人工智能在中小学信息技术课堂教学中实施的思考

陆 尧

(江苏省宿迁市苏州外国语学校 江苏 宿迁 223800)

中小学教学是学生初次接触信息技术教育内容，也同样是学生思维发展掌握新知识的关键时期，而且在学生未来的学习与发展中，信息技术必然会成为学生生活和工作中必不可少的组成元素，对于学生未来的成长将会产生重要的影响，所以必须要重视中小学信息技术教学,教师要在教学活动中注重信息技术教学活动与现代社会的科学技术有所接轨，以此来培养学生的思维能力和创新能力，丰富学生的学习体验。教师将人工智能技术带入至小学信息技术教学中，不仅能够有效提升学生对于新技术的了解，还能能够加强学生人工智能技术的认识，以此来培养学生的思维能力，更好完成学生信息技术教学活动。

1.人工智能基本概述

人工智能是一项涉及多领域，多学科的产物。人工智能包括哲学、科学、数学、心理学、生物学、计算机理论等多元内容。人工智能的科学基础正是来自于丰富的科学内容其关键技术包括识别图表、人机交互、生物特征识别、机器学习以及语言处理等。其中机器学习是人工智能发展的核心，也是未来人工智能在计算机领域的主要发展方向，人工智能将会利用计算机来模拟人类的学习行为，以此来拥有更为完善的知识体系和相关技能。并且在发展过程中重新组织现有知识结构，使其性能不断优化，随着人工智能的不断研究，将会延伸出更为深入的学习领域。

深度学习主要是指通过增加神经网络来提升效率，将复杂的信息进行逐渐的抽象和简化判定层数越多，则知识的认知和识别能力将会越准确，深度学习概念的提出将原有计算机判定条件转化为大量的图像对应空间分布的数据，通过语音或者自然语言对应时间线分部数据进行自主学习，从而寻找规律进行精准识别。人工智能技术的基础是大数据和深度学习两个领域，数据概念越多越为深入，那么在大数据的计算下以及深度学习的影响下，则促使人工智能更为智能化。人工智能的研究范畴实际上是人类智能活动规律的研究，希望通过人工智能去进行深度计算，完成需要人为智力才能够解决且胜任的任务与工作。

简而言之,人工智能实际上就是利用科学技术手段，让机器可以像人一样思考。目前人工智能已经取得了一定的成就，并且在我们日常生活中得到了深入应用，并且改变了人们的行为习惯。所以人工智能定然会成为科学技术未来发展的主要方向，为了能够让人工智能可以在教育工作中深度融入，则需要从信息技术教学入手，让学生能够真正了解人工智能技术，加强人工智能认识和信息技术的掌握情况。

2.人工智能技术在中小学信息教学中的应用现状

目前人工智能技术在中小学信息技术教学中已经得到了初步的应用。应用内容主要包括搜索引擎和智能化教学系统两个方面。智能引擎可以结合学生教师的实际教学内容，对知识体系进行分析解读内容表达，从而强化学生的学习质量，提高知识信息搜索者的学习效率。其次为智能教学系统，智能教学系统将会成为未来教学发展的重要方向。智能教学系统以人工智能技术为核心，能够关注每一名学生的实际学习情况，针对学生的学情进行特征分析，结合学生实际学习特点为学生安排教学内容变化学习方法，以此来满足学生的个体发展需求，这样能够促使学生学习内容更加丰富完善，提高学习效果。

同时人工智能的能在信息技术教学中是必不可少的组成元素，人工智能技术由信息技术中延伸而来，所以信息技术与人工智能有着密切的联系，在中小学信息技术教学中必不可少会提及人工智能将会对学生信息技术学习产生以下几点积极作用。

2.1 能够帮助学生了解人类智慧的内涵。学生想要深度学习信息技术就需要不断探索学习智能的本质内涵，从人类认知学角度来说，人类的思维过程实际上是知识的相互联系，任何知识都具有相关性，而不是相对孤立的知识，人们在接受新知识时会将已经学过的知识紧密相连，可以说老知识是新知识的基础。联通和互动应当成为人工智能中的重要研究领域，通过信息技术教学可以帮助学生更好的了解学习的本质和智慧的来源，同时通过不断优化教学内容，可以丰富学生的学习体验，发散学生思维能力，让学生通过人工智能来获得新技术的重要指示。

2.2 可以帮助学生锻炼多种思维方式。中小学阶段在信息技术教学中，一般会采用多媒体技术，数据库技术等方法来进行教学，而人工智能则可以帮助传统教学模式，解决非结构化和半结构化的教学类问题，把人工智能引入中小学信息技术教学中，可以让学生通过人工智能来完善个人思维结构，了解不同人工智能语言特征，学习智能化问题的解决方法。

2.3 可以通过人工智能帮助学生了解复杂问题的解决思路，人工智能是利用程序行为进行底层逻辑设置。在接收到用户提问后，就可以按照其逻辑基本进程解答或将推理过程传输给学生，这样学生就可以拥有人工智能专家类似的思路和推理风格，有助于提升学生知识体系的分析判断能力。

3.人工智能在中小学信息技术教学中的应用措施

从人工智能的功能和概念来看，人工智能包含内容丰富，在教学活动中已经完全超越了中小学生的学习接受能力。所以在教学活动中，教师应当研究人工智能的合理应用方法，通过多元教学来引入人工智能项目，让学生可以借助具体的生活情境来学习相关计算机思维和完成动手实践任务。人工智能在中小学信息技术教学中的应用主要包括以下几方面。

3.1 引导学生了解人工智能应用场景，培养学生学习兴趣。人工智能在人们的日常生活中已经得到了广泛的应用人工智能，看似高端抽象，但实际上学生在日常生活中也可以经常接触人工智能相对案例，教师只需要去深度挖掘学生生活中所能够接触到的人工智能案例，即可帮助学生加强对于人工智能相关知识和系统了解的兴趣以及求知欲望。

例如，在当前智能化设备已经进入了人们的日常生活，智能手机作为多元应用工具，解决了人们日常生活中的诸多麻烦，目前智能手机已经完全代替了传统工具，甚至在应用场景中还能够通过智能手机的人工智能系统来完成图片和物体的识别。此时，教师可以利用智能手机与学生日常生活相关的场景来作为信息技术人工智能的引导。教师可以向学生提出以下几个问题：“同学们在日常生活中利用淘宝来购买商品，为什么这些商品都是自己平时想买的。而自己在用美团点外卖时美团应用所推荐的食物都是自己想吃的。手机APP是如何采用人工智能技术来对自己的行为进行分析，并且进行针对性推荐的？”此时通过教师的引导，学生就会很快意识到人工智能可以了解人们的日常行为，并且对生活习惯进行总结处理，从而引导学生了解人工智能深度学习的独特魅力。最后，教师可以向学生提出探索性问题如：“同学们在日常生活中还有哪些生活案例与人工智能有着直接的联系。”让学生进行不断的生活情境总结与分析，通过实践力帮助学生了解人工智能的基本应用原理，从而感受人工智能的逻辑关系和技术体现，从而让学生对人工智能拥有一定的自我认识。

3.2 利用人工智能完成创客教育与智慧启蒙教育。创客教育主要是指在教学活动中以学生学习兴趣为基础，融入项目式教学利用学习项目，引导学生进行自我实践，自我创造的过程，并且学生还能够在项目创造过程中组成团队，加强学生的团队协作能力，以此来增强学生的知识及认知，以此来达到智慧启蒙教育的目标。人工智能在创客教育中最大的特征是引导学生对学习内容进行不断的创新，从教育层次来说，创新教育和智慧启蒙教育是让学生将多学科进行知识融合，从而有效解决实践问题。学生通过多方面教育学习培养学生综合素养，促使学生创新实践能力全面发展，创客与人工智能的有机融合还能够解决学生课堂参与度不足的问题，让学生在知识实践中要积极的进行自我学习和知识创新。

需要注意的是在中小学教学阶段，学生的知识储备和知识认知能力仍然存在明显的不足，所以对人工智能的深妙算法往往无法全面理解。为了加强学生的知识应用于实践，可以利用创客教育让学生参与开发一些智能程度相对较弱的智能项目，从而在活动中培养学生的创新思维，还能够为学生的信息技术应用能力提供实践案例，改变学生的学习过程，让学生在学习过程中拥有自我批判和解决问题的能力，从而提升学生的综合学习水平。

3.3 在人工智能引领下构建中小学编程教育体系。无论是信息技术还是人工智能，都与编程教育内容有着直接的关系，随着人工智能的发展越来越广泛深入，人工智能对人们的日常生活影响将会越来越多。所以编程定然会成为未来学生发展中所必须要使用的专业技能之一。就人工智能领域来说，人工智能必须要建立在一定的编程程序之下，而人工智能中神经网络算法和机器学习算法成为了主流，正因为算法的加持人工智能才能够变得更加趋向于智慧个体的行为。基于此，教师要合理利用人工智能引导学生学习编程，提高学生的编程技能。

首先，中小学生在信息技术教学中是首次接触编程语言，对于编程的认识还相对薄弱，此时为了提升学生的学习兴趣，加强学生的学习感染力则应当将编程教学内容以游戏化情境为背景进行设计。让学生可以自由拖动相关程序，以图表拼积木的方式来引导学生完成编程的核心逻辑，这样学生的学习过程将会更为符合循序渐进的教学发展原理。还能够降低学生的学习难度，让学生以更为直观的角度去观察理解人工智能与编程。

其次，要在教学过程中引导学生掌握Scratch图形化编程逻辑学生可以基本掌握该逻辑模块认识程序设计的结构，并且通过一定的实际案例引导学生来完成知识的实践与体验，从而加强学生的知识掌握。

最后，需要引导学生完成算法逻辑的学习，将一些数学经典问题作为思想导入，让学生将各类算法应用在实际场合中，以此来突破学生抽象的知识认识。在学生拥有一定逻辑思维后可以让学生将开源硬件与算法程序有机结合，实现创意编程机器人动作的组合，进一步优化学生的知识体验，让学生真正将知识运用于实践中，达到学以致用的教育目标。

3.4 利用人工智能实现对学生信息技术知识的考核。人工智能技术不仅可以实现线上教学，同时也可以对学生的学习过程进行评定和测试，所以在信息技术教学中，教师可以利用人工智能技术来实现对学生的学习考核。即将考核内容变得更具针对性，也可以实现无纸化考试为。利用人工智能来完成试卷的批改，减少了教师的教学压力，为学生和教师都带来便利性。例如在中小学信息技术教学中可以采用网络评测的方式来对学生进行考核，以PPT课程教学中，教师在完成相关知识的讲解之后，就可以为学生设置一个有关于本节知识内容的随机题库，随后让学生通过题库抽选题目进行检测，在这一过程中会全面应用到人工智能技术，通过这样的方式可以让学生快速展示结果，学生通过浏览结果也将会快速认识到自己在学习和操作过程中所存在的问题与失误，在最短的时间内来完成学生的针对性教学。教师在人工智能应用时，还需要利用人工智能为学生建设个人学习档案。长期追踪学生的学习过程，利用学习档案来对学生的学习进行评估，为学生建设具有针对性的学习内容，可以帮助教师把控课堂教学节奏，对于学生在学习档案中所出现的一些常规共性问题，教师则可以进行针对性讲解，以此来调整教学策略，提高教学针对性。

3.5 对学生提供开源编程项目载体，让学生编程项目得以实践。目前，在教育领域中拥有诸多器材可以应用于信息技术编程教育，这些开源项目载体都充分融合了人工智能元素，更加符合学生的学习特征，让学生可以借助这些学习载体作为信息技术的学习项目，帮助学生以项目和实践来完成知识的应用与学习，学生看到自己的编程项目可以进行应用和实践，这样就可以充分提升学生的学习信心。从而对人工智能的开发产生动力和兴趣，让学生在学习过程中可以更加配合教师的教育教学活动。

例如，在“猫的眼睛”教学活动中，教师就可以借助小猫科技中的开源硬件，以及图形化架构软件平台来实施教学活动，引导学生来完成相关的编程任务，不断让学生在编程中实现自己所需要的功能，引导学生加强信息技术的应用，提高学生学习质量，在信息技术教学过程中，教师还需要为学生介绍人工智能的发展和知识体系，从而帮助学生更完好的应用知识。逻辑来进行编程开发，从而培养学生的创造创新意识和创新能力。学生的自我动手实践和项目运营也得到了有效的发展，为学生的知识运用与及全面发展奠定良好基础。

结束语

总而言之，在中小学信息技术教学中，人工智能与信息技术有着直接且密切的联系，必须要重视人工智能与信息技术教育的有机融合，在学校学习中帮助学生完善知识体系，构建编程知识逻辑，这样才能够真正让学生成长为创新型智能人才。