用AI教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)“互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用”教案

摘要：互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)推動(dòng)著人類的學(xué)習(xí)、生活和工作由線下到線上、由物理空間向網(wǎng)絡(luò)空間和數(shù)字空間的逐步遷移，標(biāo)志著人類社會(huì)由工業(yè)社會(huì)向信息化、智慧社會(huì)的一次全球性大遷徙。本模塊從互聯(lián)網(wǎng)視角關(guān)注信息科技對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)、生活和未來(lái)發(fā)展的影響，強(qiáng)調(diào)學(xué)生適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境發(fā)展的新形態(tài)、新業(yè)態(tài)，抓住社會(huì)變革帶來(lái)的機(jī)遇，提升對(duì)“沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)安全就沒(méi)有國(guó)家安全”的認(rèn)識(shí)。AI大模型可整合信息科技相關(guān)知識(shí)，引入前沿信息，確保教案內(nèi)容完整連貫且具有時(shí)代性，從而提升教案內(nèi)容的質(zhì)量，加深學(xué)生對(duì)互聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)新技術(shù)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生初步具備利用互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和計(jì)算思維方法解決學(xué)習(xí)和生活中各種問(wèn)題的能力，增強(qiáng)自覺(jué)維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全與秩序的意識(shí)和責(zé)任感，全面提升數(shù)據(jù)安全意識(shí)。

關(guān)鍵詞：生成式AI；大模型；信息科技教學(xué)；教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 論文編號(hào)：1674-2117（2024）22-0000-03

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，信息科技教育超越了單純的技術(shù)傳授范疇，轉(zhuǎn)而成為培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)、創(chuàng)新思維以及解決問(wèn)題能力的關(guān)鍵路徑。伴隨《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022版）》（以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”）的深度實(shí)施，構(gòu)建以學(xué)生為中心且注重創(chuàng)新的教學(xué)模式，探索如何開(kāi)展個(gè)性化教學(xué)以滿足學(xué)生的多樣化需求，以及如何創(chuàng)新教學(xué)策略提升教學(xué)效率，已成為當(dāng)前教育工作者需要深入探索的重要課題。

在信息科技教學(xué)中，利用AI教學(xué)系統(tǒng)不但能夠?qū)崿F(xiàn)個(gè)性化教學(xué)，提升教學(xué)效率，還能夠有力促進(jìn)教育公平，達(dá)成資源共享。

互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用的內(nèi)容要求與學(xué)業(yè)要求

在信息科技第四學(xué)段中，“互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用”是本學(xué)段的核心內(nèi)容，在信息科技的三至八年級(jí)的課程體系中起著承上啟下的作用。其中“互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用”的內(nèi)容要求分別為：（4）初步了解互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，知道網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的編碼、傳輸和呈現(xiàn)的原理。（5）在“互聯(lián)網(wǎng)+”情境中，體驗(yàn)在線學(xué)習(xí)、生活和交流的新模式，合理應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)提高學(xué)習(xí)與生活質(zhì)量。

根據(jù)新課標(biāo)要求，內(nèi)容要求（4）的“初步了解互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議”，主要意圖在于對(duì)互聯(lián)網(wǎng)背后的運(yùn)行機(jī)制和原理有系統(tǒng)、概要、直觀地了解。其重點(diǎn)是盡量以直觀、通俗、生動(dòng)的方式解釋主要互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（包括TCP/IP中的核心協(xié)議、萬(wàn)維網(wǎng)應(yīng)用協(xié)議）的運(yùn)行原理、功能和相互關(guān)系，以及常見(jiàn)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備（網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、終端、主機(jī)、服務(wù)器、路由器等）和應(yīng)用架構(gòu)（萬(wàn)維網(wǎng)的C/S架構(gòu)，基于HTTP的Web應(yīng)用）。內(nèi)容要求（5）主要強(qiáng)調(diào)“負(fù)責(zé)任地使用互聯(lián)網(wǎng)”，具體要求為合理應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)提高學(xué)習(xí)與生活質(zhì)量，學(xué)會(huì)安全使用互聯(lián)網(wǎng)，體會(huì)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新對(duì)未來(lái)生活發(fā)展的主要意義。

利用AI教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)常規(guī)教案

根據(jù)新課標(biāo)要求，互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)互聯(lián)協(xié)議（一組共同約定并遵循的規(guī)則）將各種數(shù)字設(shè)備之間的互通互聯(lián)及可靠數(shù)據(jù)傳輸問(wèn)題進(jìn)行逐層分解，每一層只完成相對(duì)簡(jiǎn)單的任務(wù)。內(nèi)容要求（4）“初步了解互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議”的教學(xué)實(shí)施要點(diǎn)應(yīng)為：學(xué)生能夠理解互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的基本概念和作用；掌握常見(jiàn)的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議如IP、TCP、UDP等的主要功能；了解互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)；學(xué)會(huì)使用網(wǎng)絡(luò)工具觀察和分析網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)議數(shù)據(jù)；能夠在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場(chǎng)景中識(shí)別不同協(xié)議的作用。培養(yǎng)學(xué)生對(duì)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的好奇心和探索精神；增強(qiáng)學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)和規(guī)范使用網(wǎng)絡(luò)的責(zé)任感；使學(xué)生能夠親身體驗(yàn)互聯(lián)網(wǎng)的組成特點(diǎn)和功能，認(rèn)識(shí)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的核心作用；讓學(xué)生通過(guò)完成預(yù)設(shè)的學(xué)習(xí)任務(wù)，如安裝網(wǎng)絡(luò)軟件、協(xié)作編寫(xiě)網(wǎng)絡(luò)文檔等，加深對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的理解。

內(nèi)容要求（5）主要強(qiáng)調(diào)“負(fù)責(zé)任地使用互聯(lián)網(wǎng)”，教學(xué)實(shí)施要點(diǎn)主要為明確互聯(lián)網(wǎng)道德規(guī)范，認(rèn)識(shí)網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)，培養(yǎng)安全上網(wǎng)行為，合理應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)提高學(xué)習(xí)與生活質(zhì)量，學(xué)會(huì)安全使用互聯(lián)網(wǎng)，體會(huì)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新對(duì)未來(lái)生活發(fā)展的重要意義。教師在教學(xué)過(guò)程中，可挑選若干具有互聯(lián)網(wǎng)特點(diǎn)的典型應(yīng)用，如在線課堂與在線學(xué)習(xí)、電子地圖與導(dǎo)航工具、網(wǎng)絡(luò)音樂(lè)和網(wǎng)絡(luò)視頻、在線協(xié)同寫(xiě)作等，指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)與同類傳統(tǒng)應(yīng)用的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)并逐步提煉其中的網(wǎng)絡(luò)特性，以及互聯(lián)網(wǎng)所帶來(lái)的創(chuàng)新功能、潛力和機(jī)會(huì)，初步體會(huì)“互聯(lián)網(wǎng)+”對(duì)未來(lái)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要意義。

考慮到課程時(shí)長(zhǎng)的限制，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，教師可以分兩個(gè)課時(shí)進(jìn)行教授。筆者利用AI信息科技教學(xué)大模型生成了兩個(gè)課時(shí)的教案，掃描下圖中的二維碼可查看《互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用》教案。

對(duì)AI大模型設(shè)計(jì)教案的分析

互聯(lián)網(wǎng)背后蘊(yùn)含著極其繁多的技術(shù)原理和概念，互聯(lián)網(wǎng)的底層技術(shù)概念對(duì)于七年級(jí)學(xué)生來(lái)說(shuō)較為抽象，如網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、IP地址、服務(wù)器架構(gòu)等。學(xué)生可能難以理解這些概念如何支撐互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)行，以及它們之間的復(fù)雜關(guān)系。這就需要教師在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，明確課程主題目標(biāo)，考慮七年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知水平和知識(shí)基礎(chǔ)，避免教學(xué)內(nèi)容過(guò)于復(fù)雜和深?yuàn)W。教授過(guò)程中對(duì)基本概念進(jìn)行深入淺出的講解，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生理解互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的概念和功能。同時(shí)，在實(shí)踐操作環(huán)節(jié)，指導(dǎo)學(xué)生正確使用網(wǎng)絡(luò)工具，避免訪問(wèn)不安全的網(wǎng)站或下載不明來(lái)源的軟件。在評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，所采用的教學(xué)評(píng)價(jià)方式要科學(xué)、多樣，布置的課后作業(yè)要緊密聯(lián)系學(xué)生的日常生活實(shí)際，讓學(xué)生感受到互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議在身邊的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生思考如何利用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議解決實(shí)際問(wèn)題，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性?？傊?，課程的整體設(shè)計(jì)要注重學(xué)生的主體性，注重綜合能力培養(yǎng)、情感態(tài)度培養(yǎng)以及實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)等方面，以全面提升學(xué)生的信息素養(yǎng)和綜合能力。

下面，筆者根據(jù)以上教案設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)，來(lái)分析AI教學(xué)大模型生成的教案。

第一，教案明確了課程主題和目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)了互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的重要性以及教學(xué)方法。通過(guò)闡述課程的核心內(nèi)容和價(jià)值，為學(xué)生提供了清晰的學(xué)習(xí)方向，激發(fā)了學(xué)生對(duì)課程的好奇心和求知欲。簡(jiǎn)潔明了地介紹了課程的重點(diǎn)和教學(xué)方式，使學(xué)生在課程開(kāi)始前就對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容有初步了解，有助于提高學(xué)習(xí)的針對(duì)性和積極性。教師可以增加一些具體的實(shí)例或問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生在課程開(kāi)始前進(jìn)行思考，如“你在上網(wǎng)時(shí)有沒(méi)有想過(guò)數(shù)據(jù)是如何傳輸?shù)哪?？”等?/p>

第二，教案的內(nèi)容結(jié)構(gòu)清晰，第一課時(shí)從互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的概念和重要性入手，逐步深入到具體的TCP/IP協(xié)議族和協(xié)議分層模型，最后通過(guò)應(yīng)用實(shí)例將理論與實(shí)際相結(jié)合。教學(xué)過(guò)程邏輯層次分明，從抽象概念到具體實(shí)例，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，有助于學(xué)生逐步理解和掌握互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的知識(shí)。第二課時(shí)先介紹“互聯(lián)網(wǎng)＋”的概念，讓學(xué)生了解“互聯(lián)網(wǎng)＋”對(duì)日常生活的影響，再引導(dǎo)學(xué)生識(shí)別并運(yùn)用在線工具優(yōu)化學(xué)習(xí)與溝通效率，制訂個(gè)人數(shù)據(jù)保護(hù)策略，增強(qiáng)學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí)。

第三，教案的教學(xué)目標(biāo)明確，與課程內(nèi)容緊密結(jié)合，目標(biāo)具體可衡量，有助于教師在教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行評(píng)估和反饋，也便于學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)方向和要求。教師可以進(jìn)一步細(xì)化目標(biāo)，如“學(xué)生能夠準(zhǔn)確說(shuō)出TCP/IP協(xié)議族的三個(gè)主要協(xié)議名稱及其功能”。

第四，本篇教案準(zhǔn)確地把握了課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)，教學(xué)過(guò)程詳細(xì)，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生先從了解互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議開(kāi)始，再逐步理解協(xié)議分層模型，并帶領(lǐng)學(xué)生實(shí)踐體驗(yàn)協(xié)議工作的原理。教師在教學(xué)過(guò)程中可以合理分配時(shí)間和精力，突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，提高教學(xué)效率。

具體教學(xué)如下：

①在開(kāi)啟教學(xué)的階段，教師先通過(guò)展示一段關(guān)于互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的視頻進(jìn)行情境導(dǎo)入，吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的興趣。教學(xué)同時(shí)強(qiáng)調(diào)協(xié)議在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的角色，幫助學(xué)生理解課程的重要性。設(shè)計(jì)意圖明確，活動(dòng)描述具體，教師和學(xué)生的活動(dòng)分工清晰。教師也可以在視頻播放后組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，分享自己對(duì)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的感受和想法，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的思考，提高學(xué)生參與度。

②在情境導(dǎo)入階段結(jié)束后，教師引入TCP/IP協(xié)議概念，建立學(xué)生對(duì)TCP/IP協(xié)議的基礎(chǔ)認(rèn)知，通過(guò)定義和圖解的方式進(jìn)行講解，使于學(xué)生理解。在實(shí)際教學(xué)中，教師可以增加一些實(shí)際的案例，如“在上網(wǎng)時(shí)，瀏覽器是如何通過(guò)TCP/IP協(xié)議與服務(wù)器進(jìn)行通信的呢？”，幫助學(xué)生更好地理解TCP/IP協(xié)議的實(shí)際應(yīng)用。

③講解協(xié)議分層模型。教案設(shè)計(jì)教師對(duì)TCP/IP的四層模型進(jìn)行深入細(xì)致的講解，通過(guò)具體例子說(shuō)明每一層的作用，有助于學(xué)生理解協(xié)議分層的原理。教師也可以通過(guò)互動(dòng)問(wèn)答的方式，讓學(xué)生自己舉例說(shuō)明每一層的作用，或者組織小組討論，分享對(duì)協(xié)議分層模型的理解和認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生參與到學(xué)習(xí)中，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，增強(qiáng)活動(dòng)的互動(dòng)性。

④在教學(xué)反思環(huán)節(jié)中，教師需要帶領(lǐng)學(xué)生回顧知識(shí)點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的重要性，鼓勵(lì)學(xué)生思考如何保護(hù)個(gè)人信息安全，這樣有助于學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，增強(qiáng)安全意識(shí)。同時(shí)，幫助學(xué)生將所學(xué)知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

⑤在教學(xué)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，本篇教案將多種評(píng)價(jià)方式相結(jié)合，評(píng)價(jià)方式多元化，能夠從不同角度了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，全面客觀地評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。通過(guò)設(shè)計(jì)問(wèn)卷調(diào)查收集學(xué)生反饋，有助于及時(shí)了解學(xué)生的興趣和需求，幫助教師調(diào)整后續(xù)課程安排。

⑥在課后作業(yè)模塊中，課后作業(yè)與教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，提高應(yīng)用能力。另外，小論文的形式能夠鍛煉學(xué)生的寫(xiě)作能力和思維能力，查找身邊的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)例能夠提高學(xué)生的觀察能力和分析能力。教師也可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)業(yè)水平，提供一些參考資料和問(wèn)題，幫助學(xué)生更好地完成作業(yè)。同時(shí)，教師可以在下次課上組織學(xué)生進(jìn)行作業(yè)分享和討論，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握。

結(jié)語(yǔ)

AI信息科技教學(xué)大模型通過(guò)對(duì)大量教育資源的學(xué)習(xí)和分析，能夠?yàn)榻贪柑峁┤娴闹R(shí)體系、生動(dòng)的案例以及多種教學(xué)策略。教師只需點(diǎn)選課程主題和教學(xué)要求等關(guān)鍵信息，就能在短時(shí)間內(nèi)獲得一份詳細(xì)的教案。這使得教師能夠?qū)⒏嗟臅r(shí)間和精力投入到對(duì)教學(xué)方法的思考、對(duì)學(xué)生個(gè)體差異的關(guān)注以及與學(xué)生的互動(dòng)交流中，從而提升教學(xué)質(zhì)量。