基于人工智能的初中信息技术教学研究

刘也童

（福建省三明市沙县区南霞初级中学 福建三明 365500）

在一些国家的中学信息课程教学中，为了适应社会技术发展，以及对人才的更高要求，在很多地方都更加重视人工智能技术理念在教学过程中的运用。比如，在英国，它是最早开设人工智能课程教学的国家之一，很多大型的相关领域比赛也陆续举办，为信息技术的发展提供了很好的平台；而在美国，很多学校将信息技术教学的改革作为重点，并且人工智能教学也列入了中学信息技术教学改革目标范围，起到了很好的改革引导作用；在澳大利亚的信息技术课程教学安排中，很多内容的设置都与人工智能有关，这也体现了对人工智能知识内容的充分重视。在人工智能快速发展环境下，为了满足现代人才培养的需求，必须更加重视对学生创新意识的培养，这也是当前初中信息技术教学的重点。

一、人工智能的发展概述及特点

（一）我国人工智能教学的发展历程

在2003 年的时候，人工智能就在教育部提出，并且将其作为中学信息教学的五大选修内容之一，但是由于当时很多地区受到发展的限制，在推行上并不是足够地重视。而从奥林匹克数学竞赛发展来看，为了顺应时代的发展，人工智能相关题目的数量也在增加。随着近年来对于中学教育的重视程度逐渐增加，尤其是对信息技术课程的教学来说，处于初级学习阶段，教师的教学重点是帮助学生树立创新意识，并且能够重视这门课程的学习。通过对人工智能教育的重视，信息技术课程教学内容不再单一，也能够让学生感受到当今时代对信息技术的需求，更加了解信息前端技术的发展，也能够帮助学生对信息技术的发展有初步认知，也为学生提供了独立思考的机会，让学生在技术发展的氛围中感受人工智能给生活带来的极大便利。

（二）人工智能背景下信息技术课程的教学

首先，对于教师的教学来说，教师需要充分引导学生对人工智能的概念和发展进行简单了解，帮助学生认识人工智能的基本特点，并且体会其对现代发展的积极推动作用。其次，教师需要向学生简单地介绍人工智能的主要运用领域，比如，日常生活中离不开的手机、电脑的使用，以及在高端产业，比如航天事业的发展。通过教师的介绍，学生能够更加体会人工智能在不断创新发展过程中的作用。另外，教师可以通过亲自演示，为学生展示简单的人工智能编程技术，并且带领学生在实践的过程中进行不断尝试，这也能够进一步激发学生对人工智能的了解兴趣，并且善于在日常生活中进行简单的创新活动，在实践中感受人工智能的魅力。除此之外，人工智能的发展最终都是为了服务于生活，因此，引导学生在日常生活中，运用人工智能来解决问题，对其进行启发式创新，这也是更加充分了解人工智能的一种方式。

二、初中信息技术教学现状

高难度人工智能技术的运用和发展是基于一些数学知识、物理知识、计算机技术相关知识的学习作为支撑的，也是通过这些技术才能够更好地理解人工智能的原理。对于中学时期的学生来说，他们很多时候在学习能力和学习基础上都没有达到这个水平，而且学生之间的个体差异性显著，在教师讲授的过程中有些困难。为了降低教学难度，使学生理解起来不那么复杂，教师通常只是围绕课本的基础知识学习展开，在很多知识的学习上缺乏系统性，简单的教材也无法涵盖人工智能方面的知识。但目前信息技术的更新速度之快，导致很多教材在实际教学过程中存在相对落后情况，从内容的编排到实践操作指导都无法满足当今人才培养的需要。

在初中阶段的信息技术教学过程中，很多信息课程的教学设置都是按照课程制定内容，很多教学内容也偏向于理论课程，并不重视实践内容的操作考查，在两者相结合的培养也不是很重视。这也导致很多学生并不能够深入学习信息技术，对于知识的理解浮于表面。还有一部分学生甚至对课程学习产生了敷衍的心理，对于实践活动的参与也不够主动。

三、人工智能背景下初中信息技术教学发展的必要性

（一）使教学方式更加灵活

首先，人工智能的发展对于教师教学来说是更加便利的。随着语义分析功能的增加，和模式识别技术的发展，很多学校实现了智能作业线上批改的程序。无论是对于教师，还是对于学生来说，线上作业批改系统都是如今信息技术发展的重要成果，对于学校教学和学生学习反馈来说都是非常有用的。对于初中信息技术和教学来说，由于很多作业是在计算机上完成，所有如果能够有线上作业的批改系统，能够节省作业收集的烦琐，直接在系统内实现作业的批阅，对于学生来说也是非常便利的。而且，线上批改还能够利用线上作业系统的语言库，对学生的作业内容进行错误检测，并对错误进行判断和纠正。另外，模式识别技术也能够成功通过图片的录入，在对内容进行读取之后，对作业进行批改，大大减轻了教师工作的压力，也能够将教学精力更多地放在教学创新上，有助于教学内容和教学手段的创新和改革。教师还可以利用线上批阅系统，为学生建立个人作业情况档案，记录学生的作业完成情况、批改情况，并进行阶段性的反馈，能够反映学生的学习态度和学习进步程度，同时针对学生的学习情况进行针对性的课程作业布置。除了作业批改系统之外，线上教学系统也是一种全新的上课方式。在线上的课堂教学之后，教师可以带领学生进行线上的作业操作，理论和实践的结合也能够帮助实现知识的实践，更好地掌握信息技术知识，这就降低了由于学校资源限制带来的学习困难，也实现了课程的多元化教学，线上课堂和线下课堂的结合也使得信息技术的课堂不再枯燥无味，更有实际代入感。学生在这种教学过程中，能够更高效地实现学习，达到信息技术课程安排的效果，在信息技术的体验过程中，对于知识的理解程度和掌握程度也在提升，教学质量得到保证。从信息技术教学的本质出发，其发展是需要学生不断地进行实践，不断培养学生的动手能力。因此，人工智能也给信息技术课程的教学带来更多教学创新的可能性。在课程考核阶段，对教师带领学生实践的过程中，是否达到信息技术实践需要也应该作为考核内容的一部分，这也满足了信息技术飞速发展和教学现代化发展的要求。[1]

（二）信息技术教学更具挑战性

人工智能的出现在降低工作难度和工作压力的同时，对于传统信息技术课堂教学来说也是具有挑战性的。随着知识领域的不断拓展，以及知识学习范围的扩展，人工智能技术的出现更使得多样化学习成为可能，信息技术知识教学也面临全新的发展。教师需要更多地了解不断扩充的知识领域，不断更新知识的储备，不断加深对新知识的探索，这样才能够为学生带来全新的知识理解方向，向学生展示学生现代人工智能的发展。

四、人工智能发展背景下初中信息技术教学改革的策略

（一）打造良好教育学习环境

对于信息技术教学课堂的发展来说，能够融入人工智能的教学理念，那么课堂教学氛围将得到很大程度的改善。在传统的教学课堂中，教师的知识讲授主要通过灌输式的讲述来完成，这也导致课堂的死板，很多学生在这种学习氛围中无法喜欢上信息技术，再加上本身信息技术知识的深奥，而如果能够利用人工智能的理念，基于学生参与实践，和体验学习的习惯，不但能够实现人工智能理念的渗透教学，还能够形成活跃的课堂氛围。在充满活力和生机的课堂中，要更加重视对于人工智能优势的发挥，教师要在课堂上不断更新对于课堂的教学知识，丰富教学内容，这就需要结合学生的课堂表现和课后反馈，及时捕获学生的兴趣，并且针对学生喜欢的内容进行教学。通过了解学生的学习需求，结合多样化人工智能设备，共同打造全新的信息技术课堂，为学生带来更好的信息技术学习体验。而对于信息技术课堂的全新发展来说，互联网技术的快速更新和远程技术的运用给予了相应的发展契机。信息技术教学理念在不断更新的过程中，要求教师掌握新的信息技术，并且能够更好地将其引入到课堂学习过程中，为学生打造全新的智慧课堂。也就是说，要想实现课堂的全新改造和发展，就需要同时具备硬件设备和软件设施，这样才能够为学生提供更好的学习环境，有助于其投入到学习探索的氛围中。比如，教师可以为学生布置抓虫子的游戏，在Scratch 中，对基础的抓虫子场景进行设计和构建，同时做好角色分类设计。学生在教师的带领下完成简单的编程设计，初步掌握编程技术。随后对各指令进行调试，看其是否能够满足不同用户对场景转换和方向控制的需要。最后对整个Scratch 项目设计进行总结。

（二）教学用开源硬件走向自信

在新课标要求中，开源硬件项目的设计是单独的板块。我们在众多开源软件中，选择了我国自主开发的开源硬件设备，其将成为项目教学的主要软件载体，包括一个掌控板和一个基于Linux 系统的计算机虚谷号。随着人工智能技术的发展，教学对于开源软件的使用更体现出自信的态度。掌控板是基于物联网应用和Python 编程设计的硬件设备，具备嵌入式的MicroPython 开源操作系统。作为国产原创开源硬件设备的代表，虚谷号充分具备了人工智能教学的优势，同样具有集成性能较高的处理器和兼容性强的单片机。广大师生需要积极引进和分享开源创客教育，营造校园开源文化氛围，为开源创客教育提供广阔的发展平台，同时促进开源硬件设备在信息实验技术教学中的运用和发展。

（三）发挥学生的主体作用

在现代课堂教学的过程中，为了更好地完成课堂教学目标和任务，必须要重视学生的主体性作用。针对人工智能信息技术课堂，更是要培养学生独立思考和独立实践的能力，要在课堂上充分调动学生的主观能动性，激发他们对于学习的热情和积极性。对于教师来说，需要更多地与学生产生联系和交流，关注学生的心理状态变化，了解他们对信息技术课堂发展的需求。依据学生的学习习惯和需求变化，教师需要结合教学目标，对课堂设置和课后巩固做好重新调整，更多地把主动权和主体性还给学生，启发他们的自主学习和思考的能力。[2]教师也可以抛出一个全新的信息技术问题，带领学生一起讨论和分析，教师在与学生交流的过程中，能够感受到学生的学习疑点，在解答问题的过程中，自己对于教学的理解也更加深刻，也是对教学过程进行反思的一个很好的方法。如果教师有更好地与学生一起体验技术和实践的机会，教师一定要参与其中，并且对实践成果进行检验和反思，这样才能够实现共同进步。

（四）加强人工智能的辅助教学

现如今，网络资源是非常丰富的，为了改善当前很多学校信息技术课堂教学的困境，必须要更多地转变仅限于理论教学和上机简单操作的模式，积极挖掘网络资源，利用人工智能进行辅助教学。在传统的信息技术教学中，有关于人工智能的教学内容较少，如果能够充分利用网络资源，能够将更多新的技术内容融入信息课堂教学中，是丰富教学内容很好的方式。在实际的课堂教学过程中，很多教师就会利用计算机进行辅助教学。通过计算机向学生简单介绍有关人工智能的基础知识、发展动态，以及查询相关资料的渠道，并且通过课件的形式展现，学生通过图文并茂的方法，能够更加实在地感受到人工智能发展速度之快，也能够充分激发很多学生，尤其是男生对于计算机技术探索的兴趣，充分改善了传统教学观念下课堂的无趣。就比如，教师可以以咱们通常玩的两款相似的小游戏进行对比，思考两款游戏的独特性，以及它们分别有怎样的控制方式，也能够给上面提到的Scratch 项目设计提供一定的思路，这就实现了对知识的思考。

（五）引导学生主动了解人工智能

首先初中信息课程的教学是离不开教材的，这也是教师教学的主体内容，到那时也不能够只依靠单一的教材进行教学，还需要更多地从网络的信息资源中获取重要的资源作为参考，充分实现两者的结合。教师需要引导学生在网络上对最新的教学资源进行自主学习和浏览，并且在课堂上教师可以适当做出一些提问，这也能够引起学生对人工智能知识学习的关注。在课堂教学中，教师结合学生了解到的知识和已有的理解，做一定的解释，能够更好地实现对教材学习的补充，也加深了对人工智能知识学习的了解。[3]比如，教师可以建议感兴趣的学生组成信息技术探究小组，各组内每一段时间内都有特别的研究和学习主题，并且也鼓励小组将所探索得到的知识，带到课堂上进行分享交流，有利于对人工智能知识的全方面掌握和学习。而且在持续的交流和分享过程中，教师和学生的共同进步也会推动课堂教学效率的提升。

结语

综上所述，在人工智能快速发展的背景下，初中信息技术的教学也应该顺应发展趋势，发挥学生自主学习和思考的主动性，创造课堂教学的活力，更加注重对学生综合信息素养提升的培养，着重关注学生对于计算机相关知识的认知程度，努力提高其逻辑思维能力，力求实现课堂效率的提升和学科的互补提升。在学生主动参与课堂和课后实践的过程中，更好地了解人工智能技术，也可有效激发学生的创新能力和创新思维习惯，对学生的持续进步有很大的帮助。