淺析人工智能在高中信息技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用

黃維能

【摘要】隨著時(shí)代以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人工智能已成為目前最有發(fā)展前景的一個(gè)項(xiàng)目之一。但是，在教學(xué)過程中由于教學(xué)設(shè)施設(shè)備、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足等原因?qū)е氯斯ぶ悄茉谛畔⒓夹g(shù)課中開展不順利。因此，為加強(qiáng)信息技術(shù)教學(xué)中人工智能的應(yīng)用和普及，本文基于在高中階段開展人工智能教育的意義出發(fā)，通過分析目前教學(xué)現(xiàn)狀并提出具有針對(duì)性的教學(xué)對(duì)策，為當(dāng)前高中開展人工智能課程教學(xué)提供一定的參考意見。

【關(guān)鍵詞】人工智能教育;信息技術(shù)教學(xué);高中教學(xué)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，信息化人才的需求也逐漸增加。在高中階段，通過對(duì)學(xué)生進(jìn)行信息化教育，能夠使學(xué)生掌握一定的信息操作能力，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和思維能力。在高中信息技術(shù)課程中引入人工智能教育是目前教育改革的一個(gè)重點(diǎn)方向之一，通過在素質(zhì)教育背景和基礎(chǔ)下開展人工智能教育，能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，同時(shí)在高中階段開展信息技術(shù)教育，引入人工智能教育，也是現(xiàn)代化人才綜合能力的主要考核標(biāo)準(zhǔn)之一 。

一、人工智能在高中信息技術(shù)課程中開設(shè)意義和現(xiàn)狀

第一，人工智能在高中信息技術(shù)課程中開設(shè)意義。人工智能已經(jīng)逐漸覆蓋人們的生活、學(xué)習(xí)和生產(chǎn)。人工智能的發(fā)展離不開信息技術(shù)發(fā)展，為提高學(xué)生對(duì)人工智能的認(rèn)識(shí)和了解，在高中階段通過在信息技術(shù)學(xué)科中引入人工智能教學(xué)，通過開展相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，不僅能夠提高學(xué)生的信息技術(shù)學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)興趣，還能為將來人工智能發(fā)展奠定基礎(chǔ)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行人工人智能啟蒙教育，從而使學(xué)生適應(yīng)社會(huì)發(fā)展。在高中信息課程教學(xué)過程中引入人工智能知識(shí)點(diǎn)，能夠使學(xué)生在高中階段盡早地接觸和認(rèn)識(shí)人工智能的原理及相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，使學(xué)生能夠通過采取結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)的方式解決問題，促進(jìn)學(xué)生對(duì)人工智能解決問題的初步認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)語言的認(rèn)識(shí)和了解，盡早培養(yǎng)學(xué)生多角度、多維度思考問題的能力，提高學(xué)生的創(chuàng)新和解決問題能力，使學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到人工智能在今后發(fā)展過程中的趨勢(shì)。

第二，人工智能在高中信息技術(shù)課程中開設(shè)現(xiàn)狀。就目前而言，在高中信息技術(shù)課程中開展人工智能教學(xué)仍然存在一定困難。一是高中對(duì)信息技術(shù)教學(xué)重視度較低，學(xué)校設(shè)施設(shè)備無法滿足人工智能教學(xué)基本要求;二是高中階段很多學(xué)生和教師缺乏對(duì)人工智能的了解和認(rèn)識(shí)，認(rèn)為人工智能屬于大學(xué)以后學(xué)的知識(shí)，屬于高深學(xué)科，對(duì)人工智能的學(xué)習(xí)興趣較低，缺乏一定的創(chuàng)新精神。由此可見，在高中階段，開展信息技術(shù)課程過程中引入人工智能教學(xué)是非常必要的，能夠使學(xué)生更好地了解人工智能的發(fā)展。

二、將人工智能更好地與高中信息技術(shù)教學(xué)結(jié)合策略

第一，加強(qiáng)學(xué)校軟硬件設(shè)施設(shè)備建設(shè)，提高對(duì)人工智能普及教育。為全面提高學(xué)校的信息技術(shù)教學(xué)能力，在高中信息技術(shù)課程開展過程中首先需要加強(qiáng)學(xué)校軟硬件設(shè)施設(shè)備建設(shè)，在教學(xué)過程中需要引入與人工智能教學(xué)相配套的教學(xué)設(shè)施和設(shè)備。例如，在教學(xué)過程中改善計(jì)算機(jī)的各項(xiàng)硬件設(shè)施，并對(duì)計(jì)算機(jī)的軟件進(jìn)行升級(jí)，同時(shí)提高學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)傳輸效率，購(gòu)置一些與人工智能相關(guān)的教學(xué)資料，為人工智能教學(xué)打下良好教學(xué)基礎(chǔ)。同時(shí)，在教學(xué)過程中還需要對(duì)學(xué)生和教師進(jìn)行人工智能普及教育。雖然在高中階段，信息技術(shù)課程僅為一門選修課，但是隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，信息技術(shù)、人工智能已經(jīng)逐漸覆蓋人們的生產(chǎn)、生活和學(xué)習(xí)中，因此非常有必要對(duì)學(xué)生和教師進(jìn)行相關(guān)知識(shí)普及教育。

第二，結(jié)合人工智能知識(shí)點(diǎn)，采取案例教學(xué)法。通過結(jié)合人工智能的知識(shí)點(diǎn)，教師在教學(xué)過程中需要結(jié)合教材內(nèi)容，并抓住信息技術(shù)課程中涉及到與人工智能有關(guān)的內(nèi)容，掌握相關(guān)教學(xué)點(diǎn)，對(duì)人工智能模塊進(jìn)行重點(diǎn)和詳細(xì)教學(xué)。同時(shí)，在教學(xué)過程中，教師需要結(jié)合人工智能知識(shí)點(diǎn)，采取案例教學(xué)法，使學(xué)生通過分析教學(xué)案例，認(rèn)識(shí)和了解人工智能，提高學(xué)生對(duì)人工智能學(xué)習(xí)興趣，感受人工智能魅力，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。例如，教師在進(jìn)行“算法基礎(chǔ)”教學(xué)過程中，通過引入教學(xué)案例，以“設(shè)計(jì)從A城市到B城市耗時(shí)最少的旅行方案路線方案“為例，通過分析在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)用信息技術(shù)和人工智能解決問題的重要性，在初步講解人工智能原理過程中，使學(xué)生通過多媒體設(shè)備等體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程中，提高學(xué)生對(duì)人工智能的學(xué)習(xí)興趣，并使學(xué)生通過案例教學(xué)的方式了解和認(rèn)識(shí)到人工智能在未來發(fā)展過程中的重要性。

第三，通過互動(dòng)教學(xué)在教學(xué)中設(shè)計(jì)相關(guān)的思考問題。在教學(xué)過程中，教師通過提出與人工智能緊密相連的問題，以問題為基礎(chǔ)通過介紹問題中涉及到的與人工智能相關(guān)的原理和知識(shí)，提高學(xué)生對(duì)人工智能的了解，使學(xué)生通過解決問題，獲取更多與人工智能有關(guān)的知識(shí)。例如，在進(jìn)行“數(shù)學(xué)處理與可視化表達(dá)”過程中，教師通過向?qū)W生進(jìn)行提問“什么是大數(shù)據(jù)？”“數(shù)據(jù)是如何進(jìn)行采集的？”“怎樣進(jìn)行數(shù)據(jù)分析？”“數(shù)據(jù)的可視化表達(dá)是什么？”等問題，通過在教學(xué)過程中以“網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物平臺(tái)客戶行為數(shù)據(jù)分析和可視化表達(dá)”為例，通過講解，使學(xué)生能夠在課例講解過程中尋找問題的答案，從而提高學(xué)生對(duì)人工智能的了解和認(rèn)識(shí)。

第四，通過項(xiàng)目設(shè)計(jì)開展人工智能教學(xué)。為全面提高學(xué)生在信息技術(shù)教學(xué)中對(duì)人工智能學(xué)習(xí)興趣，教師在教學(xué)中通過采用項(xiàng)目設(shè)計(jì)的方式開展教學(xué)，能夠使學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用中認(rèn)識(shí)和了解人工智能。項(xiàng)目設(shè)計(jì)教學(xué)法主要是以學(xué)生為主體，通過自主探究的方式，以項(xiàng)目設(shè)計(jì)、情景教學(xué)等為主，對(duì)相關(guān)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行活動(dòng)設(shè)計(jì)，從而提高學(xué)生對(duì)人工智能的實(shí)際應(yīng)用能力。例如在開展“程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”教學(xué)過程中，教師通過創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，假設(shè)學(xué)生都是IT公司程序設(shè)計(jì)員，通過制定相關(guān)的工作任務(wù)，將教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為具體的程序設(shè)計(jì)項(xiàng)目，以“設(shè)計(jì)購(gòu)買紀(jì)念品的最佳方案”為例，通過分析和講解程序設(shè)計(jì)語言的基礎(chǔ)知識(shí)，使學(xué)生掌握與Python有關(guān)的知識(shí)，對(duì)相關(guān)的常量、變量、數(shù)據(jù)類型以及運(yùn)算等進(jìn)行學(xué)習(xí)，并根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容開展項(xiàng)目設(shè)計(jì)，運(yùn)用順序結(jié)構(gòu)描述問題對(duì)“設(shè)計(jì)購(gòu)買紀(jì)念品的最佳方案”求解，從而提高學(xué)生的信息技術(shù)和人工智能的了解，提高學(xué)生創(chuàng)新能力。

綜上所述，在高中信息技術(shù)課程中開展人工智能教育能夠?qū)W(xué)生起到引導(dǎo)和啟蒙教育的作用，使學(xué)生能夠提早了解人工智能的作用和應(yīng)用領(lǐng)域，為將來發(fā)展做鋪墊。但是，由于學(xué)校的軟硬件設(shè)施設(shè)備跟不上，學(xué)生和教師對(duì)人工智能認(rèn)識(shí)不夠透徹以及缺乏相關(guān)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)等原因，導(dǎo)致高中階段人工智能普及教育開展不理想。通過在教學(xué)過程中加強(qiáng)學(xué)校軟硬件設(shè)施設(shè)備建設(shè)、提高對(duì)人工智能普及教育、結(jié)合人工智能知識(shí)點(diǎn)，采取案例教學(xué)法、結(jié)合人工智能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、通過互動(dòng)教學(xué)在教學(xué)中設(shè)計(jì)相關(guān)的思考問題以及通過項(xiàng)目設(shè)計(jì)開展人工智能教學(xué)等教學(xué)方式，能夠有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和對(duì)人工智能的學(xué)習(xí)興趣，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新教學(xué)。

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