人工智能背景下中学信息技术教育探究

马晓龙

2017年，国务院发布了《新一代人工智能发展规划》，意味着人工智能的发展逐步受到重视。因此，信息技术教育也开始关注人工智能相关的内容。

一、人工智能对中学信息技术教育的重要意义

目前，为了适应新时代人工智能技术的发展，部分中学开始针对信息技术教育进行深入改革，组织开展将人工智能融入教育的研究工作，力求实现人工智能与传统课程的有效结合，确保信息技术教育跟上时代步伐，使学生掌握更为前沿的信息技术知识并实现信息素养的提高，助力学生的未来发展[1]。

人工智能是计算机学科发展出的一个新分支，其将计算机模拟技术与人类智能进行了充分融合，可以协助人类进行推理、设计、验证及规划工作，解决许多复杂的问题。人工智能和一般信息技术不同，将其融入中学信息技术教育，可以丰富相关教育活动，让学生有机会感知、体验人工智能技术，了解更多的结构性与半结构性知识，从而锻炼创新思维，提升信息敏感度，掌握更多信息技术的应用技能。同时，人工智能与教育的结合，也能进一步丰富学科内容，推动中学信息技术教育改革的发展。

二、中学信息技术教育现状

在人工智能背景下，我国的中学信息技术教育还处于起步阶段，面临着许多困境，具体包括三点。

（一）相关教育资源的分配存在不合理的情况

中学信息技术教育资源主要包括教学资源和师资两个方面，但同时也涵盖了硬件配置的资源及政策支持性资源。而当前的主要问题是，不同地区和不同学校的教育资源存在分配不合理的情况。该问题受到了许多因素的影响，例如我国东部沿海地区的经济发展速度颇快，在一定程度上带动了教育、文化等方面的发展，形成了深圳、上海等众所周知的优质教育区，这也导致不同地区的教育差距愈发显著[2]。

（二）课程更新不及时，重视度不够

在信息技术教育课程体系方面，许多地区的中学都更新得不够及时和完善。信息技术可以说是当前社会中发展速度最快的技术。而大多数中学的信息技术课程教学，虽然能够让学生掌握一定的基础信息技术，却无法让学生接触到时代前沿的信息技术。在教学对象方面，家长和学生受到传统学科体制的影响，普遍认为应当优先掌握语数外等学科，而将其他学科置于次要位置，甚至将学习信息技术等学科的时间也用在语数外的学习上，直接影响了信息技术教育改革的进展。

（三）教师队伍的理论性与实践性创新不足

中学信息技术课程的许多内容开发时间较晚。人工智能这部分教学内容就是近些年随着该项技术的发展而增添的，其配备的教师队伍有许多可改进之处。比如，在理论教学方面，部分教师只是通过网络了解到一些基础的人工智能信息，未能深入地对相关的理论知识进行研究，更难以在教学中应用人工智能相关的理论；而在实践教学方面，一些中学没有提供人工智能相关的教学实践基地，再加上教师本身的实践能力不足，导致信息技术课程的教学改革无法有效落实。

三、人工智能背景下的中学信息技术教育发展路径

（一）创建融入人工智能教育的特色课程

在人工智能背景下，信息技术教育必然要做出改变，最重要的是要融入人工智能教育思想。因此，应当在现有学科课程体系的基础上创建以人工智能为特色的课程，带动信息技术教育在新时代的可持续发展，这不仅有利于开发出实用性更强的计算机程序，还有利于提高人才的信息技术水平。例如，对于中学信息技术教育而言，在创建人工智能类课程时，需要把握哲学及伦理学的内容，同时需要组建具有一定技术应用水准的信息技术教师团队。人工智能特色课程的开展，应当以促进学生全面发展为主要目标，保证发挥教学的真正价值[3]。

第一，可在开展课程教学时采用分层法，促进人工智能教育和当前信息技术教学的充分结合，尽量满足当下中学生的实际需求。教师应当对人工智能理论进行深入研究，制定具有特色课程体系的科学教学方案。由于目前中学生对信息技术基础知识的掌握程度不一致，其在学习更高级的人工智能知识时，面临的学习难度也不尽相同，其中一些学生可能会由于学习困难而失去对新课程的兴趣。为了解决这些问题，教师可以设计针对不同层次学生的学习方案，照顾到每一名学生，保证融入人工智能教育的特色信息技术课程获得良好效果。在具体教学过程中，针对学习能力较强的学生，教师可以开展智能机器与程序编写的教学；而针对信息技术基础较薄弱的学生，教师则可以将教学重点放在基础概念的讲解方面。在开展人工智能信息技术分层教学之前，教师需要做好相应的准备，可采取调查问卷等方式详细了解学生的知识结构，问卷内容包括学生的信息技术学习情况、兴趣等；同时也可让学生进行上机模拟考试，了解其计算机知识基础水平。在调查结束之后，教师要依据学生的兴趣爱好和基础知识水平对学生进行分层，但不宜分层过多，比如可以划分为A、B、C三层。接下来，教师要针对不同层次的学生运用不同的教学策略：针对C层学生要采用“稳扎稳打、耐心教导”策略，帮助学生打好基础；针对B层学生要督促其学好理论知识，并加大技能训练力度，激发其学习兴趣；针对A层学生则应采用偏技能教学的策略，可将其培养为信息技术特长生，为日后成为相关领域的优质人才打下基础。

第二，可利用案例教学法帮助学生深化对课程知识的理解和认知。融入人工智能教育的特色信息技术课程的教学重点在于进一步深化学生对课程知识的理解和认知，帮助学生对课程知识进行掌握、运用，让学生在学习信息技术内容的同时，实现创新能力的提高。因此，信息技术教师可以借助一些生活化的案例开展人工智能特色课程教学工作，但是选取的案例需要符合学生的理解水平，并与教学要点相契合。比如，当前许多短视频软件就是利用大数据及人工智能技术收集用户对某一界面的浏览时长、点赞数、评论数等信息的，然后分析用户的喜好。教师可以引导学生亲自试用这种软件，从而加强学生对人工智能知识的理解。再比如，为了激发学生对人工智能领域的兴趣，教师可以为学生播放科幻电影《终结者》中的智能机器人片段，让学生对人工智能产生好奇。同时，教师还可以收集一些人工智能的街舞比赛等视频，帮助学生开阔眼界，进一步深化对人工智能知识的理解和认知。

第三，可以问题来驱动融入人工智能教育的特色信息技术课程的教学工作。对于中学信息技术课程来说，人工智能教育相关的内容是十分新颖的。要想有效利用这些内容提升学生的信息素养，需要打破传统的教学模式，如可以将问题任务作为课程教学开展的驱动力。在实际教学过程中，教师可以在课堂上提出一些人工智能项目问题，激发学生的探索欲望。教师也可将学生划分为不同的项目小组，让学生以小组合作的形式进行学习，从而提高学生综合素养。例如，教师可以提出符合学生认知水平的问题：“由于节能、绿色、环保是当前社会发展的重要理念，目前许多地方开始使用智能灯。但是智能灯与传统照明灯有着很大的不同，你知道智能灯有什么样的特点吗？知道它控制发光的原理吗？”教师可以利用这类问题引出相关的人工智能知识，再让学生利用可视化工具了解智能灯的具体设计，然后将学生划分为几个小组，使其通过分工协作进行智能灯的设计与展示，最后带领学生绘制思维导图，总结回顾课程知识点。

进一步开拓中学信息技术教育的新领域，不仅可以拓宽学生的视野，还有利于提高教师团队的专业水平。因此，将人工智能教育融入信息技术课程教学是未来发展的主要趋势。

（二）整合人工智能教学资源并建立兴趣实验室

人工智能背景下，中学信息技术教育还应当全面整合人工智能教学资源，不再局限于传统教育领域。由于中学信息技术课程在很长一段时间内都采用以教师讲解为主的授课方式，尽管学生有机会上机学习，但接触到的人工智能知识较为有限，难以进行深入学习。对此，信息技术教师可以广泛搜集网络上的人工智能教学资源，全面整合后融入课堂教学，让学生对人工智能知识的理解更为深刻。比如，教师可以利用网上的人工智能教学资源制作课件，并在课堂上为学生进行演示。同时，教师还可以搜集人工智能发展的最新动态新闻，在课堂上为学生介绍，激发学生的学习热情[4]。

此外，学校也有必要建立人工智能兴趣实验室。中学是一个较为特殊的阶段，大部分中学生都具有丰富的创造力和想象力，能够快速接受新理念和新事物。因此，这个阶段的教育应当积极利用一切资源来激发学生的兴趣，为学生创造人生中难忘的学习历程。这样不仅有利于学生的未来发展，而且对整个社会的发展也很有意义。因此，在中学建立人工智能兴趣实验室具有重要的意义。这种兴趣实验室的规模无须太大，但一定要具有奇特性、创意性，能够让学生产生新鲜感并愿意主动进入实验室学习，从而推动中学信息技术教育的进步。以兴趣推动信息教育，也能让学生更好地学习人工智能知识，更好地面对未来的科技发展。当前许多地区的中学都已经建成了多元开放的人工智能实验室，并在实验室中开展了系列活动，进一步提升了学生在操作机器人及编程等方面的能力。同时，这种富有科技感的学习空间，使许多中学生对人工智能产生了浓厚兴趣，有利于其未来的发展，也促进了中学信息技术教育的现代化。比如，上海的一些中学和当地科技企业共同开设了科创班，建立了人工智能实验室，包括物联网实验室、无人机车实验室等，为学生开展多学科科创活动提供了平台。同时，一些学校还积极承办了有关人工智能的创新竞赛，为不同学校之间的交流奠定了基础。

随着时代的发展，社会的信息化程度也在不断提升，几乎人人都能应用信息技术，尤其是年轻一代的人才，对于基础信息技术的操作已经较为熟悉。面对这种情况，教育部门应从人的本质出发，以中学这一特定教学阶段为落脚点，革新传统信息技术教育观念，为人工智能教育奠定基础，从而保证学生在未来实现更好的发展。

（三）重视专业教育人才的培养

目前的国家规划已然将人工智能的发展作为重点。而在中学信息技术教育方面，需要更为专业的人工智能教育人才来开展工作，切实保证信息技术教育与时代新技术接轨。因此，要重视专业人才的培养，为相关教育教学工作的推进奠定基础。各中学可以从自身发展的实际情况出发，不断完善人工智能信息技术教育团队，遵循“一引、二强、三综”的人才培养原则，即尽可能地从研究机构或高校引进人工智能教育人才，进一步强化对本校信息技术师资人才在人工智能思想观念、知识、技能等方面的培训，从而培养教师的跨学科教学理念，提升其教学水平。

不同地区、不同中学的实际发展情况有所差异，在人才培养方面的投入也不完全相同，但都需要结合人工智能的发展轨迹，促进信息技术学科教育工作的创新。无论是引入研究机构的人才还是刚毕业的专业学生，无论是在国内进行教师队伍培训还是组织教师去往国外参与培训，都需结合具体情况，但只要一步步地实施，就可以推动中学信息技术教育的有效转型。

综上所述，人工智能已经成为国家重要的发展战略。在这种背景下，信息技术教育领域也开始重视人工智能的教育，实施了教育教学的深入改革。本文提出了人工智能背景下的中学信息技术教育发展路径，即创建融入人工智能教育的特色课程，整合人工智能教学资源并建立兴趣实验室，重视专业教育人才的培养。开展基于人工智能的信息技术教育，符合新时代教育的发展趋势。