從人工智能教學(xué)看高中信息技術(shù)教學(xué)的優(yōu)化

福建省長(zhǎng)汀第一中學(xué) 陳 文

以電子白板、動(dòng)畫軟件以及其他新媒體為代表的信息技術(shù)成為知識(shí)情境創(chuàng)設(shè)的工具，電子白板作為一種新型的多媒體工具，可以利用圖像、視頻、Flash 動(dòng)畫相輔相成，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。但是我們又對(duì)人工智能了解不深?，F(xiàn)實(shí)社會(huì)中，數(shù)據(jù)和信息無(wú)處不在，我們時(shí)刻處于數(shù)據(jù)和信息的包圍之中。

一、師生互動(dòng)中初識(shí)人工智能

由于人們的刻板印象，對(duì)于信息技術(shù)教育，人們一直秉持一種枯燥乏味的態(tài)度。學(xué)生在信息技術(shù)學(xué)習(xí)中缺乏主動(dòng)性，甚至習(xí)慣于被動(dòng)接受知識(shí)。但是基于人類的認(rèn)知規(guī)律，被動(dòng)輸入知識(shí)和主動(dòng)探索的學(xué)習(xí)效果大相徑庭。在本研究開(kāi)始前，我們?cè)?jīng)做過(guò)相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)調(diào)查，結(jié)果顯示：多數(shù)人對(duì)于信息技術(shù)沒(méi)有主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí)，甚至認(rèn)為只需要機(jī)械記憶原理即可。

本研究要解決的問(wèn)題就是改善學(xué)生信息技術(shù)學(xué)習(xí)“墮化”“鈍化”的現(xiàn)狀。在信息技術(shù)學(xué)習(xí)中，不少學(xué)生按部就班、循規(guī)蹈矩地按照教學(xué)大綱、教學(xué)課本、考試內(nèi)容學(xué)習(xí)，根本沒(méi)有創(chuàng)新性的學(xué)習(xí)內(nèi)容。由于學(xué)習(xí)方法過(guò)于僵化，學(xué)到的知識(shí)不夠靈活，經(jīng)常出現(xiàn)“馬虎大意寫錯(cuò)題”“勤勞寫題沒(méi)有用”等現(xiàn)象。

另外，通過(guò)展示智能玩伴小天機(jī)器人，讓學(xué)生體驗(yàn)并對(duì)其隨機(jī)提問(wèn)，激發(fā)學(xué)生的求知欲，引出主題，了解人工智能在日常生活、學(xué)習(xí)中的應(yīng)用領(lǐng)域。

二、從最直觀的多媒體輻射人工智能

在教學(xué)中，利用課本來(lái)講述畢竟效果有限，處在這個(gè)年齡階段，學(xué)生想象力也沒(méi)有特別豐富。如果用交互式多媒體來(lái)創(chuàng)設(shè)真實(shí)的環(huán)境，那么將會(huì)收獲較好的教學(xué)成果。教師帶領(lǐng)學(xué)生觀察Flash 動(dòng)畫中的探索步驟和探索網(wǎng)站指示，效果反饋很好，之前精力旺盛的學(xué)生也被筆者引導(dǎo)了學(xué)習(xí)節(jié)奏，認(rèn)真參與互動(dòng)，教學(xué)工作順利展開(kāi)，學(xué)生的知識(shí)掌握也得心應(yīng)手。在交互式多媒體時(shí)代下，教師可以通過(guò)先進(jìn)的設(shè)備進(jìn)行教學(xué)輔助，通過(guò)有趣的環(huán)境創(chuàng)設(shè)吸引學(xué)生；同時(shí)學(xué)生能用簡(jiǎn)單的語(yǔ)言表達(dá)自己的發(fā)現(xiàn)。結(jié)合動(dòng)態(tài)的畫面，學(xué)生進(jìn)行語(yǔ)言描述，教師給予充分的支持和引導(dǎo)，促進(jìn)孩子的語(yǔ)言發(fā)展。

除此之外，結(jié)合學(xué)生自身特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，按照順序進(jìn)行，同時(shí)融合新型教學(xué)思想和教學(xué)技術(shù)手段，提升經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)物展示和語(yǔ)言交流溝通，給學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境，并產(chǎn)生關(guān)于畫面、聲音的想象。

通過(guò)優(yōu)化教學(xué)的內(nèi)容結(jié)構(gòu)，根據(jù)學(xué)生的接受程度和感興趣程度同步調(diào)整授課內(nèi)容。同時(shí)，將信息化引入課堂，課件、動(dòng)畫、Flash 都是創(chuàng)設(shè)情境的有力工具，而音樂(lè)、交互式媒體是有效吸引學(xué)生注意力的“武器”。在一系列的教學(xué)輔助下，教師的授課水平提高，直接提升了學(xué)生的課堂參與度。

（一）深度解析人工智能

對(duì)新開(kāi)設(shè)信息技術(shù)的學(xué)生和家長(zhǎng)進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，調(diào)查結(jié)果顯示，人工智能的豐富性間接影響了學(xué)生信息技術(shù)學(xué)習(xí)的心情和積極性。因此，教師在信息技術(shù)學(xué)習(xí)中扮演著重要的角色。

教師以“組長(zhǎng)大朋友”的身份幫助學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)，并通過(guò)信息技術(shù)手段，比如微信、QQ 等方式與孩子進(jìn)行交流，讓學(xué)生體會(huì)大數(shù)據(jù)時(shí)代下人工智能對(duì)學(xué)習(xí)的催化和提升作用。

1.人工智能時(shí)代的家校合作

為家長(zhǎng)開(kāi)放信息技術(shù)適應(yīng)性教育小組溝通課堂，提供家長(zhǎng)與家長(zhǎng)、家長(zhǎng)與學(xué)校積極溝通平臺(tái)。教師主動(dòng)與家長(zhǎng)交流學(xué)生狀況，并指導(dǎo)家長(zhǎng)對(duì)于孩子學(xué)習(xí)行為的鼓勵(lì)措施以及家長(zhǎng)之間的相互溝通。

同時(shí)，學(xué)校和班級(jí)積極開(kāi)放微信交流平臺(tái)，以視頻和在線直播的方式讓家長(zhǎng)看到學(xué)生在校表現(xiàn)，并互相解難排憂，消除學(xué)生信息技術(shù)學(xué)習(xí)的緊張感，讓家長(zhǎng)對(duì)孩子產(chǎn)生信心，以此來(lái)增強(qiáng)孩子學(xué)習(xí)信心。

2.圖靈測(cè)試深化對(duì)人工智能的認(rèn)識(shí)

圖靈測(cè)試有益于深化學(xué)生對(duì)人工智能的認(rèn)識(shí)，豐富學(xué)生的知識(shí)體系，提高學(xué)生的認(rèn)知水平。學(xué)生確認(rèn)好以后教師繼續(xù)進(jìn)行下一個(gè)環(huán)節(jié)。出示“通關(guān)小任務(wù)”：以你畫我猜的形式進(jìn)行PK，將信息技術(shù)變得無(wú)比有趣，在黑板上劃分為“發(fā)散”和“拓展”兩個(gè)區(qū)域，將所有要素都寫上去，并通過(guò)在要素后面畫正字的方式來(lái)選出“人工智能課堂人氣物品”。

在我們班的實(shí)踐中，學(xué)生還出現(xiàn)了不同的意見(jiàn)，比如，絕大多數(shù)同學(xué)認(rèn)為圖靈測(cè)試是準(zhǔn)確的，但是少部分學(xué)生卻認(rèn)為相反。

通過(guò)觀察演示實(shí)驗(yàn)，發(fā)動(dòng)學(xué)生自主參與。人工智能的課程要求曾指出，發(fā)散學(xué)生思維、提升學(xué)生的信息技術(shù)能力。在你畫我猜和人氣物品推選的過(guò)程中，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣高漲，同時(shí)能很好地掌握人工智能知識(shí)。其實(shí)，在人工智能路徑的多元化思考上，以循循善誘的方式來(lái)進(jìn)行教學(xué)，設(shè)計(jì)新奇的教學(xué)方式和互動(dòng)環(huán)節(jié)，是改變?nèi)藗儗?duì)人工智能“枯燥乏味”的看法最有效的途徑。

（二）發(fā)散拓展人工智能，打造知識(shí)網(wǎng)

人工智能發(fā)展至今，已經(jīng)形成了成熟的體系和細(xì)化的分工。無(wú)論是為人類服務(wù)的學(xué)習(xí)輔助類人工智能，例如交互式白板、實(shí)時(shí)互動(dòng)類App，還是為人類生活便利服務(wù)的智能機(jī)器人，人工智能已經(jīng)滲透到我們生活的方方面面。對(duì)于教師教學(xué)而言，人工智能可以顯著優(yōu)化信息技術(shù)教學(xué)，優(yōu)化路徑可以從提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率和知識(shí)吸收水平，過(guò)渡到師生教學(xué)互動(dòng)效率的提升。

此外，簡(jiǎn)單介紹思維導(dǎo)圖及一種思維導(dǎo)圖App，如Mind master，并演示利用Mind master 制作思維導(dǎo)圖的方法。我們要用事實(shí)說(shuō)話，人工智能雖然沒(méi)有人文社科的細(xì)膩，但它是非常客觀的，具有非常嚴(yán)密的事實(shí)邏輯。從事實(shí)出發(fā)，就是不可辯駁的真理，人工智能就是這樣，使人明智。在人工智能教學(xué)的多元化路徑思考中，創(chuàng)新動(dòng)手實(shí)踐環(huán)節(jié)利用人的好奇好勝心理來(lái)推進(jìn)課堂進(jìn)程，不但對(duì)知識(shí)點(diǎn)的滲透有很大幫助，更重要的是可以明白人工智能本真的內(nèi)核。

三、利用人工智能優(yōu)化信息技術(shù)教學(xué)

說(shuō)一說(shuō)在現(xiàn)實(shí)生活中有關(guān)人工智能趣味的發(fā)明或創(chuàng)造。展示大數(shù)據(jù)應(yīng)用案例，如某夜某地上空鳥(niǎo)類遷徙軌跡圖、電商推薦商品、智能手環(huán)、無(wú)人駕駛汽車，體會(huì)大數(shù)據(jù)的魅力，進(jìn)而啟發(fā)教學(xué)方法的改善和大數(shù)據(jù)知識(shí)的普及。在此次多元化路徑思考中，不但重新站在教學(xué)多元立場(chǎng)上，更是走進(jìn)了學(xué)生的內(nèi)心，從此人工智能的世界也變得多姿多彩。

人工智能終于以被人們歡迎的形式出現(xiàn)，不再是冰冷的枯燥原理，不再是煩瑣的課堂任務(wù)，學(xué)生的參與度大大提升，人工智能神秘的大門敞開(kāi)，走趣味路線，符合實(shí)際情況。學(xué)生學(xué)習(xí)耐心和意志不足，邏輯類知識(shí)不受歡迎，是多元化人工智能教學(xué)的開(kāi)端之路。

學(xué)生上課都希望有很大的收獲。在此環(huán)節(jié)，有著很多的“干貨”，但學(xué)習(xí)過(guò)程并不“干”。有趣的教學(xué)環(huán)節(jié)以課堂師生互動(dòng)、生生互動(dòng)為互動(dòng)路徑，為建立以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心的課堂教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。你畫我猜是特別流行的互動(dòng)環(huán)節(jié)，此環(huán)節(jié)不但能熱絡(luò)學(xué)習(xí)氛圍，更重要的是大大提升了學(xué)習(xí)的熱情。在本次課堂上，平時(shí)內(nèi)向的學(xué)生都積極參與，筆者很開(kāi)心。

通過(guò)拋出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考。人工智能的本質(zhì)探索方法就是思考，學(xué)會(huì)自主思考，不靠教師灌輸知識(shí)，是學(xué)習(xí)最為基礎(chǔ)的要求。只有做到真正自主思考，才能學(xué)有余力。一開(kāi)始教師拋出遞進(jìn)式問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考，再通過(guò)自主設(shè)計(jì)，驗(yàn)證思考，最后得出結(jié)論，必定記憶深刻，有益于知識(shí)點(diǎn)的記憶和掌握。

運(yùn)用實(shí)際，從實(shí)際中來(lái)，到實(shí)際中去，人工智能也變得親民起來(lái)。學(xué)生對(duì)人工智能的抵觸之心有些始于人工智能的“不接地氣”，有一種不太和實(shí)際掛鉤的感覺(jué)。在本堂課上，直接用現(xiàn)實(shí)生活中的例子舉例，學(xué)生反而對(duì)大數(shù)據(jù)原理有了更多了解。學(xué)生的拓展思維是人工智能學(xué)習(xí)的關(guān)鍵，人工智能需要補(bǔ)充大量知識(shí)以及其中的關(guān)聯(lián)細(xì)節(jié)，才會(huì)學(xué)有余力。親民的人工智能搖身一變成為學(xué)生感興趣的學(xué)科。

人工智能原理是無(wú)窮盡的，但是人工智能思維和人工智能考查知識(shí)點(diǎn)是有窮盡的。最聰明的做法是厘清人工智能學(xué)習(xí)的主干，在充滿趣味的課堂上積極互動(dòng)，在提問(wèn)的問(wèn)題中錘煉思維。

在人工智能教學(xué)的多元化路徑思考中，運(yùn)用實(shí)際，拓展延伸，鋪設(shè)親民人工智能教學(xué)路線是必要的。人工智能教學(xué)優(yōu)化，前路漫漫，如筆者課堂一般的探索永不停歇。雖然現(xiàn)在對(duì)于如何選擇新的人工智能教學(xué)路徑?jīng)]有定論，但筆者堅(jiān)信，在上下求索中，人工智能教學(xué)最終會(huì)走出一條無(wú)比絢爛的路。