智慧教学在高中信息技术课堂中的融入

马浩淼，秦美怡

（陕西师范大学 计算机科学学院，陕西 西安）

一 引言

随着信息时代的发展，新一代的技术发展不仅为智慧教育创造了新的教育环境，还影响了教育理念、教法学法、教与学的过程、人才培养目标等方面。根据实施教育计划2.0行动计划的行动章节，明确强调各级各类教育机构要开展智慧教育的探索和实践，推进教育理念和模式的改革创新，内容和教学方法形成新的形式和模式，引领教育改革的发展[1]。可以看出，推进智慧教育下的教学模式和理念是大势所趋。在信息技术助力教育的环境下，以“以学生为中心”的理念必须指导教师进行教学改革，推进教学重构的智慧教学。

二 信息技术课堂现状分析

信息时代下，信息和技术方面的能力已经成为每个高中生必须要掌握的能力，是学生学习和生活必备的技能，也成为了人才培养的重要指标，具有至关重要的意义。因此必须加强信息技术知识技能的教学。但是由于信息技术不参与高考，很多教师、学生和家长对这个问题不太重视、积极性也不强；其次在实际的课堂上，多数情况是教师坐在电脑前演示教学，教学形式方法单一，导致学生积极性不强，难以提升信息技术水平。

信息技术学科是实践性、实验性极强的学科，在实际教学中附属于课堂理论教学，且大都是根据教材完成对理论的验证。这样就导致教学在理论和实践方面出现不连贯的情况，在教学过程中信息技术教师不善于延展知识，不善于案例教学，一些优秀的课外案例引用不当，因此学生也不能肯定自己的知识，无法进行验证。

但是在当前信息时代和互联网时代的背景下，智慧教育赋予了教学新的内涵和意义，当前中小学出现的信息技术问题要引起高度重视，在智慧教育理念的支撑下，借助智慧学习平台形成个性化、自主、高效、科学的智慧教学模式，使学生对学习、探究、讨论、思维的拓展更为丰富。

三 智慧教学概述

智慧教学，顾名思义是运用智慧于实际教学活动中。智慧教学是对以学生为主体的迫切需求，也是对以教师为主导的科学追求[2]。很多学者认为智慧教学体现在三个方面，“智慧教”“智慧学”、智慧教学环境。杨现民、祝智庭和黄荣怀老师分别从手段、技术和系统方面对智慧教学持有不同的定义[3-5]。

智慧教学包括了三种智慧，分别是教师“教”的智慧、学生“学”的智慧，教师借助智慧教育教学智能平台，针对学生的学习数据设计课前、课中、课后各环节教学活动，学生借助人工智能、互联网和智能终端等信息技术打造的智慧环境。这种教学模式要实现“教师智慧”和“学生智慧”，就意味着教师要以“学生智慧”为中心开展教学，在一系列的打磨中实现教师智慧。因此，智慧教学模式下的学生是整个教学的焦点，教师以智慧教育环境为依托，智慧教学资源为支持，使用智慧教学法，设置相应的问题情境，结合学习活动，提供自主学习，使得学生进行知识的内化，实现学生智慧学习；教师设定构建情境问题，选择合适的智慧教学法，再根据学生的学习数据和行为轨迹，反馈到教学方案及教学实践中去，从而优化教学，实现教师智慧，整个过程如图1所示。

图1 智慧教学模式

四 高中信息技术智慧教学模式的优势

当前新课程标准以核心素养为支点，教育界所关注的焦点随之变化，现阶段信息技术核心素养为：信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任。中小学的高中信息技术教学结合了知识性和技能性，是一门具有发展迅速、实践性强等特点的基础工具课程。相较于传统信息技术课堂，智慧教学模式能够更好地帮助信息技术教师完成教学任务，其优势主要体现在以下几个方面：

（一） 师生角色定位明确

目前高中信息技术课堂采用的教学方式多为“先讲后练”“边讲边练”，这种教学方式造成的结果就是师生互动单一、学生处于被动的地位，其封闭性和保守性不利于培养学生审辩性思维。在新课程改革的大背景下，学生位于整个过程的焦点，更重视学生的社会主体地位，而学生的信息素质、审辩性思维、合作精神和探索世界的能力及其创新精神都需要受到高度关注。与当前高中信息技术课堂所采用的教学模式不同，智慧教学模式中，学习者可以利用智慧教学平台，主动获取知识，发展其思维，充分发挥学生的主动性和参与性，从而促进其多方面发展。既要有利于教师创造性地教，又要有利于学生主动、积极地学[6]。

（二） 个性化学习

相较于其他学科，信息技术课堂教学具有一种特殊性，对于高中生来说，学生的学习经历、社会生活的环境、家庭背景等都会对其产生影响，这种影响会直接映射在信息技术的学习中，主要体现在计算机知识的基础认知能力上，因此，信息技术课堂教学中教师要把握学生的主体差异性，实行个性化教学，以满足这种特殊性。智慧教学所展现的个性化教学与学习方式、分层教学、差异化教育可以根据学生的认知水平和知识技能进行教学，真正做到因材施教，教师通过个性化智慧教学平台，发布不同层次的学习资源，学生可根据自己的需要选择交互平台上的学习资源进行自主学习，从而达到个性化学习。

（三） 互动研学

传统课堂主要以教师的教为中心，知识传递往往是线性单向的[7]。而现阶段课程改革指出人才的培养要面向全面化发展，而且提出了信息技术课程教学的四大核心素养，对学生有了进一步的要求，知识的传递由单向转变为双向，这时学生需要给教师反馈，从而实现双向的有效互动。智慧教学能够创新师生的互动方式，并且不受时间空间、教学场地的限制，打造全方位的互动，使教学更加高效。在互动研学的过程中，教师引领学生，以学习为基础，问题为依托，研究为过程，利用智慧教学平台开展互动研学，创新能力得到提升，促进全面发展。

五 智慧教学模式的设计

在智慧教育理论的支撑下，以满足学生的需要为目标，重视思维过程的训练，培养学生利用计算机处理实际问题以及独立自主学习的能力，在智能平台上构建学生具有个性化的学习活动和轨迹，在课程的前、中、后等教学阶段，构建教学闭环，如图2所示。

图2 智慧教学模式下的教学闭环

下面，笔者以广东教育出版社《信息技术基础》第四章第二节《用智能工具处理信息》为例，构建智慧教学模式在高中信息技术中的教学闭环。

（一） 阶段一：课前“智学”

对于信息技术这门课程来说，传统课堂的课前预习在学生看来可有可无，预习也基本以教材为主，没有针对性，教师也无法得知学生是否预习，预习的效果也无法量化。在智慧教学中，教师要与年级组教师共同交流，深入探究教材，优选微课，设置教学目标、核心问题以及课堂练习。通过智慧学习平台发送教学资源（任务单、导学案、微课），主要用于面向个体的知识传授，让学生明白需要学习的知识或技能，学生课前充分思考，完成预习任务，如图3所示。

图3 课前“智学”的流程

基于此，笔者将《用智能工具处理信息》教学目标设计如下。

①通过操作软件，能从中了解到智能信息处理工具是如何进行处理的，简单了解模式识别和自然语言理解的工作原理。

②掌握手写输入、在线翻译、文字识别等工具的使用方法，认识到智能处理与一般处理工具的不同之处。

③在实践活动中领略智能信息处理的魅力，形成对人工智能的探索愿望，体验人工智能应用领域和价值。

针对上述目标，借助网络资源，选取合适的视频微课，设计配套的导学任务单，学生进行自学，对于无法解决的问题放在课中的内化环节完成。

智慧教学模式下，学生进行预习测评，智慧教育学习平台会记录学生做题情况和结果，进而生成个人学习轨迹，教师根据学生个人学习轨迹选择教学策略、促进教学反思、优化教学设计，促进师生便捷化沟通，达到“智学”的目的。

（二） 阶段二：课中互动研学

1.整合环节

学生是带着已有的认知和问题来到课堂的，但这些知识并没有形成体系，所以教师要根据教学内容设计问题，创设情境，问题的设计不仅需要考虑到教学目标以及学生的学习特点，还要利用好课前学生的学习数据，帮助教师定位学生的问题所在，进而展开个性化教学。教师可以利用知识图谱、思维导图以及软件助手等来帮助学生在头脑中构建起知识结构，通过关键词索引将知识整合到自我知识结构中。

笔者以三个活动为中心，创设情境开展《用智能工具处理信息》的教学，师生在这个情境下，积极主动地利用各种平台上的信息资源，共同探索和互动，利用活动教学和智慧教学，给学生提供认知停靠点。以活动一为例：从学生不认识的字切入，使用手写输入这一功能。进而提出问题：为什么你不认识这些汉字？为什么计算机能够认识它们？由此引出模式识别的概念。通过体验手写输入键盘这一过程，共同推理手写输入的这几个过程对应的是模式识别的主要过程：信息录入、处理、对比和识别，最后得出模式识别的一般过程。这一环节以激发学生情感为出发点，通过对手写输入这一过程进行联想类比，最终归纳总结得出结论，三维目标相互渗透，对学生进行引导，有利于学生整合知识。

整合环节教师根据学生课前活动数据以及教学内容进行设计，挖掘出隐性知识，对学生进行元认知层面的引导，使学生能够建立完善的知识结构，以便在解决问题的过程中更快地提取知识，科学地整合知识，高效提高解决实际问题的能力。

2.内化环节

这一阶段是新知内化的核心环节，也是学生发挥主要作用的核心环节。通过之前的学习，学生在理解的基础上，会质疑认知冲突，产生问题。教师要引导学生以问题为驱动，进行互动研学，智慧教学使得教育方法变得灵活多样，教育组织形式可以扩展为“自主、讨论、研究”，学生在自主或组内进行研讨探究的过程中发现、总结、拓展、创新，智慧学习平台上记录教师的组织设计和学生的学习痕迹与思考。

笔者在这一环节设计了自主探究的教学，为《用智能工具处理信息》教学目标设置任务：利用在线翻译功能，完成以下诗句的翻译。具体要求：将《再别康桥》的诗句进行中文和英文翻译。

问题1：最后的结果与我们的原文相比，有什么不同？

问题2：那么翻译工具是如何做到的呢？

问题3：翻译工具还是模式识别的应用吗？

通过以上问题体现自然语言理解是如何实现的，除对比识别外，还要进行理解和分析，最终形成自然语言。

内化环节基于复杂问题的互动研学，教师通过设置任务和问题，引导学生独立思考，教师在设计任务问题时要针对教学目标设置问题串，也要留有一定的探索、独立思考、思维拓展的空间。之后进行组内研讨和展示，使学生的知识从表层简单的梳理整合到深层的内化，培养探究性思维，有效促进学生的深度学习。

3.迁移环节

迁移阶段主要通过课堂练习来完成，布鲁纳认为评价是对知识转化的一种检验。传统的信息技术教学评价具有主观性，往往借助于教师的个人喜好和教学经验，而智能评估在平台上分析学习数据，捕捉学生的学习状态，评估整体水平。评估阶段包括学生教师评估、学生互评和数据统计，智能学习环境的分析与评价。这些数据为学习诊断提供数据支持。

这一阶段笔者设计在模式识别的一般过程时，笔者设计教学流程如下。

我们手写输入的这几个过程对应的是模式识别的主要过程：信息录入、处理、对比和识别。那么我们就可以推理出模式识别的一般过程。

练习：指纹锁是一种智能化的设备，它是以指纹为识别载体和手段的，其原理是提取人体指纹图像的特征进行对比识别，这一过程可以分为以下步骤，其顺序应该是（ ）。

①指纹图像采集 ②指纹图像处理 ③控制门锁开启④匹配指纹图像的特征 ⑤提取指纹图像的特征

A.①②⑤④③ B.①⑤②④③ C.①②③④⑤D.①④⑤②③

文字识别与指纹识别类似，所以可以对比得出答案。这一环节的知识点是模式识别的一般过程，学生掌握起来顺序会有偏差，所以针对这类知识点，采用即讲即练的方式，更有利于学生构建知识结构。

迁移环节通过具体的习题来调动学生所学知识，学生针对具体的习题构建知识结构，实现对知识的迁移。通过这一过程，学生进行自我反馈，提高学习的自觉性；教师也可以得到及时可靠的教学反馈，用于教学反思和进一步优化教学设计[8]。

（三） 阶段三：课后自适应学习

课后是知识的巩固提升阶段，在信息技术传统课堂学生根据知识要点重复思考，作业批改没有针对性。而智慧教学中，教师根据不同学生的学习报告、课堂测试结果、个人学习轨迹等，发现本班部分学习困难学生，本节课的重难点和遗留问题。通过有针对性地推送个性化的资源和作业，学生可以根据自己的兴趣、能力等进行分层选择。

这一阶段一方面可以实现自适应学习，学生及时获得结果，提交的作业还可以进行互评，有利于知识的外化和转移，这种群体互评还可以拓展学生的思维空间，另一方面，教师能够布置分层作业，这对于信息技术这门学科来说具有很大的意义，还可以从学生的课后数据中获得反馈，这些反馈可以帮助教师找到适配的教学内容和形式，继而优化教学设计，所以说，这一阶段是一个智慧教学闭环的结束，也是新的智慧教学闭环的开始。

六 结语

智慧教学是一种创新型教学模式，摒弃传统教学方法，以丰富的学习数据为支撑，引进智慧教育理论，能将信息技术手段和丰富的教育学习资源整合起来，不仅改变教师的教，而且改变学生的学。有了智慧教学方法的帮助，学生可以提升学习效率和信息技术综合运用水平，并且满足教学过程中师生的有效互动的需求，解决了当前信息技术教学模式单一、学习资源匮乏等问题，使信息技术课堂教学更高效。