高中信息技术课程中的人工智能教学

许华

【摘 要】高中信息技术课程中的人工智能教学能够全方位的培养AI人才，让学生认识体验人工智能的知识、技术、语言特征和工作原理，丰富学生信息技术知识。人工智能教学有助于强化学生应用人工智能的意识和能力，加快学生个性化和创新化学习，发展学生逻辑思维能力，完善学生信息技术核心素养。本文将具体探究如何在高中信息技术课程教学中有效开展人工智能教学模式展开阐述。

【关键词】高中信息技术;人工智能;教学策略

高中信息技术中的数据与计算，信息系统与社会其中涉及大量有关人工智能的内容，“人工智能”是当下社会的热点词汇，物联网，云计算，大数据等的应用开发离不开人工智能，人们生活中经常用到的工具如语音识别，机器翻译，符号运算，智能机器人等都是人工智能技术下的产物，人工智能开发应用已成为不可阻挡的时代潮流与趋势。教师在高中信息技术课程教学中开展人工智能教学有利于加深学生对人工智能的认识与了解，让学生在学习体验人工智能系统基本过程与方法中强化学生信息技术核心素养，全方位的培养信息技术课程中的AI人才，激发学生学习信息技术，应用信息技术，开发信息技术的兴趣与动力，鼓舞学生在信息技术方面取得更长足的进步。

一、采用问题式教学法，强化学生逻辑思维

人工智能的开发与应用由问题解决目的而来，编程计算，数据分析，信息社会想法应用都能帮助人们更好的利用人工智能解决生活中的问题。教师在信息技术课程中采用问题式教学法给学生渗透人工智能知识，可以让学生在问题解决探究中亲身体验人工智能的魅力，有助于强化学生的逻辑思维和编程能力，让学生以问题驱动为导向进行层层递进，循序渐进，由浅入深的思考和探究，激发学生的创造精神与探索精神。

例如，在教学《探秘人工智能》这一课中，教师给学生播放一则东方卫视的新闻，新闻中主要介绍生活中的各类机器人，这些机器人有的能跳舞，有的能射箭，有的能踢足球，有的能打扫家务，各类新型的机器人出现服务于人们的日常生活中，使得人们的生活水平质量不断提升。教师让学生思考这些机器人工作的本质是什么？学生经过思考回答道是人工智能。接着，教师再提问学生什么是人工智能？人工智能的英文缩写是什么？21世纪三大尖端技术是什么？人工智能之父是谁？人工智能的实质是什么？在教师层层递进，由浅入深的问题下，学生进行自主思考，有效锻炼学生的逻辑思维能力，让学生作为信息技术人工智能知识的学习者和研究者，改变以往信息技术教学中学生“只学不思”的现象。在教师问题驱动导向的人工智能教学模式下，学生了解到人工智能的工作原理和基本特征。教师让学生畅想100年后的社会人工智能会有怎样的发展？人们的生活会发生怎样的变化？对学生插上自由想象的翅膀，让学生根据自己对人工智能开发应用的认识畅想人工智能未来对现实生活中的巨大影响，激发学生学习、应用、开发信息技术的思想情感。

二、采用案例式教学法，提升学生理解能力

教师在信息技术课程中开展人工智能教学采用案例式教学法可以让学生在具体、真实、详尽、生动的案例中加深对人工智能知识开发应用的认识，让学生更加直观形象的体验人工智能算法原理与应用，拉近学生与人工智能的距离。改变学生传统印象中“研究人工智能是科学家的事情”的想法，让学生在难度适中、趣味性强、新颖独特的案例中感受到人工智能具体应用，问题解决的强大功能，产生对运用人工智能的兴趣。

例如，教师通过案例教学法带领学生走进人工智能领域，感受人工智能技术的飞速发展。著名的人机对弈事件如1996年深蓝战胜国际象棋世界冠军加里卡斯帕罗夫，2011年沃森战胜综艺节目《危险边缘》最高奖金得主连胜纪录保持者，2016年阿尔法围棋战胜世界围棋冠军李世石，2017年准星数学高考机器人凭借自身的人工智能程序解题在两个小时的考试时间内作答多份试卷，2017年Aidam智能教育机器人以直播方式与六名高考状元同台pk，按照得分标准取得最终成绩，状元AI机器人挑战高考作文并击败数位作家。在真实的人机对弈案例下，学生感受到人工智能在相关概念应用领域中的飞速发展和强大应用，教师给学生解释人工智能之所以能出色的与人类进行对应源自于人工智能的启发式搜索上。深蓝计算机存放近百年的棋谱记录，在与卡斯帕罗夫对战时可以对海量的实战棋谱记录进行启发式搜索，利用已有知识根据实际问题构造出推理路线，不断自动调整搜索方向，从而不断解决问题，取得胜利。在相关案例的辅助下，学生对教师所讲解的内容理解的更加直观形象，提高学生对人工智能的认识及所学内容的学习效率。

三、采用探究式教学法，创设良好探究氛围

教师采用探究式教学法给学生开展人工智能教学，带领学生亲身参与体验人工智能在当代社会中的强大作用，深化学生对人工智能的认识与理解，让学生看到人工智能在未来光明的应用前景。营造主动创新的信息技术学习氛围，让学生在探究活动、情境创设、互动交流中开展高效的信息技术学习。教师基于学生的理解能力与操作能力给学生涉及人机对话、机器翻译、图像识别、符号运算、专家系统、语音识别、智能游戏等教学内容，让学生在实际体验操作中不断强化信息技术核心素养。

例如，教师将学生分为三组，第一组学生访问自然语言处理网站，让学生尝试与人工智能进行对话;第二组学生与五子棋进行对弈，让学生感受人工智能的思维力与智慧性;第三组学生登录在线翻译网站，让人工智能将所给出的句子进行英汉互译。在人工智能现实操作应用体验后，教师让学生在组内谈一谈对聊天机器人的认识，思考聊天机器人是如何回答自己的问题的，讓学生想一想电脑是如何下棋的，让学生评判在线翻译效果如何。学生在自主学习，合作探究的模式中认识到人工智能在生活中的不同应用，总结到人工智能不能完全代替人类，但可以为人类服务，成为人类生活工作方面的得力伙伴。教师让学生根据以上的人工智能体验活动想一想生活中还有哪些人工智能应用的体现形式，教师让学生以小组为单位进行讨论，每组选出一个代表进行发言。学生回答到搬家公司可以应用搬家机器人，物流机器人，自动驾驶机器人可以驾驶汽车，环境测试中可以应用水下机器人等。学生发表完自己的看法后，教师补充人工智能的应用还包括模式识别，机器翻译，机器对弈，专家系统，机器人智能代理，帮助学生更加全面深刻的理解人工智能在各行各业的发展应用及前景。

总之，高中信息技术课程中的人工智能教学可以让学生充分体验和认识人工智能知识技术，语言特征，工作原理，现实应用，发展前景。在开展人工智能教学模式中，注重学生的体验与感受，以启发式、问题式、案例式等融合教学方法，引导学生进行思考、质疑、探究，创新可以强化学生信息技术学习的主体地位作用，完善学生的学习素养与能力。

【参考文献】

[1]李欣，杨磊，储开松，薛锋，肖经林.信息技术教学中“互联网+”的有效研究[A].《教师教学能力发展研究》科研成果集（第十六卷）[C].2018年

[2]卢光祥，陈明阳，岑华，杨成进.合理利用信息技术，创新课堂教学模式[A].《教师教学能力发展研究》科研成果集（第三卷）[C].2017年