人工智能在中學信息技術(shù)課堂教學中的運用

摘 要：隨著技術(shù)的快速發(fā)展，未來社會將愈發(fā)重視建設者們對復雜信息的理解與處理能力，以及創(chuàng)造性地解決問題的能力。這一趨勢要求個體不僅能夠高效地解析和利用海量數(shù)據(jù)，還要具備跨領(lǐng)域的知識整合能力和創(chuàng)新思維，以應對日益復雜的數(shù)字化環(huán)境。在初中信息技術(shù)教學中應用人工智能，能夠讓學生提前適應未來社會的科技環(huán)境，培養(yǎng)其計算思維與創(chuàng)新能力。為此，圍繞如何將人工智能有效地應用于初中信息技術(shù)課堂教學進行策略探討，通過分析學生個體需求與調(diào)整教學內(nèi)容、提供實時反饋以增強課堂內(nèi)外連貫性、根據(jù)學情增加互動元素等方法，提升教學效果，進而促進信息技術(shù)教育的現(xiàn)代化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：人工智能；中學信息技術(shù)；課堂教學

作者簡介：楊永強（1979—），男，甘肅省平?jīng)鍪星f浪縣朱店中學。

在當今這個科技飛速發(fā)展的時代，人工智能技術(shù)正逐步滲透教育領(lǐng)域，成為推動教學模式革新、提升教學質(zhì)量的關(guān)鍵力量。教師將人工智能與傳統(tǒng)課堂教學相結(jié)合，不僅能夠為學生提供個性化的學習體驗，而且能培養(yǎng)學生的計算思維能力和信息素養(yǎng)，激發(fā)他們對科學技術(shù)的好奇心以及探索未知世界的積極性。特別是在中學這一重要學習階段，隨著學生認知能力的發(fā)展，適時引入人工智能相關(guān)知識和技術(shù)應用案例，不僅可以幫助他們更好地理解抽象概念，還能夠讓他們在基于人工智能的實踐中鍛煉解決問題的能力。因此，研究如何有效地將人工智能融入初中教育體系，具有重要的現(xiàn)實意義。

一、人工智能在中學信息技術(shù)課堂教學中運用的意義

（一）豐富學生學習體驗，促進個性化教育

教師引入人工智能技術(shù)，能夠根據(jù)學生的學習情況調(diào)整課程內(nèi)容及難度，為學生提供更加個性化的學習路徑、學習資源［1］。通過分析學生的行為數(shù)據(jù)，如完成任務的速度、正確率等指標，人工智能系統(tǒng)可以識別出學生在哪些方面存在困難，并據(jù)此推薦適合的學習材料或活動。這樣有利于激發(fā)學生的學習興趣，提高他們的參與度，進而達到更好的學習效果。

（二）提高教師工作效率與教學質(zhì)量

利用人工智能工具，教師可以從煩瑣的任務中解放出來，將更多精力投入創(chuàng)造性工作中。例如，自動批改作業(yè)軟件可以幫助教師快速準確地完成批改工作；而基于人工智能的數(shù)據(jù)分析平臺能夠讓教師更直觀地了解整個班級乃至個別學生的學習狀況，從而做出更為科學合理的教學決策；虛擬實驗室等程序的創(chuàng)新性應用能為師生提供安全便捷的實驗操作環(huán)境，使實驗教學不再受限于物理空間條件。這些改變都將極大地提升課堂教學的質(zhì)量與效率。

（三）培養(yǎng)學生面向未來的綜合能力

隨著社會的發(fā)展，具備一定編程基礎和技術(shù)素養(yǎng)的人才已成為市場熱點。教師在信息技術(shù)課堂上引入人工智能相關(guān)知識，不僅可以幫助學生掌握必要的技能，更重要的是能夠激發(fā)他們對科技創(chuàng)新的興趣，鼓勵他們探索未知領(lǐng)域。而且，人工智能教育還強調(diào)批判性思維、問題解決能力和團隊合作精神的培養(yǎng)，這些都是21世紀人才需要具備的關(guān)鍵素質(zhì)。因此，在中學階段讓學生接觸并熟悉人工智能的概念與應用，對于他們將來適應社會發(fā)展趨勢、成為具有競爭力的人才至關(guān)重要。

二、人工智能在中學信息技術(shù)課堂教學中運用的策略

（一）分析學生個體需求，調(diào)整教學內(nèi)容

中學階段的信息技術(shù)教學強調(diào)引導學生主動學習互聯(lián)網(wǎng)知識，因此，教師需考慮如何激發(fā)學生的自主學習動力。在人工智能技術(shù)的輔助下，教師可以有效掌握每位學生的學習情況，精細化調(diào)整教學方案，依據(jù)學生的現(xiàn)有知識水平、學習進度以及個人興趣愛好來設計課程內(nèi)容，保證他們按照最適合自己的節(jié)奏吸收新知，從而提高他們的學習效率［2］。

比如，教師可以運用智能分析工具，深入了解每個學生的信息技術(shù)學習需求，為學生提供個性化學習資源。自適應學習系統(tǒng)在此過程中能發(fā)揮重要的作用。以人教版信息技術(shù)七年級上冊“設置圖文的動畫效果”這部分內(nèi)容為例，教師可以通過自適應學習系統(tǒng)，收集并分析學生在學習過程中的各種數(shù)據(jù)，包括完成任務所需的時間、遇到困難時的行為模式以及最終作品的質(zhì)量等?；谶@些信息，智能分析工具能夠識別出學生當前掌握的知識點與技能水平，并洞察他們潛在的興趣點和學習偏好。此時，教師若發(fā)現(xiàn)某些學生對故事創(chuàng)作部分特別感興趣但技術(shù)操作上稍顯吃力，就可以通過增加更多關(guān)于創(chuàng)意構(gòu)思方面的指導材料同時適當減少技術(shù)細節(jié)的教學比重來滿足這部分學生的需求；而對于那些更擅長技術(shù)實現(xiàn)而缺乏創(chuàng)意思維的學生，則可以為他們提供更多的案例參考或是小組討論機會。此外，教師還可以利用自然語言處理技術(shù)開發(fā)虛擬助手，為學生提供即時反饋和支持，幫助他們在遇到難題時快速找到解決辦法，從而增強其自主學習能力。這樣，在人工智能的支持下，信息技術(shù)課堂教學將變得更加靈活多樣，能夠更好地服務不同背景、不同需求的學生。

（二）實時反饋學習成果，增強課堂內(nèi)外連貫性

信息技術(shù)教學倡導真實性學習，要求教師引入多元化數(shù)字資源，以支持學生在課堂內(nèi)外的連貫性學習，使他們通過自主規(guī)劃學習活動來提高學習有效性。這需要一套基于人工智能的教學輔助系統(tǒng)的支持，該系統(tǒng)要能自動批改學生的實踐操類作業(yè)并提供詳細的解析說明，能對學生的學習成果進行及時反饋；要具備互動問答功能，讓學生能夠及時向虛擬助手提出疑問并獲得解答。教師可以借助這一智能化教輔系統(tǒng)，對學生提交的課堂練習以及課后作業(yè)進行在線批閱、即時反饋與評價，并結(jié)合系統(tǒng)給出的教學建議，針對某個學生的綜合情況，幫助其制訂有針對性的學習計劃，讓其在課后的自主學習中，也能認真對待信息技術(shù)這門學科的知識。此外，教師還可以借助集成虛擬助手功能，支持學生在課堂之外的即時提問，讓他們獲得專業(yè)解答。這樣能將課堂教學與課外自主探究緊密結(jié)合，構(gòu)建更加靈活高效的信息技術(shù)學習生態(tài)，體現(xiàn)信息技術(shù)強化素養(yǎng)導向的課程理念。

（三）深度洞察學生整體表現(xiàn)，增加互動元素

信息技術(shù)教學需要大量的實踐操作，而對于班級學生的實踐操作表現(xiàn)，教師往往很難通過簡單的師生互動得知全貌。針對這一問題，教師可以借助人工智能系統(tǒng)，對大量學習數(shù)據(jù)進行深度分析。人工智能可以幫助教師全面了解班級學生整體的表現(xiàn)，為其選擇更有效的教學策略提供依據(jù)。這樣不僅能提升教學質(zhì)量，也有助于教師發(fā)現(xiàn)潛在問題并及時干預［3］。

比如，針對人教版信息技術(shù)七年級上冊“分析圖表”這部分，教師可以借助數(shù)據(jù)分析工具收集并處理全班學生在實踐操作中的表現(xiàn)數(shù)據(jù)，包括任務完成時間、正確率以及錯誤類型等關(guān)鍵內(nèi)容，系統(tǒng)生成詳盡的學生報告。這能夠展示班級整體的操作成績分布情況，并精準反映個體之間的差異性，幫助教師快速識別出哪些領(lǐng)域是大多數(shù)學生共同面臨的挑戰(zhàn)，如公式和函數(shù)使用不當、數(shù)據(jù)輸入錯誤等。基于數(shù)據(jù)分析結(jié)果，教師可以借助平臺的針對性練習任務推送機制，根據(jù)學生的平均水平，推薦適合的學習資源或挑戰(zhàn)題目，并鼓勵學生以微型小組討論的形式進行任務探討，優(yōu)化相關(guān)實踐操作，從而達到鞏固基礎與拓展能力的雙重目的?？傊ㄟ^這種方式將人工智能技術(shù)融入信息技術(shù)課堂活動中，能夠讓學生在有限的課堂時間內(nèi)知曉易錯點，提高學習有效性。

（四）監(jiān)測行業(yè)動態(tài)，調(diào)整課程結(jié)構(gòu)

人工智能技術(shù)的發(fā)展日新月異，其更新迭代的速度非?？?。這意味著該領(lǐng)域?qū)⒉粩嘤楷F(xiàn)新的算法、工具和應用等，持續(xù)推動著科技進步的邊界向前拓展。因此，教育者面臨著不斷更新課程內(nèi)容以適應最新行業(yè)趨勢的挑戰(zhàn)。信息技術(shù)課程要培養(yǎng)的核心素養(yǎng)包括數(shù)字化學習與創(chuàng)新，為了確保學生能夠獲得最前沿的知識，為未來的職業(yè)生涯做好準備，信息技術(shù)教師需要建立一套靈活且響應迅速的課程更新機制。這套機制不僅要考慮教材和教學大綱的內(nèi)容，還需要融入現(xiàn)代技術(shù)手段來實現(xiàn)高效的信息收集與分析。同時，教師要靈活調(diào)整課程安排，確保教學內(nèi)容始終保持最新且最相關(guān)，使學生能夠緊跟技術(shù)發(fā)展步伐。這樣能在提高課程的實用性的同時增強學生的社會適應能力。

比如，教師可通過自然語言處理技術(shù)，自動掃描并歸納來自全球范圍內(nèi)的新聞報道、學術(shù)論文等文本資料中的關(guān)鍵信息，從而快速識別出當前熱門話題或即將興起的技術(shù)潮流。這樣一來，可以讓學生持續(xù)接觸那些可能改變世界的新概念和技術(shù)，幫助學生保持學習熱情。在設計具體教學方案時，跨學科融合是一個非常重要的方向。信息技術(shù)本身就是一個極具包容性的領(lǐng)域，它可以同其他專業(yè)相結(jié)合，產(chǎn)生意想不到的效果。因此，鼓勵學生探索如何把編程技巧應用于藝術(shù)創(chuàng)作中，如使用代碼生成獨特的數(shù)字藝術(shù)品，或者是在進行科學研究時采用數(shù)據(jù)分析方法提高效率等，不僅能夠極大拓寬他們的視野，更重要的是能夠激發(fā)其對未知事物的好奇心，提高其解決問題的能力。

（五）開設編程入門課程，降低學習門檻

義務教育信息技術(shù)教學注重培養(yǎng)學生的計算思維。良好的編程能力是現(xiàn)代信息技術(shù)教育的重要組成部分之一，它不僅能夠幫助學生理解計算機工作原理，還能為其將來從事相關(guān)領(lǐng)域的工作打下堅實的基礎。教師可以開設專門針對初學者的編程入門課程，并結(jié)合圖形化編程軟件進行教學，以降低門檻，讓學生在動手實踐中強化編程基礎［4］。

首先，選擇合適的教學工具至關(guān)重要。Scratch就是一個非常適合初學者的圖形化編程平臺，它使用積木式的代碼塊代替了傳統(tǒng)的文本代碼輸入方式，讓學生可以像搭積木一樣構(gòu)建程序。這樣做的好處在于減少了語法錯誤的發(fā)生概率，讓學生能更專注于邏輯思維訓練而非語言細節(jié)。比如，在教授“循環(huán)”這一概念時，教師可以讓學生用Scratch創(chuàng)建一個簡單的小游戲，其中包含一個角色需要重復執(zhí)行某個動作，如跳躍，直至達到特定條件為止的過程，以此直觀地展示循環(huán)結(jié)構(gòu)的工作原理。再者，鼓勵創(chuàng)新與探索也是不可或缺的一環(huán)。雖然有固定的課程內(nèi)容需要教學，但留出一定時間給學生自由發(fā)揮同樣重要。教師可以設置一些開放式挑戰(zhàn)任務，如“設計你心中的未來城市”，不限定實現(xiàn)形式，允許學生充分發(fā)揮想象力并嘗試運用各種可能的技術(shù)手段來完成作品。這樣，在人工智能技術(shù)的支持下，學生將掌握基本的編程技巧，對信息技術(shù)領(lǐng)域產(chǎn)生濃厚興趣，進一步增強學習動力。

（六）設計一系列項目活動，提供豐富資源支持

鼓勵學生探索、實驗和解決問題，能有效激發(fā)他們的創(chuàng)造力，鍛煉他們的動手能力和提高他們的批判性思維能力。中學階段的信息技術(shù)課程具有綜合性特征，而綜合性活動的有效開展需要豐富的資源支持。因此，教師可以借助人工智能技術(shù)，設計一系列課堂學習項目，并提供豐富的學習資源，支持學生學習。比如，在一個鼓勵融入創(chuàng)意的項目活動中，教師可以借助人工智能技術(shù)，為學生提供一個獲取最新技術(shù)和創(chuàng)意靈感的渠道。這些資源不僅要包含大量的開源項目案例，還應提供詳細的教程并設置討論區(qū)，讓學生能夠輕松找到與自己興趣相匹配的內(nèi)容，并從中學到實際操作技巧，最終展示自己的創(chuàng)意。教師也可以設計一些以解決現(xiàn)實生活問題為導向的小型挑戰(zhàn)任務作為課堂活動的核心，讓學生圍繞特定的主題展開思考，設想如何在智能輔助系統(tǒng)的支持下有創(chuàng)意地完成任務。

教師還應注意鼓勵團隊成員間的合理分工，如讓一部分組員專注研究現(xiàn)有的解決方案及其不足之處，讓另一部分學生著手構(gòu)思新奇的功能點或是改進現(xiàn)有設計的方法。同時建議他們使用智能工具，快速定位關(guān)鍵信息。此外，教師可以定期組織工作坊活動或研討會，這種面對面的交流能進一步增進學生對所學知識的理解，使學生親身體驗到科技創(chuàng)新帶來的樂趣。在這樣一個充滿支持與鼓勵的學習環(huán)境中成長起來的學生，能更加自信地迎接未來的各種挑戰(zhàn)。

結(jié)語

在初中信息技術(shù)課堂中應用人工智能時，教師通過提供符合學生需求的教學內(nèi)容并注重及時反饋，能夠增強學生課內(nèi)外學習的連貫性，促進師生之間的有效互動。而教師緊跟行業(yè)發(fā)展趨勢調(diào)整課程結(jié)構(gòu)，并強化基礎編程教學，能夠進一步激發(fā)學生探索科技的興趣。通過項目活動，教師能為學生提供實踐平臺，全面培養(yǎng)其綜合能力?？傊?，信息技術(shù)教師合理運用人工智能技術(shù)，能夠有效提高教學質(zhì)量，促進學生全面發(fā)展。

［參考文獻］

何聰翀.基于人工智能研究的初中信息科技校本課程開發(fā)與實踐［J］.學周刊，2023（35）：82-84.

趙象青.初中信息技術(shù)教學中人工智能的融入路徑探究［J］.信息系統(tǒng)工程，2023（11）：157-160.

曹海燕.基于初中信息技術(shù)的人工智能課程跨學科教學［J］.中小學電教（教學），2023（8）：16-18.

王征.基于人工智能的初中信息技術(shù)項目化教學探究［J］.試題與研究，2023（17）：90-92.