键词：智慧课堂;高中教育;信息技术;人工智能

高中信息技术教学期间，所涉及的数据和计算，信息系统理论知识与社会实践的内容很多，其中“人工智能”可谓是当前社会热点词汇，一些新概念与新应用，像物联网、云计算、大数据之类，在进行应用开发期间，均会同人工智能产生不能分离的关系，同时现实生活中人们所广泛接触的工具，像符号运算、语音识别、机器翻译等，皆可称之为人工智能理念与相应技术下之特定产物。[1]对于人工智能开发而言，已是潮流趋势，在授课期间，保证学生掌握人工智能系统的基本过程、基础方法，带动他们的信息技术核心素养全面进步。

一、高中人工智能教学现状

在教育信息化改革持续深入背景下，现代化信息技术将被有效运用于课堂教学之中，因此便自然而然诞生了“智慧课堂”的概念，本概念中，“智慧”二字所强调的是与时俱进理念下的创新教育观点，它将新型教育理念、方法与技术融为一体，共同让课堂展示出智慧教育的特征。因此，“课堂”将基于动态学习数据分析，立足立体化的教学互动形式，让学习资源以智能化的形式推送，并做到及时的评价与反馈，切实转变学生协作交流的学习环境，智慧发展大幅度提升。

高中信息技术教学时，人工智能有其必要性，然而现在的问题在于：授课期间欠缺对人工智能教学的条件、学生情况思考，导致教学效果最终难如人意，其中典型的问题有几个，包括：硬件与软件条件无法有效应对人工智能教学要求;无论学生还是教师都缺少对于人工智能的正确认知，如学生视人工智能技术为高深学问，未能意识到这门学问在现实生活中的深度融入，教师在人工智能知识引导方面存在偏见，认为它和高中生实际水平格格不入;一线教师经验不足，缺少充分的教学素养以应对人工智能技术专业知识结构。[2]针对这几方面问题，从智慧课堂角度切入，可以说是非常得当的做法，它可高度匹配教学内容与教学模式，使学生得以更好地于具有“智慧”的课堂上，得到较好的人工智能内容传达方式。

二、高中信息技术教学的智慧课堂准备

（一）项目引导

教师应转变旧教学理念，及时调整教学方法，勇于突破传统意义上的课堂模式所限，在项目内容中给学生提供思路引导，用特定任务展开学生学习的驱动，这可以说是智慧课堂的普遍前提。例如：对于专家系统基本原理、人工智能重要应用领域等项内容的教学，教师便可以增加项目教学的比重，让课堂内容以具体项目任务为牵引，有效带动教学实际效果的强化。此时，教师可视自身为引导者，让学生受活动设计的引导而投入于具体项目之中。在具体的活动设计环节，需要强化针对高中生的学习能力分析，防止由于项目执行难度太大而产生伤害学生自信心问题。

（二）情境創设

合理化程度更高的教学情境，可以降低学生学习难度，使之可以更好投入人工智能相关知识的探索活动内。在授课之前教师应科学应用平时生活中常见事物，使之成为情境构建真实性的保障，让学生可以据此避免新知识所带来的陌生感和疏离感。现代信息技术发展日新月异，一些先进技术在人工智能授课中大量运用，教师可合理依靠网络信息技术长处，进行资源的获取、技术的整合，给学生创造既丰富又可把握的教学情境，优化大家的认知体验。

（三）平台构建

教师在开始授课前，给学生提供恰当的信息技术实践平台，让他们能够将学过内容进行高度灵活运用，并顺势增强他们的动手操作能力。若学校有足够充裕的资金，教师也可以使用一些具有智能特点的产品组件，在此前提下激励学生于课堂上以自主的形式设计并组装。[3]再者，可与学生一起在人工智能大赛中实现自我提高，使其借助这样的平台机遇，用更为饱满的热情投入学习中，亦为在智慧课堂的前期准备中打下基础。

三、高中信息技术教学的智慧课堂实施

高中信息技术人工智能教学的智慧课堂在实施时，为了突出人工智能的内容特点，突出智慧课堂的形式优势，建议从项目实施调整、微视频教学优化等方面展开思考。

（一）项目实施调整

教师利用学生的充分课前预习，以及自我在教前的准备工作，能够明确教学重点，在学情诊断和反馈后，动态调整教学设计和教学内容，教学期间，教师应当以任务为导向，继续进行动态调整，尤其对学生中大量出现之问题，在课堂上给予统一的、有效的讲授。关于讲授方式，则要强调多维互动的价值，既可借助信息技术及有关软件对学生操作进行控制外，还可以结合希沃一体机等形式，增加互动的可能性与效率，同时产生课堂氛围活跃的功能。例如：教师可借助希沃授课助手，实施手机同屏的教学，学生借助手机现场拍摄产生的动态图片、视频能够被及时同步到一体机之上，这对于增进小组内分享、交流效果是有益的。另外，在智慧课堂之上，全部的教学活动都可以被如实记录下来，教师可将记录内容在整理后作为微课再次下发。若个别学生存在理解不透彻、记忆不清晰的问题，则可以借助此种资源自行完成查漏补缺。[4]比如：在涉及计算和问题解决中之算法与特征教学任务时，将有软件开发社招新这一项目，其核心是探索计算机编程处理问题的过程。对于本项目而言，首个活动是分析面试题处理方案，本活动任务共包括三个具体内容，包括开关对应关系、发现被污染药丸、误删的ID，各项活动内容均包括对应情境说明、解题指导。虽然我们注意到：解题指导并非对解题方法的直接说明，而是用启发的形式来呈现，但依然不同程度地限制了学生的自由思考空间。为了使学生计算思维被更加有效地锻炼，教师可以利用多媒体技术手段，对情境重新加以可视化展示安排，使学生能够较好理解特定的情境限制条件。之后可再要求学生以小组讨论为主要形式，分析求解问题算法，并由不同小组分别选派组员，分享本组的解题策略，由全班同学与教师共同进行验证，判断可以求解与否。教师在整个过程中，是项目活动的必然引导者和观察者，对项目实施调整与有序推进负责。

（二）微视频的应用

微视频课程教学将流媒体作为其重要表现方式，可以较好地展示出智慧课堂的特点，它将信息技术人工智能课程之中的某一个知识点作为核心，并依此展开教学。实践中，微视频课程一般将占用教学时间之中的5分钟至8分钟，并尽力避免录制时间多于10分钟的情况出现。教师可先利用大数据分析了解云平台之中的数据统计情况，再据此制作针对性明确的微视频教程，同时依赖互联网优势，使大家可以比较自主地选择恰当学习地点与学习时间点，充分展示出课堂的智慧性。再者，微视频教学所具有的可重复播放优势，便于学生在课后对知识难点进行消化，也可对学生有效理解与巩固人工智能内容产生帮助。例如：当涉及数据库系统的内容时，教师便可以将整个操作过程，包括启动软件、建立数据库、保存数据库等，全程展示于微视频之上，在八分钟的内容中，详细出示流程的直观细节。事实证明绝大多数学生都能够在这个有限微视频时间范围内，顺利掌握基本操作知识，如果依然存在理解不准确的情况，还可以反复观看直至掌握为止。再如当涉及vb编程实例内容时，可分别运用分数相加及分数相减两次微课程，淋漓尽致地表达出课堂的智慧效果。而为了增强教学针对性，教师还能够让学习能力更强的学生，学习分数相减微课，学习能力稍显一般的学生，重点关注分数相加微课，即在教学内容选择结构上增加判断符选项，使智慧与人性相加的课堂，更有效地为学生发展需求服务。

（三）多媒体的教学

多媒体教学应属于智慧课堂中一种有效运用的常用形式，它可以使教师和学生实时完成教授、学习任务。在教学过程之中，教师借助有效的客户端形式，向全部学生客户端进行教学任务发送，学生利用自己的客户端完成群组实时讨论互动。此时教师扮演了引导者的角色，当参与学生讨论之际，用恰当的方式鼓励原本不善于发言的学生积极投入，并给予积极的、正确的观点和肯定。例如：当涉及算法内容时，教师给学生下发任务：现有一个人要划船带一只狼、一只兔子和一筐青菜过河，每次人只能带它们中的一种过河，若人不在，则狼会吃兔子、兔子会吃青菜。请给出合理的算法设计方案，让过河计划取得成功。在学生收到任务后，便可以利用客户端进行群组讨论，给出多种不同的可能性，再重组、优化算法方案，教师则可给学生提供思考线索、必要提示，逐步引导大家对问题本质进行自主探究，做出最佳的算法方案。若在学生自主完成算法后，教师要于群组内给其充分肯定，并在多媒体平台上进行展示，启发大家深入思考：若再增加一样内容，则算法又会产生何种变化？这可以让多媒体的教学作用发挥到极致。

（四）教学中的调控

教师利用微视频的应用、多媒体的教学手段，使高中信息技术教学的智慧课堂实施过程变得丰富多彩，在此过程中，则需要留意教学发展状态下的实时调控问题。具体言之，即需要针对学生在课堂教学期间存在的一些共性问题，进行统一讲授指导。在对讲授方式进行选择时，突出多维互动的作用，除了借助电子教室软件，对学生操作进行控制指导外，还可结合诸如希沃一体机等形式，让互动形式随时变得更加灵活。例如：为了突出调控效果，可把手机现场所拍摄的小组项目活动动态情况同步于一体机之上，让小组间分享与交流实时呈现。每个活动内容皆包含对应的情境介绍与解题指导，介绍和指导虽然并非直接给出解题方法，然而也会限制学生自由思考空间，为了解决这一问题，更好地发展学生計算思维，教师可随时注意教学调控，依靠多媒体软件展示情境，让学生在充分理解情境前提下，尽量减少前置的限制条件，以更自由的方式展开探讨[5]。

（五）教学后的提升

教学后的验收，以及对应的评价和提升努力，让高中信息技术教学的智慧课堂实施拥有一个完整的结局。当处于项目验收阶段时，各小组利用教学平台，对有关项目成果进行上传，并同时上传过程性材料。而小组间可借此机会，于平台范围内观摩学习、相互交流。在大数据统计分析后，教师也可能比较全面地了解学生学习情况，并就其学习成果作出评价，对教学过程展开反思，而从学生角度来看，利用平台智能评测与个性推送的帮助，巩固延伸知识过程也将变得顺畅。此外教师可注意到：在新教材各个单元内都安排了一定的拓展练习内容，教师可据此进行任务拓展，如数据分析和人工智能部分，可增设人工智能科普营辩论赛的内容：人工智能有可能取代人类吗？从你收集的资料出发，给出你的观点。作为本单元项目活动提升的一种形式，学生可以在课后进行有关资料收集工作，并从个人观点出发，分为正方和反方，在网络即时通信工具的支持下，分别进入各自阵营，展开对于辩题的各自看法。辩论赛可以用视频会议的形式进行。在此期间，除了一般的辩论流程之外，教师还可组织结辩后的自由发言，使更多学生有机会参与其中，用思维碰撞的做法，保证已经获得的学习成果被巩固。

结束语

高中信息技术人工智能教学期间，有几个问题是非常值得探讨与思考的，如：课程知识覆盖面与探索深度的问题，如何安排人工智能教学内容、知识深度的合理、可行方案问题，以及从高中生知识结构、学校师资配备、智慧课堂理念等角度出发的实际教学开展问题等。针对这些问题，教师应当作出审慎思考，并以对学生负责任的态度，进行充分的教学前期准备工作，再分别从课中的调控、微视频教学、多媒体教学等角度，有效变革课堂教学，真正让人工智能教学具有智慧课堂的特征，全面提升教学效果与学习效率。

参考文献

[1]华文学.高中信息技术课程中的人工智能教学[J].中国多媒体与网络教学学报（下旬刊），2020（03）：95-96.

[2]韩克.高中信息技术课程中的人工智能教学[J].中国校外教育，2019（29）：165-168.

[3]强曼丽.基于信息技术环境下的课堂教学模式之初探[J].新课程，2020（35）：110-111.

[4]赵加鑫.智慧课堂在高中信息技术教学中的实践与探索[J].中国现代教育装备，2018（2）：13-15.

[5]金晶.依托项目教学生成思维可见的课堂[J].文理导航（下旬），2020（11）：11-13.

作者简介：林琳（1979— ），女，汉族，福建福州市人，大学本科，福建省永泰县第一中学，一级教师。研究方向：高中信息技术教学与研究。

课题名称：本文系福建省教育科学“十三五”规划2020年度课题“基于STEAM理念的高中人工智能项目教学设计研究”（立项批准号：FJJKXB20-1231）研究成果。

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