人工智能背景下初中信息科技教學(xué)探究

隨著人工智能的發(fā)展，其在教育領(lǐng)域呈現(xiàn)出突出的應(yīng)用潛力和價值。尤其是在初中信息科技教學(xué)中，人工智能不僅能夠有效革新課堂教學(xué)的模式和手段，也能夠顯著增強課堂教學(xué)的趣味性和生動性。但人工智能在信息科技教學(xué)中的運用有著一定的難度，不僅需要教師正確使用人工智能技術(shù)，也需要教師依據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容選擇合適的人工智能技術(shù)，以提高教學(xué)質(zhì)量。

一、人工智能的概念及在信息科技教學(xué)中的應(yīng)用價值

（一）人工智能的概念

人工智能是當(dāng)今社會中最熱門的研究課題和最常討論的社會話題，涉及機器人學(xué)、圖像識別、自然語言處理等多個學(xué)科。其重點是研究如何才能讓計算機和機器做出類似于人類的智能行為。換言之，人工智能其實是研究如何才能讓計算機和機器像人一樣思考、學(xué)習(xí)和判斷的學(xué)科。人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，不僅能夠有效提升課堂教學(xué)的實效性和趣味性，也能夠通過各種生動形象的智能化手段的使用，在提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率的同時，深化他們對于信息科技知識的記憶和理解[1]。

（二）人工智能在信息科技教學(xué)中的應(yīng)用價值

將人工智能技術(shù)融人初中信息科技課程教學(xué)中，不僅能夠促使學(xué)生對信息科技的基本概念和基本原理產(chǎn)生深刻認(rèn)識，也能夠促使信息科技教學(xué)順應(yīng)時代發(fā)展和技術(shù)進步的步伐，幫助學(xué)生掌握前沿信息科技知識，同時，能夠促使學(xué)生以積極主動的態(tài)度進行信息科技知識的學(xué)習(xí)。更重要的是，人工智能在信息科技教學(xué)中的應(yīng)用，不僅能夠幫助教師優(yōu)化課堂教學(xué)、構(gòu)建高效課堂，也能夠有效滿足素質(zhì)教育的要求，促進學(xué)生的全面發(fā)展。在初中信息科技教學(xué)中，教師通過直觀展現(xiàn)人工智能的科技原理和實踐應(yīng)用，既能開拓學(xué)生的課程學(xué)習(xí)視野，又能讓學(xué)生從不同的角度思考、探究課程內(nèi)容的應(yīng)用價值，使學(xué)生逐漸形成應(yīng)用信息科技手段解決生活實際問題的意識和能力。另外人工智能技術(shù)能夠啟發(fā)學(xué)生探索實際問題的多種解決方法，這有助于鍛煉學(xué)生的高階思維能力和知識應(yīng)用能力，為學(xué)生未來學(xué)習(xí)和個人發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。

二、人工智能背景下初中信息科技教學(xué)策略研究

（一）創(chuàng)新教學(xué)手段，豐富教學(xué)內(nèi)容

人工智能在信息科技教學(xué)中的融人，不僅能夠減輕教師的教學(xué)壓力，使其能夠?qū)⒔虒W(xué)關(guān)注點從如何提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力轉(zhuǎn)移到如何促進學(xué)生的全面發(fā)展，也能夠促使教師改變比較落后的教學(xué)模式和理念，深人思考如何大幅度提升課堂教學(xué)的效率和質(zhì)量[2]。根據(jù)初中信息科技課程的教學(xué)內(nèi)容及要求，教師要及時革新教育理念，重新審視人工智能對課程教學(xué)的創(chuàng)新驅(qū)動作用，再適時選用先進科技手段和資源實施教學(xué)活動，讓學(xué)生圍繞教學(xué)內(nèi)容開展探究性學(xué)習(xí)活動，突顯學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，全力促進學(xué)生信息素養(yǎng)和綜合能力的發(fā)展。

以甘肅教育出版社七年級下冊第三單元第一節(jié)“走進數(shù)據(jù)世界”課程教學(xué)為例，本課的教學(xué)目標(biāo)為：促使學(xué)生理解數(shù)據(jù)的基本特征，能正確分辨生活中的各種數(shù)據(jù)，并能夠?qū)?shù)據(jù)的概念形成較好的認(rèn)知。在進行本節(jié)課的教學(xué)時，教師可以借助人工智能創(chuàng)新教學(xué)模式和教學(xué)手段。首先，針對教學(xué)資源有限的問題，教師可以利用DeepSeek處理對話任務(wù)的功能和AnythingLLM這一高集成度大模型前端工具，為學(xué)生搭建出一個本地知識庫問答系統(tǒng)，方便學(xué)生能夠隨時通過此系統(tǒng)解決自己在學(xué)習(xí)中的疑問。與此同時，在教學(xué)課堂上，教師應(yīng)根據(jù)每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)進度和學(xué)習(xí)表現(xiàn)，利用人工智能的自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)為他們提供個性化的學(xué)習(xí)方案。當(dāng)學(xué)生無法正確區(qū)分?jǐn)?shù)字、數(shù)值和數(shù)據(jù)的概念時，教師可以利用豆包、deepseek等人工智能軟件，迅速搜索并推薦與數(shù)字、數(shù)值和數(shù)據(jù)三者區(qū)別的講解視頻，并生成一份有關(guān)數(shù)字、數(shù)值和數(shù)據(jù)三者區(qū)別的練習(xí)題，以此促使學(xué)生形成對數(shù)字、數(shù)值和數(shù)據(jù)的正確認(rèn)識。根據(jù)學(xué)生對三個核心概念的認(rèn)知和理解情況，教師可以適時引導(dǎo)他們參與小組討論，讓他們圍繞“如何將數(shù)據(jù)加工成知識”話題展開探討和交流，共同營造良好的課堂互動氛圍，使學(xué)生沉浸式感受學(xué)習(xí)的樂趣。此外，在學(xué)生充分掌握“走進數(shù)據(jù)的世界”的基礎(chǔ)知識之后，教師應(yīng)利用人工智能的自然語言處理、機器學(xué)習(xí)技術(shù)和學(xué)習(xí)行為分析等功能對學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)和學(xué)習(xí)成果進行評估，并針對他們的學(xué)習(xí)差異為其布置個性化的學(xué)習(xí)任務(wù)，從而促使學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)任務(wù)的思考和解決中進一步深化“走進數(shù)據(jù)的世界”的相關(guān)知識。

通過此方式，不僅提升了學(xué)生信息素養(yǎng)和學(xué)習(xí)能力，也落實了因材施教的教學(xué)理念，提升了課堂教學(xué)的針對性和有效性，促進不同學(xué)習(xí)層次學(xué)生的共同發(fā)展。

（二）創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，初中信息科技教師會選擇以口頭講解的方式開展課堂教學(xué)。這種教學(xué)方式無法有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及調(diào)動他們的主動性和積極性，也會對課堂教學(xué)的效率和質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。而利用人工智能的生成性技術(shù)，并結(jié)合學(xué)生熟悉的日常生活，創(chuàng)設(shè)真實性強、趣味性足的教學(xué)情境，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促使他們能積極主動地進人到信息科技知識的學(xué)習(xí)中，掌握信息科技知識[3]。

以甘肅教育出版社八年級下冊第一單元第七節(jié)“無人機的基本組成”課程教學(xué)為例，本課的教學(xué)目標(biāo)為：學(xué)生須掌握無人機的基本組成、各部分功能的內(nèi)在聯(lián)系及其在飛行中的作用，并熟悉無人機的實際操作技巧。在教學(xué)過程中，教師既要體現(xiàn)“科”“技”并重的課程特點，又要通過直觀展示情境激發(fā)學(xué)生的課程學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生依托情境探究新知。具體而言，在進行本課的教學(xué)時，教師應(yīng)先利用HTforWeb技術(shù)，為學(xué)生一比一還原無人機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并通過組裝動畫逐層級詳細展示無人機的內(nèi)部組件及功能，以此促使其能夠詳細觀察無人機各部件的形狀，深入分析各部件的功能。當(dāng)學(xué)生對無人機內(nèi)部的結(jié)構(gòu)有了初步認(rèn)識之后，教師引導(dǎo)學(xué)生利用TeachableMachine等可視化工具，訓(xùn)練圖像分類模型，幫助學(xué)生掌握無人機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和各部件的形狀，加強對數(shù)據(jù)特征提取原理的深入理解。隨后教師要適時考查學(xué)生對無人機組成部分的理解和掌握情況，通過交互式電子白板隨機點名并提問，啟發(fā)學(xué)生對無人機工作原理的深層次思考。具體而言，教師可以利用AI智能問答系統(tǒng)，創(chuàng)造一個能夠隨時隨地回答問題的線上老師，實時回答學(xué)生在實際操作過程中遇到的問題。例如，當(dāng)學(xué)生拆解下無人機的飛控板但卻不知道飛控板的作用時，教師可以引導(dǎo)他們向線上老師提問，通過線上老師的回答，掌握飛控板的功能與工作原理。在此過程中，教師也可以利用人工智能技術(shù)，對學(xué)生拆解和組裝無人機的過程進行實時評估和反饋。當(dāng)學(xué)生錯誤地安裝了無人機的部件時，線上老師會及時指出他們的錯誤，并提供正確的組裝位置和組裝方法，從而及時糾正學(xué)生的錯誤方法，提升他們的學(xué)習(xí)效果。最后，在學(xué)生全面了解無人機的基本組成之后，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生利用人工智能的編程輔助與代碼優(yōu)化、圖形化編程支持、傳感器與避障算法支持等功能，在計算機上模擬編寫無人機的飛行控制程序，以此進一步提升學(xué)生的編程能力。

（三）精心設(shè)計問題，調(diào)動學(xué)生自主探究欲望

有效的課堂提問能夠促使學(xué)生充分發(fā)揮自身的主觀能動性，使其能夠主動進行信息科技知識的學(xué)習(xí)和探究，并能夠提升他們的信息素養(yǎng)和學(xué)習(xí)能力[4?；诖?，初中信息科技教師應(yīng)利用人工智能不斷優(yōu)化教學(xué)課堂的提問環(huán)節(jié)，如教師可以利用人工智能技術(shù)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，從而提出更符合學(xué)生學(xué)習(xí)能力和發(fā)展需求的教學(xué)問題；教師也可以利用AI技術(shù)的語音識別和表情分析等功能，實時評估和反饋學(xué)生對教學(xué)問題的反應(yīng)，從而動態(tài)化地調(diào)整提問方式；教師更可以根據(jù)學(xué)生的興趣和認(rèn)知特點，利用AI技術(shù)生成極具創(chuàng)意性的提問，增強信息科技教學(xué)的趣味性和互動性。

以甘肅教育出版社八年級下冊第一單元第二節(jié)“建構(gòu)開源機器人”課程教學(xué)為例，本課的教學(xué)目標(biāo)為：使學(xué)生了解開源機器人的硬件組成部件，學(xué)會搭建簡單的開源機器人，并能夠掌開源機器人的控制核心、電機和各類傳感器的使用。在本課的教學(xué)中，教師應(yīng)先提出以下問題：“在機器人技術(shù)不斷發(fā)展的時代背景下，請大家說一說，在人們的日常生活中的有哪些事物與開源機器人有關(guān)？”以此調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。在此過程中，教師應(yīng)利用人工智能的實時互動與即時反饋功能收集和分析學(xué)生的回答，從而了解他們對于開源機器人的認(rèn)識，便于調(diào)整后續(xù)教學(xué)問題的難度。隨后，教師應(yīng)在人工智能的支持下，為學(xué)生展示開源機器人在日常生活中的不同應(yīng)用，如利用Arduino等開源硬件平臺進行制作智能家居的控制系統(tǒng)，并提出以下問題：“開源機器人在便利人們的日常生活，維護人類的生存環(huán)境方面有著極為關(guān)鍵的作用。那應(yīng)如何才能夠設(shè)計出更多對日常生活有積極影響的開源機器人？”以促使學(xué)生主動思考設(shè)計開源機器人的方式方法，深化其對開源機器人相關(guān)知識的理解。緊接著，教師可以視學(xué)生的思考和作答情況，向他們繼續(xù)追問：“若在Arduino開源硬件平臺上研發(fā)一款工業(yè)機器人，你能結(jié)合教材或網(wǎng)絡(luò)案例給出有創(chuàng)意的機器人設(shè)計方案嗎？”，同時鼓勵學(xué)生發(fā)散思維、各抒己見，讓學(xué)生從企業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品研發(fā)兩個角度探討開源機器人研發(fā)流程中的重點和難點。根據(jù)學(xué)生對上述問題的整體作答情況，教師能夠大致推測出他們對本課知識點的實際理解和掌握程度。具體而言，教師可以利用AI技術(shù)評估和反饋學(xué)生對于上述教學(xué)問題的反應(yīng)，了解他們對于設(shè)計開源機器人的興趣，并以此為依據(jù)靈活調(diào)整后續(xù)的提問方式，讓學(xué)生在新問題的驅(qū)動下，保持探究興趣，進行信息科技知識的自主思考和學(xué)習(xí)，從而有效提升他們的自主學(xué)習(xí)能力。

（四）展示學(xué)習(xí)成果，提升信息科技素養(yǎng)

為學(xué)生創(chuàng)設(shè)能夠展示學(xué)習(xí)成果的平臺，不僅能夠提升學(xué)生的學(xué)習(xí)自信，也能夠有效維持他們對于信息科技課程的學(xué)習(xí)興趣5?；诖?，初中信息科技教師應(yīng)利用人工智能輔助學(xué)習(xí)成果展示平臺的建設(shè)，并應(yīng)通過生生互評和教師評價的方式，幫助學(xué)生客觀地認(rèn)識自身的優(yōu)點和缺點，使其能夠主動進行學(xué)習(xí)成果的完善，從而進一步提升他們的信息素養(yǎng)。

還是以甘肅教育出版社八年級下冊第一單元第二節(jié)“建構(gòu)開源機器人”課程教學(xué)為例，在學(xué)生掌握設(shè)計開源機器人的方法之后，教師應(yīng)按照4人一組將班級學(xué)生分成若干學(xué)習(xí)小組，讓他們依據(jù)所學(xué)內(nèi)容，利用人工智能如PaspberryPi、Scratch等工具合作設(shè)計具有獨特想法的開源機器人。通過這樣的方式，教師不僅能夠有效檢驗學(xué)生對所學(xué)知識的認(rèn)識深度和掌握程度，也能夠促使其在相互合作和思維碰撞中查缺補漏、完善自我，從而在幫助學(xué)生形成良好信息素養(yǎng)的同時，促進其合作能力和綜合素質(zhì)的不斷發(fā)展。在各個小組設(shè)計完開源機器人后，教師要引導(dǎo)各個小組提交設(shè)計成果，并引導(dǎo)他們上交自己小組的組內(nèi)分工情況和創(chuàng)意設(shè)計方案。隨后，教師將這些信息上傳到班級的學(xué)習(xí)資源庫中。然后教師再引導(dǎo)各個小組利用智能互評系統(tǒng)對其他小組設(shè)計的開源機器人進行評價。在組與組之間完成評價之后，教師利用智能評價系統(tǒng)對各個小組的學(xué)習(xí)成果進行統(tǒng)一評價。另外教師還可利用Kimi助教工具，讓學(xué)生直觀理解課程學(xué)習(xí)的重點和難點，指導(dǎo)學(xué)生在展示學(xué)習(xí)成果后尋找自己的優(yōu)勢和不足，使他們逐漸形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣及反思意識，這也有助于發(fā)展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、信息素養(yǎng)。通過上述方式，教師不僅能夠有效增強教學(xué)評價的客觀性和合理性，也能夠促使學(xué)生全面了解自己的優(yōu)點和缺點，使其能夠主動解決自身在學(xué)習(xí)中存在問題。

三、結(jié)束語

總而言之，將人工智能融入初中信息科技教學(xué)，不僅能夠幫助教師優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)手段，還能有效提升學(xué)生的信息素養(yǎng)和學(xué)習(xí)能力。初中信息科技教師應(yīng)重視人工智能在課堂教學(xué)各個環(huán)節(jié)的應(yīng)用，同時，明確人工智能在信息科技教學(xué)中的作用和價值，并應(yīng)積極利用人工智能的各種技術(shù)創(chuàng)新課堂教學(xué)方法，優(yōu)化課堂教學(xué)資源，為初中信息科技教學(xué)注人新的活力，提升整體教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻

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