中学信息技术教学渗透人工智能教育

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摘要：信息技术已经渗透到各行各业，不但方便了人们的衣食住行，还推动了社会生产力的发展。人工智能的出现开拓了信息技术发展的新局面，是中学信息技术教学的一项重要内容。人工智能技术能够改变以往的教育教学方式，废除以往机械式记忆、模仿的教学方法，提高教学效率。系统分析了信息技术教学与人工智能技术的关系，立足中学信息技术课程，探索人工智能教育策略。

关键词：中学；信息技术；人工智能；策略

人工智能技术是现代科技中的佼佼者，各个国家都在探索人工智能的发展方向，试图应用人工智能技术推动生产力发展。现阶段，人工智能技术还有很大发展空间，是影响国家发展的重要内容，开展人工智能教育非常有必要。人工智能技术与信息技术之间有着密不可分的关系，人工智能的发展必须建立在信息资源大量积累的基础上，要想开展人工智能教育教学，就必须借助信息技术的优势。

一、信息技术教学与人工智能技术的关系分析

1.人工智能技术是信息技术的发展方向

人工智能技术是科技最前沿的代表，人们很早就希望机器能够拥有人的思维和行为，为人类服务。如今，人工智能已不再新鲜，相关理论、技术都渐趋成熟，但是机器设备始终无法超越人类智慧，完全理想化的人工智能技术还不能实现。从技术构成方面看，人工智能属于计算机科学的一部分，该技术从智能的根本原理出发，实现了语言、图像的识别和处理，让机器拥有类似于人的反应。人工智能技术已经渗透到生活的各个方面，如智能语音机器人、智能家居、家政服务机器人等；人们网络购物、导航出行、玩游戏等，也都会用到人工智能，享受人工智能的服务。虽然很多领域都能见到对人工智能的应用，但是中学生对人工智能还不甚了解，有些学生甚至认为人工智能就意味着科幻片里描述的场景，不理解人工智能技术的原理。在这种情况下，渗透人工智能教育非常有必要。

2.信息技术是人工智能技术发展的基础

人工智能技术的实现首先需要大量的数据资源，进而应用人工智能的算法对数据进行处理，这需要信息技术的支持。从这个角度看，信息技术是人工智能技术的基础。在设备操作方面，人工智能技术的相关理论自20世纪50年代就已经产生，但是近十年才得到发展，这都是由于互联网技术、信息技术、计算机技术等获得了巨大发展，正是因为这些技术，人工智能的智能化操作才有了依托。为了更好地培养适应未来的人才，中学信息技术课程有必要渗透人工智能教育，学校和教师都应该充分重视起来，促进二者结合，切实提升学生的信息技术核心素养。

二、人工智能教育的目的分析

智能时代，各国都在加紧培养信息化人才、研究最高端的智能技术，我国也要抓住难得的发展机遇，在中学阶段融入人工智能教育，不断促进教育改革。在新课程改革背景下，中学信息技术教学需要引入最前沿的科技，让学生了解人工智能的基本理论，掌握其基本技术，从而提高整体的信息技术应用水平。

1.提升学生信息技术核心素养

人工智能教育可以丰富中学生的知识储备，让学生了解最前沿的科学技术，掌握先进技术手段，从而不断提高自身的信息技术核心素养。人工智能技术关系到国家发展，中学开展人工智能教育，可以调动青少年的学习热情，促进个性化学习，为国家发展建设培养创新型人才。对于学生个人发展来说，人工智能教育能够开阔学生眼界，引导学生从宏观角度看待新事物，不断学习先进理念，将创新思想付诸实践。《高中信息技术课程标准(2017年版)》中明确提出了要在教学中融入人工智能的相关理论知识。中学教师，应该以学生信息技术核心素养的提升为根本目的，在信息技术课程中增加人工智能的技术原理、概念等内容，引导学生亲身实践，并尝试构建简易的智能系统。

2.推动信息技术教学革新

人工智能教育能够推动中学信息技术教学革新，丰富该学科的教学内容，推动现代教育事业发展。在素质教育理念下，信息技术教学非常注重学生的综合素养培养，如对信息的敏感度、搜集信息的能力、信息技术应用能力等，人工智能教育的渗透可以有效提升学生的相关素养，让学生综合学习数学、计算机、信息学、哲学等学科内容，增强知识迁移能力，这些都与新课程改革的目标不谋而合。除此之外，人工智能技术还能直接应用于中学信息技术教学，辅助教学工作。在教学方案设计上，教师可以通过人工智能技术，采集全班学生的学习信息，综合分析学生特点、兴趣爱好、学习态度、接受能力等，从而制订个性化学习方案，及时反馈学生问题。人工智能可以进行语音识别、图像识别等，教师可以将其应用于作业批改，加快批改效率，从而提高教学管理的现代化水平。

三、中学信息技术中渗透人工智能教育的途径

1.分层教学

丰富教学内容对中学生来说，人工智能教育的渗透应该充分结合学生的知识基础，与现行的信息技术课程充分结合，此外还要契合中学生的学习需求。在开展人工智能教育之前，教师应该充分学习人工智能相关理论，构建人工智能课程体系，做好教学设计，保证人工智能教育开展的广度和深度。中学生基础知识掌握情况不一，有些学生基础较好，对人工智能技术有所了解，学习兴致高，但也有些学生基础较差，信息技术应用能力也较弱，缺乏学习人工智能的基础。针对这种情况，教师需要为学生建立个性化学习方案，采用分层教学法，照顾到每名学生，从而更好地开展人工智能教育。在分层教学中，教师可以将全班学生分为A，B，C三个层级，为不同层级的学生设计相应的人工智能教学内容。A层学生乐于接受新鲜事物，信息技术应用水平较高，教师可以对这部分学生开展人工智能算法教学，让学生充分了解人工智能技术的原理，引导学生编写程序，例如小游戏程序、错题本程序、背单词打卡程序等，这些都能锻炼学生，提高其人工智能技术应用水平。针对C层信息技术基础薄弱的学生，教师可以把教学重点放在人工智能概念理解、产品讲解等方面，让学生真正接触、体验人工智能，引导学生利用人工智能技术完成语音识别等学习任务，不断激发学生兴趣。针对中间的B层学生来说，教师可以适当降低编程教学的难度，引导学生完成比较简单的项目，给予学生宽松的学习环境。

2.案例教学

理解所学知识人工智能教育的渗透不应该局限于概念理解、算法等方面，教师要拓展人工智能教学的内容，透过生活案例来解读人工智能，让学生掌握其应用原理，不断提高自主创新能力。生活化的教学案例能够增强学生对人工智能技术的理解，教师要充分结合学生的年龄特点，注重案例和教学内容的契合度，充分把握教学目标。例如某商城购物网站应用大数据和人工智能技术，根据客户的点击量、购买数据、浏览时间等，对用户信息进行综合分析，包括用户的性别、职业类型、饮食喜好、购买能力、穿衣风格等，从而不断优化主页内容，为用户推荐适合的商品，并随时更新。还有一些短视频App，能搜集用户点赞数据、浏览时长等数据，科学分析用户喜好，呈现用户喜欢的内容。在拍摄视频的时候，智能技术能够对画面、文字等进行扫描，自动添加特效，呈现智能化的应用效果。教师可以引导学生应用这些App，浏览相关网站，并以这些案例为基础，剖析网站创建、软件设计中人工智能技术的应用方法，带领学生学习智能化技术的应用原理。案例教学法能够让学生身临其境，增强对人工智能技术的敏感性，将前沿科技与现实生活充分联系起来，促进信息素养的提升。

3.任务驱动

解决学习问题人工智能教育是一种新型的教学内容，中学信息技术教师也应该采用新型的教学方法，彻底摆脱照本宣科的形式，为学生设计多样化的学习内容，提出具体的智能项目设计任务，不断激发学生的探索热情。任务驱动教学法能够让学生在任务完成的过程中感受人工智能技术的应用，在教师指导下发现问题、解决问题，发挥创新能力，应用算法知识进行编程，增强实践操作水平。教师可以指导学生开发“校园人脸识别系统”，让学生了解人脸识别系统的构建流程、方法、操作步骤、所应用的具体技术等，通过人脸数据采集、程序设计等步骤，最终完成这一项目，并将其应用于校园管理当中。任务驱动教学法通常以小团体的形式展开，教师要将学生分成不同项目组，辅助学生做好方案设计，将整个实践项目分为前期、中期和后期，每个阶段都要形成开发设计报告；项目完成后，教师还要引导学生开展系统测评，在使用中发现存在的问题。人工智能教育具有较强的实践性特点，学生不但要了解人工智能的概念，掌握相关算法知识，还要将理论应用于实践，不断提高自主创新能力，在学习的过程中研发，在研发中提高。

四、结语

在新课程改革背景下，中学信息技术教学需要增加前沿科技，不断推陈出新，引入人工智能的相关概念和技术原理，不断提升学生信息技术核心素养。人工智能教育可以丰富信息技术教学内容，中学信息技术教师应该时刻关注人工智能技术的发展，引导学生掌握相关理论，学习算法知识，并应用合作探究的模式，增强人工智能技术的应用能力。

参考文献

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作者:侯冬梅 单位:江苏师范大学附属实验学校