人工智能技术在信息技术教学中的使用

岳靓丽

摘 要：智能时代对信息技术课程教学和人才培养提出了全新的要求与挑战。同时，国家和教育部在2018年也发布了《教育信息化2.0行动计划》。信息技术课程智能化的提出既顺应了时代发展，也响应了国家和教育部的号召。信息技术课程智能化建设是信息技术课程教学与人工智能新技术融合发展、相互赋能的系统工程。智能时代下的信息技术课程体系建设需要把握好教师、学生在教学活动中扮演的角色以及信息技术课程体系建设的问题。

关键词：信息技术;人工智能技术;教学;教师

一、绪论

自20世纪50年代以来，人工智能技术日渐成熟，2018年，教育部发布《教育信息化2.0行动计划》明确要求完善课程方案和课程标准，使中小学信息技术课程能够充分适应信息化时代、智能化时代发展需要。人工智能技术在教育领域内的应用，引起了各方高度关注与重视。人工智能技术将会给信息技术课堂注入哪些新活力？智能化的信息技术课程体系建设又将面临着哪些问题？上述问题促使教育教学工作者不断进行反思。本文将围绕着这些问题进行初步探讨。

二、信息技术课程智能化的必要性

（一）变革教学方法，提升教学艺术

人工智能时代的信息技术课程设计中的教学目标更加侧重培养学生的核心素养与软技能。如果将硬技能定义为与特定的学习任务、领域、专业相关的技能，如计算机操作，具有外显和量化等特征，那软技能则是一种内隐的、常见的、能够迁移到所有职业与场合的能力，如人的发散性思维、辩证性思维、交往能力、表达能力、管理能力、意志力、受挫力、共情力、关切等。[1]迈入智能化时代，硬技能将逐日被智能机器及技术所取代，而软技能将在教学领域中或工作生活中大放光彩。在20世纪末，智能导学系统（Intelligence Teaching System，ITS）就进入了教育教学研究领域的研究范围。智能导学系统是借助人工智能技术，让计算机扮演虚拟导师向学习者传授知识、提供学习指导的适应性学习支持系统。[2]随着人工智能技术的不断进步与发展，智能导学系统在教育领域中为学习者提供硬技能的智能辅导得到了极大提升。例如，借助信息技术智能系统，将人工智能技术嵌入学校机房电脑中，并通过互联网和大数据等技术实时追踪、搜集并处理数据。学生在机房学习的过程中，信息技术智能系统会自动判断学习者操作是否正误、基础知识的掌握等情况。通过大数据搜集与人工智能分析提出辅导建议，对于学习者的高频错误关键点给予提醒。信息技术智能系统可以使得教师摆脱重复的机械式劳动，更好地实现教学目标的转向。（从关注学生基础技能操作转向关注学生的信息素养与能力的提升。）从而进一步地提升教学艺术。

（二）变革教学模式，优化课堂教学结构

当前，在人工智能技术支持下的移动学习将成为现实，教师知识权威角色受到挑战，以往传统的教师主导型教学模式也将退出历史舞台，以学生中心教师主导、人工智能辅助的教学模式将成为时代主流。在智能信息技术课堂上，教师可以随时上传学习视频、参考习题、案例实操文本等课内外资源。信息技术学科中的基礎性实操知识由人工智能产品进行无固定场所、无固定时间、无固定地点的在线自主学习。教师则有更多的精力设计“灵性课程”，关注学生的创造性思维、批判性思维、沟通能力等软技能，深层次地与学生互动交流。此外，教育智能化时代，基于大数据、互联网、云计算等技术可以将知识呈现形式与场景融合，可以构建知识呈现的“增强现实场景”。比如，通过非侵入性脑机接口“模拟真实人类教师实现精准化、智能化地一对一教学”和“交互式情感感知调节”等，[3]使教学环境智能化，与学生产生更深层次的联结。也可以创新教学对象与教学者之间的多种形态的连接，比如异步或同步的教学方式;还可以创设多种情景的教学环境，比如现场实践、模拟实践、虚拟实践，现实场景等的相互交错切换;突破信息技术课堂教学中时空限制，使多环节、多情景、多方式、多模式教学模式自由切换成为可能。

（三）变革学习方式，强化学生自主学习能力

人工智能时代的来临也意味着学生学习私人定制化时代的到来。也就是说信息技术智能化的课程是根据学生的个体能力与水平制定个性化的学习内容、选择其适宜的学习方式、并给予精准及时反馈来激发学生的学习动机，从而达到强化学生自主学习能力的目的。智能化的教学有利于提高学生自主学习能力原因有二：其一，就学生本身而言，在智能化的教学情境之中，学生将感到相对封闭而不受他人评判在学习的过程中不具负担，并且在同人工智能机器沟通交流时，没有传统上面对教师沟通时的压力，更不会产生惧怕感和愧疚感。[4]课程智能化有助于减轻学生在学习过程中的学习负担。其二，就教学环境而言，智能化的教学环境的仿真性是传统课堂教学无可比拟的。今后的课堂教学情景可以借助虚拟现实教具来呈现“真实”的学习场景，由于“虚拟技术经过对现实世界的修补和强化，能仿真地、动态地、综合地、多维地虚拟现实，最终呈现出逼真度极高的立体世界”。由于虚拟技术设备在课堂上的使用可以使学生产生强烈的代入感，有利于学生对于直接知识的获取。

三、信息技术课程智能化存在问题的分析

（一）存在数字化胜任力滞后、“数字鸿沟”“智能鸿沟”等多重风险

通过对上海学生参加的PISA2012的结果进行研究调查中，发现虽然学生数字化阅读成绩和基于计算机的数学成绩评估总体优异，但数字化素养对该成果的贡献力度不足，数字化学习技能中的问题导向的浏览指标显著落后。[5]与发达国家相比较来说，我国中小学信息技术课程教育内容仍止步于“信息扫盲”阶段。近期开展的一次在全国初中、小学信息技术课程教学情况的调查，考察出存在学科核心素养不突出、课时安排不合理、教材内容严重滞后、教师教学水平参差不齐等问题。[6]同时，现如今“数字鸿沟”“智能鸿沟”等多重风险也不容乐观。“数字鸿沟已经从互联网接入鸿沟演变为技能鸿沟和使用鸿沟，即数字优势群体与缺乏数字化生存技能的弱势群体之间的鸿沟。在信息技术课堂上，发达地区会重视学生个体以及他们身边的媒介实践、媒介格局和数字环境的变迁，对新媒介、新思想、数字素养培育极为敏锐，从而形成“智能鸿沟”。多重“鸿沟”的出现将会加剧区域间的差异。