高中信息技術(shù)課程中的人工智能教學(xué)

許華

【摘 要】高中信息技術(shù)課程中的人工智能教學(xué)能夠全方位的培養(yǎng)AI人才，讓學(xué)生認(rèn)識體驗(yàn)人工智能的知識、技術(shù)、語言特征和工作原理，豐富學(xué)生信息技術(shù)知識。人工智能教學(xué)有助于強(qiáng)化學(xué)生應(yīng)用人工智能的意識和能力，加快學(xué)生個(gè)性化和創(chuàng)新化學(xué)習(xí)，發(fā)展學(xué)生邏輯思維能力，完善學(xué)生信息技術(shù)核心素養(yǎng)。本文將具體探究如何在高中信息技術(shù)課程教學(xué)中有效開展人工智能教學(xué)模式展開闡述。

【關(guān)鍵詞】高中信息技術(shù);人工智能;教學(xué)策略

高中信息技術(shù)中的數(shù)據(jù)與計(jì)算，信息系統(tǒng)與社會其中涉及大量有關(guān)人工智能的內(nèi)容，“人工智能”是當(dāng)下社會的熱點(diǎn)詞匯，物聯(lián)網(wǎng)，云計(jì)算，大數(shù)據(jù)等的應(yīng)用開發(fā)離不開人工智能，人們生活中經(jīng)常用到的工具如語音識別，機(jī)器翻譯，符號運(yùn)算，智能機(jī)器人等都是人工智能技術(shù)下的產(chǎn)物，人工智能開發(fā)應(yīng)用已成為不可阻擋的時(shí)代潮流與趨勢。教師在高中信息技術(shù)課程教學(xué)中開展人工智能教學(xué)有利于加深學(xué)生對人工智能的認(rèn)識與了解，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)體驗(yàn)人工智能系統(tǒng)基本過程與方法中強(qiáng)化學(xué)生信息技術(shù)核心素養(yǎng)，全方位的培養(yǎng)信息技術(shù)課程中的AI人才，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)，應(yīng)用信息技術(shù)，開發(fā)信息技術(shù)的興趣與動(dòng)力，鼓舞學(xué)生在信息技術(shù)方面取得更長足的進(jìn)步。

一、采用問題式教學(xué)法，強(qiáng)化學(xué)生邏輯思維

人工智能的開發(fā)與應(yīng)用由問題解決目的而來，編程計(jì)算，數(shù)據(jù)分析，信息社會想法應(yīng)用都能幫助人們更好的利用人工智能解決生活中的問題。教師在信息技術(shù)課程中采用問題式教學(xué)法給學(xué)生滲透人工智能知識，可以讓學(xué)生在問題解決探究中親身體驗(yàn)人工智能的魅力，有助于強(qiáng)化學(xué)生的邏輯思維和編程能力，讓學(xué)生以問題驅(qū)動(dòng)為導(dǎo)向進(jìn)行層層遞進(jìn)，循序漸進(jìn)，由淺入深的思考和探究，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造精神與探索精神。

例如，在教學(xué)《探秘人工智能》這一課中，教師給學(xué)生播放一則東方衛(wèi)視的新聞，新聞中主要介紹生活中的各類機(jī)器人，這些機(jī)器人有的能跳舞，有的能射箭，有的能踢足球，有的能打掃家務(wù)，各類新型的機(jī)器人出現(xiàn)服務(wù)于人們的日常生活中，使得人們的生活水平質(zhì)量不斷提升。教師讓學(xué)生思考這些機(jī)器人工作的本質(zhì)是什么？學(xué)生經(jīng)過思考回答道是人工智能。接著，教師再提問學(xué)生什么是人工智能？人工智能的英文縮寫是什么？21世紀(jì)三大尖端技術(shù)是什么？人工智能之父是誰？人工智能的實(shí)質(zhì)是什么？在教師層層遞進(jìn)，由淺入深的問題下，學(xué)生進(jìn)行自主思考，有效鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力，讓學(xué)生作為信息技術(shù)人工智能知識的學(xué)習(xí)者和研究者，改變以往信息技術(shù)教學(xué)中學(xué)生“只學(xué)不思”的現(xiàn)象。在教師問題驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向的人工智能教學(xué)模式下，學(xué)生了解到人工智能的工作原理和基本特征。教師讓學(xué)生暢想100年后的社會人工智能會有怎樣的發(fā)展？人們的生活會發(fā)生怎樣的變化？對學(xué)生插上自由想象的翅膀，讓學(xué)生根據(jù)自己對人工智能開發(fā)應(yīng)用的認(rèn)識暢想人工智能未來對現(xiàn)實(shí)生活中的巨大影響，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)、應(yīng)用、開發(fā)信息技術(shù)的思想情感。

二、采用案例式教學(xué)法，提升學(xué)生理解能力

教師在信息技術(shù)課程中開展人工智能教學(xué)采用案例式教學(xué)法可以讓學(xué)生在具體、真實(shí)、詳盡、生動(dòng)的案例中加深對人工智能知識開發(fā)應(yīng)用的認(rèn)識，讓學(xué)生更加直觀形象的體驗(yàn)人工智能算法原理與應(yīng)用，拉近學(xué)生與人工智能的距離。改變學(xué)生傳統(tǒng)印象中“研究人工智能是科學(xué)家的事情”的想法，讓學(xué)生在難度適中、趣味性強(qiáng)、新穎獨(dú)特的案例中感受到人工智能具體應(yīng)用，問題解決的強(qiáng)大功能，產(chǎn)生對運(yùn)用人工智能的興趣。

例如，教師通過案例教學(xué)法帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)人工智能領(lǐng)域，感受人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展。著名的人機(jī)對弈事件如1996年深藍(lán)戰(zhàn)勝國際象棋世界冠軍加里卡斯帕羅夫，2011年沃森戰(zhàn)勝綜藝節(jié)目《危險(xiǎn)邊緣》最高獎(jiǎng)金得主連勝紀(jì)錄保持者，2016年阿爾法圍棋戰(zhàn)勝世界圍棋冠軍李世石，2017年準(zhǔn)星數(shù)學(xué)高考機(jī)器人憑借自身的人工智能程序解題在兩個(gè)小時(shí)的考試時(shí)間內(nèi)作答多份試卷，2017年Aidam智能教育機(jī)器人以直播方式與六名高考狀元同臺pk，按照得分標(biāo)準(zhǔn)取得最終成績，狀元AI機(jī)器人挑戰(zhàn)高考作文并擊敗數(shù)位作家。在真實(shí)的人機(jī)對弈案例下，學(xué)生感受到人工智能在相關(guān)概念應(yīng)用領(lǐng)域中的飛速發(fā)展和強(qiáng)大應(yīng)用，教師給學(xué)生解釋人工智能之所以能出色的與人類進(jìn)行對應(yīng)源自于人工智能的啟發(fā)式搜索上。深藍(lán)計(jì)算機(jī)存放近百年的棋譜記錄，在與卡斯帕羅夫?qū)?zhàn)時(shí)可以對海量的實(shí)戰(zhàn)棋譜記錄進(jìn)行啟發(fā)式搜索，利用已有知識根據(jù)實(shí)際問題構(gòu)造出推理路線，不斷自動(dòng)調(diào)整搜索方向，從而不斷解決問題，取得勝利。在相關(guān)案例的輔助下，學(xué)生對教師所講解的內(nèi)容理解的更加直觀形象，提高學(xué)生對人工智能的認(rèn)識及所學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)效率。

三、采用探究式教學(xué)法，創(chuàng)設(shè)良好探究氛圍

教師采用探究式教學(xué)法給學(xué)生開展人工智能教學(xué)，帶領(lǐng)學(xué)生親身參與體驗(yàn)人工智能在當(dāng)代社會中的強(qiáng)大作用，深化學(xué)生對人工智能的認(rèn)識與理解，讓學(xué)生看到人工智能在未來光明的應(yīng)用前景。營造主動(dòng)創(chuàng)新的信息技術(shù)學(xué)習(xí)氛圍，讓學(xué)生在探究活動(dòng)、情境創(chuàng)設(shè)、互動(dòng)交流中開展高效的信息技術(shù)學(xué)習(xí)。教師基于學(xué)生的理解能力與操作能力給學(xué)生涉及人機(jī)對話、機(jī)器翻譯、圖像識別、符號運(yùn)算、專家系統(tǒng)、語音識別、智能游戲等教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生在實(shí)際體驗(yàn)操作中不斷強(qiáng)化信息技術(shù)核心素養(yǎng)。

例如，教師將學(xué)生分為三組，第一組學(xué)生訪問自然語言處理網(wǎng)站，讓學(xué)生嘗試與人工智能進(jìn)行對話;第二組學(xué)生與五子棋進(jìn)行對弈，讓學(xué)生感受人工智能的思維力與智慧性;第三組學(xué)生登錄在線翻譯網(wǎng)站，讓人工智能將所給出的句子進(jìn)行英漢互譯。在人工智能現(xiàn)實(shí)操作應(yīng)用體驗(yàn)后，教師讓學(xué)生在組內(nèi)談一談對聊天機(jī)器人的認(rèn)識，思考聊天機(jī)器人是如何回答自己的問題的，讓學(xué)生想一想電腦是如何下棋的，讓學(xué)生評判在線翻譯效果如何。學(xué)生在自主學(xué)習(xí)，合作探究的模式中認(rèn)識到人工智能在生活中的不同應(yīng)用，總結(jié)到人工智能不能完全代替人類，但可以為人類服務(wù)，成為人類生活工作方面的得力伙伴。教師讓學(xué)生根據(jù)以上的人工智能體驗(yàn)活動(dòng)想一想生活中還有哪些人工智能應(yīng)用的體現(xiàn)形式，教師讓學(xué)生以小組為單位進(jìn)行討論，每組選出一個(gè)代表進(jìn)行發(fā)言。學(xué)生回答到搬家公司可以應(yīng)用搬家機(jī)器人，物流機(jī)器人，自動(dòng)駕駛機(jī)器人可以駕駛汽車，環(huán)境測試中可以應(yīng)用水下機(jī)器人等。學(xué)生發(fā)表完自己的看法后，教師補(bǔ)充人工智能的應(yīng)用還包括模式識別，機(jī)器翻譯，機(jī)器對弈，專家系統(tǒng)，機(jī)器人智能代理，幫助學(xué)生更加全面深刻的理解人工智能在各行各業(yè)的發(fā)展應(yīng)用及前景。

總之，高中信息技術(shù)課程中的人工智能教學(xué)可以讓學(xué)生充分體驗(yàn)和認(rèn)識人工智能知識技術(shù)，語言特征，工作原理，現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，發(fā)展前景。在開展人工智能教學(xué)模式中，注重學(xué)生的體驗(yàn)與感受，以啟發(fā)式、問題式、案例式等融合教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考、質(zhì)疑、探究，創(chuàng)新可以強(qiáng)化學(xué)生信息技術(shù)學(xué)習(xí)的主體地位作用，完善學(xué)生的學(xué)習(xí)素養(yǎng)與能力。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李欣，楊磊，儲開松，薛鋒，肖經(jīng)林.信息技術(shù)教學(xué)中“互聯(lián)網(wǎng)+”的有效研究[A].《教師教學(xué)能力發(fā)展研究》科研成果集（第十六卷）[C].2018年

[2]盧光祥，陳明陽，岑華，楊成進(jìn).合理利用信息技術(shù)，創(chuàng)新課堂教學(xué)模式[A].《教師教學(xué)能力發(fā)展研究》科研成果集（第三卷）[C].2017年