基于人工智能的小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)研究

劉 波

(內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市包鋼四小 內(nèi)蒙古包頭 014000)

在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中應(yīng)用人工智能主要是指在講授教材知識(shí)的基礎(chǔ)上將人工智能的相關(guān)知識(shí)融合進(jìn)來，包括機(jī)器學(xué)習(xí)、知識(shí)獲取、自動(dòng)推理、搜索方法、計(jì)算機(jī)視覺、智能機(jī)器人和自動(dòng)程序設(shè)計(jì)等內(nèi)容，這就需要教師更加深入地了解人工智能，這是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)，將其應(yīng)用于信息技術(shù)教學(xué)中需要從教學(xué)觀念、教學(xué)方法、教學(xué)評(píng)價(jià)等方面采取策略，這樣才能更好地使學(xué)生了解掌握人工智能，將所學(xué)信息技術(shù)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐。

一、轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)課堂教學(xué)觀念

傳統(tǒng)觀念下的小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)主要是讓學(xué)生掌握基本的信息技術(shù)，了解我們周圍的信息世界，沒有注重將人工智能融入到教學(xué)中。所以，教師要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的課堂教學(xué)觀念，將人工智能與信息技術(shù)結(jié)合起來，使學(xué)生初步接觸機(jī)器人和相關(guān)程序的設(shè)計(jì)[1]。教師要在教學(xué)中尊重學(xué)生的主體地位，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，從他們的實(shí)際出發(fā)展示人工智能，使學(xué)生更好地接受、理解、掌握所學(xué)知識(shí)，并能將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際。這樣才能更好地使學(xué)生在學(xué)習(xí)信息技術(shù)的同時(shí)，激發(fā)他們對(duì)人工智能的興趣，為之后的深入學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ)。

例如，學(xué)習(xí)“生活中的信息技術(shù)”時(shí)，為了讓學(xué)生對(duì)信息技術(shù)有一個(gè)正確、全面的了解，以及明確信息技術(shù)在生活中有哪些應(yīng)用。所以，在教學(xué)過程中，筆者在新的教學(xué)理念下將相關(guān)的人工智能概念、內(nèi)容、應(yīng)用領(lǐng)域等與信息技術(shù)結(jié)合起來，使學(xué)生由淺入深地理解信息技術(shù)和人工智能，并有意識(shí)地留意生活中有哪些信息技術(shù)和人工智能的應(yīng)用，如數(shù)碼相機(jī)、電視、電腦、手機(jī)等，將這些生活中常見的物品與人工智能和信息技術(shù)相聯(lián)系，更好地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究。

二、將人工智能與教學(xué)結(jié)合

基于人工智能的小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)需要教師進(jìn)行高效備課，在認(rèn)真研讀教材、全面了解學(xué)生的基礎(chǔ)上，將人工智能與信息技術(shù)教學(xué)相結(jié)合，更好地提高教學(xué)有效性。首先是備教材，教師要了解小學(xué)信息技術(shù)教材中的內(nèi)容，明確大綱要求是使學(xué)生了解五彩斑斕的信息世界，描繪豐富多彩的計(jì)算機(jī)圖畫，制作生動(dòng)形象的卡通影片，玩轉(zhuǎn)妙趣橫生的益智游戲，然后制定具體的教學(xué)目標(biāo)，突破教學(xué)中的重難點(diǎn)知識(shí)，選擇合適的教學(xué)方法引入人工智能知識(shí)；其次是備學(xué)生，教師要提前知道學(xué)生對(duì)人工智能的了解，有的學(xué)生通過一些途徑已經(jīng)對(duì)人工智能有所了解，而有的學(xué)生還比較陌生，在這種情況下，教師就要進(jìn)行因材施教，更好地提高教學(xué)效率。

例如，學(xué)習(xí)“制作表格”時(shí)，需要學(xué)生能夠制作簡(jiǎn)單的表格，并在表格中輸入文字，對(duì)表格加以裝飾。筆者在教學(xué)前進(jìn)行高效備課，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)生動(dòng)有趣的情境，明確本節(jié)課的教學(xué)任務(wù)和重難點(diǎn)知識(shí)，讓學(xué)生能夠用不同的方法制作表格，然后與人工智能中的知識(shí)獲取、知識(shí)處理系統(tǒng)相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生通過上網(wǎng)瀏覽、下載、輸入文字等來制作、美化表格，讓學(xué)生無形中感受到人工智能在信息技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用。

三、豐富信息技術(shù)教學(xué)方法

要將人工智能與信息技術(shù)相結(jié)合，需要教師不斷豐富教學(xué)方法，通過多種形式的教學(xué)方式吸引學(xué)生參與教學(xué)，更好地感受到人工智能在實(shí)際生活中的應(yīng)用。教學(xué)方法的豐富可以是運(yùn)用多媒體教學(xué)法，教師可以將人工智能機(jī)器人呈現(xiàn)出來，給學(xué)生一個(gè)直觀的印象，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)編程知識(shí)的興趣；也可以運(yùn)用情境教學(xué)法，根據(jù)教學(xué)需要，創(chuàng)設(shè)不同的教學(xué)情境，促進(jìn)人工智能和信息技術(shù)的結(jié)合，更好地提高學(xué)生的編程能力和操作能力[2]。

例如，學(xué)習(xí)“旋轉(zhuǎn)、裁剪圖像”時(shí)，需要學(xué)生對(duì)圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和裁剪。在教學(xué)中，筆者先利用多媒體為學(xué)生呈現(xiàn)圖像旋轉(zhuǎn)和裁剪的過程及步驟，然后利用人工智能中的計(jì)算機(jī)視覺進(jìn)行識(shí)別、跟蹤和測(cè)量，對(duì)圖形做進(jìn)一步的處理，使電腦處理成為更適合人眼觀察或傳送給儀器檢測(cè)的圖像。這樣可以使人工智能體現(xiàn)在信息技術(shù)教學(xué)過程中。

四、引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)

學(xué)生在學(xué)習(xí)信息技術(shù)時(shí)主要是掌握運(yùn)用計(jì)算機(jī)實(shí)際操作的技能，對(duì)于不理解的內(nèi)容也是進(jìn)行死記硬背，學(xué)習(xí)方式被動(dòng)，而要在人工智能的基礎(chǔ)上進(jìn)行信息技術(shù)教學(xué)就需要轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，引導(dǎo)他們更積極主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)，這就需要通過人工智能培養(yǎng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生的興趣，將其內(nèi)容定位于個(gè)性塑造，滿足學(xué)生的愛好需求。這樣學(xué)生在主動(dòng)學(xué)習(xí)人工智能知識(shí)的過程中就能更好地了解機(jī)器人及相關(guān)程序制作，培養(yǎng)邏輯思維能力[3]。

例如，學(xué)習(xí)“初識(shí)機(jī)器人”時(shí)，需要學(xué)生了解機(jī)器人的產(chǎn)生、現(xiàn)狀和發(fā)展，利用課余時(shí)間收集更多關(guān)于機(jī)器人的資料，在這個(gè)教學(xué)過程中，可以更好地將人工智能與信息技術(shù)相結(jié)合。在人工智能領(lǐng)域，智能機(jī)器人是一個(gè)主要內(nèi)容，也是未來研究的主要方面，在信息技術(shù)教學(xué)過程中，將多種類型的機(jī)器人圖片為學(xué)生呈現(xiàn)出來，其中包括智能機(jī)器人，然后創(chuàng)設(shè)問題情境：生活中看到過機(jī)器人嗎？接著引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)中，讓學(xué)生思考機(jī)器人能夠?yàn)槿祟愖瞿男┦虑?，通過循序漸進(jìn)的提問，更好地使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。

五、開展人工智能實(shí)踐活動(dòng)

在人工智能的基礎(chǔ)上進(jìn)行信息技術(shù)教學(xué)需要學(xué)生能將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中，這就需要教師開展人工智能的實(shí)踐活動(dòng)。首先，教師要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到人工智能可以對(duì)人的意識(shí)、思維的信息過程進(jìn)行模擬，組織學(xué)生參觀科技館等實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生了解到人工智能的領(lǐng)域有哪些，進(jìn)一步開闊學(xué)生的眼界；其次，教師可以組織學(xué)生參與機(jī)器人大賽，讓學(xué)生學(xué)習(xí)組裝機(jī)器人，熟悉編程，完成機(jī)器人的跳躍、起立、翻跟頭等動(dòng)作，在這樣的實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生可以更好地感受人工智能，并更有興趣研究人工智能[4]。此外，學(xué)?？山M織人工智能講座，邀請(qǐng)相關(guān)專家為學(xué)生介紹人工智能的產(chǎn)生發(fā)展應(yīng)用等，使學(xué)生更加系統(tǒng)地了解人工智能與信息技術(shù)的關(guān)系，以及人工智能在未來生活中發(fā)揮著怎樣的作用。

六、完善信息技術(shù)教學(xué)評(píng)價(jià)

要在人工智能的基礎(chǔ)上開展小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)，需要教師進(jìn)一步完善信息技術(shù)教學(xué)評(píng)價(jià)，從多個(gè)方面、多個(gè)角度來評(píng)價(jià)學(xué)生，更好地實(shí)現(xiàn)人工智能與信息技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。首先，在評(píng)價(jià)主體上，人工智能的學(xué)習(xí)需要教師的指導(dǎo)，也需要學(xué)生的參與，所以教師和學(xué)生都要參與評(píng)價(jià)；其次，在評(píng)價(jià)內(nèi)容方面，在人工智能基礎(chǔ)上的信息技術(shù)教學(xué)需要從學(xué)生對(duì)人工智能的了解、掌握，對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，這樣才能更好地引導(dǎo)學(xué)生重視人工智能的學(xué)習(xí)[5]。

總之，在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中應(yīng)用人工智能符合素質(zhì)教育的要求，更側(cè)重于學(xué)生實(shí)踐能力的發(fā)展，這一過程需要教師和學(xué)生的共同努力，對(duì)信息技術(shù)教學(xué)內(nèi)容不斷調(diào)整，將其與人工智能有機(jī)結(jié)合，更好地培養(yǎng)滿足社會(huì)需要的人才，為學(xué)生以后的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。