初中信息技术教学中人工智能的融入路径探究

摘 要：随着经济社会的快速发展，大量新技术相继涌现，为不同行业带来了全新的发展机遇，同时也带来了挑战。人工智能是当前科技领域的研究重点，将其引入教育教学领域，能丰富教学内容，促进教育快速发展。初中信息技术学科具有较强的探究性，其教学目标即培养学生信息素养与探究能力，推动学生全面发展。文章以初中信息技术教学与人工智能关系为切入点，从不同层面分析人工智能融入信息技术的教学策略，以供相关教师参考。

关键词：初中信息技术；人工智能；融入途径

中图分类号：G434                                文献标识码：A                                       文章编号：2097-1737（2023）06-0075-03

引  言

人工智能诞生于计算机、电子学、自动控制论等多学科基础上，是一门研究如何运用计算机与智能机器人等人工装置延伸与模仿人类智能科学。目前，我国中小学相关课程已设置了写人工智能教育内容。信息技术作为培养学生信息素养的学科，在某种程度上与人工智能特征契合，将人工智能融入初中信息技术可辅助学生更好地掌握知识，提高学生的信息技术水平，锻炼学生的信息技术应用能力，提升其学习信心，实现真正意义层面的高效教学[1]。

一、人工智能对初中信息技术教学的影响

人工智能在计算机网络环境中有显著的专业性、稳定性与时效性特征以及相对稳定的应用效能。随着人工智能技术的发展，其对初中信息技术教学影响越来越大。为了更好地应用人工智能技术，学校需要加大对信息技术教师的培训力度，做好人工智能教育层面的研究，将人工智能有效融入信息技术教学，使信息技术教学内容能够紧跟时代发展，帮助学生掌握人工智能知识，培养学生创新思维和实践能力，实现学生综合素质的提升。在初中阶段，人工智能教育以信息技术课程为基础，因此，信息技术课程内容以及教师专业能力应当结合人工智能做出改变和调整。随着人工智能在生活中的应用，其对现代人才培养有了新的要求。在初中信息技术教学中，教师应当注重前沿技术的讲解，为学生以后技术的应用和学习做好准备。同时，教师应当加强学生综合素质培养，借助人工智能教育，促进学生个性发展，培养学生创造能力。人工智能对信息技术教育理念有重要影响，在“互联网+”理念的指导下，“互联网+教育”思想推动信息技术教学革新，学生学习信息技术更直观，课堂教学也更有活力。此外，学校应当加大信息技术教师培训力度，强化教师专业素养[2]。

在初中信息技术教学中，人工智能有其应用优势。将人工智能和信息技术结合，能够丰富信息技术课堂教学内容，提高学生自主学习能力。同时，信息技术课程针对性强，涵盖的信息技术内容较多，人工智能能够将信息感测技术和通信技术融入其中。从整体来看，人工智能的融入能够使课堂教学更具综合探究性，有利于提高学生的综合能力[3]。

在信息技术教学中，编写程序是学生需要具备的信息技术能力，同时，也是人工智能系统所包含的重要内容。编写程序是信息技术课程的主体内容，有利于对学生自主探究能力的培养。通过相应的判断和分析，学生能形成相应的解决方案，利用计算思维能力解决生活中的问题，进一步提高初中信息技术学习效率。

二、初中信息技术教学开展人工智能教学现状

（一）偏重技能忽视思维

在初中信息技术教学中，部分教师尝试将人工智能融入其中，但存在教学重点偏差的情况，只将技能训练作为教学重点，对学生思维层面的培养不够重视，导致学生在实际操作中因思维能力不足出现操作失误或者遇到困难。

（二）课堂内容体系不够完善

对于信息技术课程来说，人工智能是比较新兴的内容，不少教师在课堂教学中，没有建立完善的教学体系，通常将传统内容作为教学基础，不利于教学活动的开展[4]。

（三）课堂教学资源单一，设备落后

在初中信息技术教学中，教学形式较单一，教学资源通常是以教材为主，学生注意力难以保持长久，影响学生课堂学习效果。同时，部分信息技术课程知识较抽象，如程序语言知识等，不少学生存在畏惧心理，逐渐丧失学习兴趣，从而影響课堂教学活动的开展。此外，信息技术教学需要利用计算机设备，特别是人工智能技术，对学校设备配置有更高的要求。从实际情况来看，部分学校在教学设施方面存在不足，设备更新较慢，导致不少教学内容只能止步于理论阶段，不利于学生的理解与掌握。

（四）教师自身信息化素养不足

信息技术课程教学对教师自身专业水平有较高要求，特别是编程、人工智能等内容。初中信息技术教师需要全面了解课程内容与技术，为学生提供相应的指导。但是，部分信息技术教师对人工智能等前沿技术缺少了解，大多是通过新闻、网络及书籍等方式了解，没有进行过专业培训，虽然能够完成课堂教学任务，但是，在人工智能技术应用层面存在不足，不利于学生对计算机科学技术的学习和使用[5]。

三、在初中信息技术教学中高效融入人工智能的策略

（一）分析应用场景，激发学习兴趣

初中信息技术教学中，要想有效融入人工智能技术，教师需要有计划地引导学生认识人工智能，逐渐接受人工智能。首先，教师需要让学生初步了解人工智能，为之后的教学活动奠定基础。在实际的教学活动中，教师可以向学生讲述人工智能在生活中的实际应用，拉近学生与人工智能之间的距离，让学生初步了解人工智能。这样能降低学生对人工智能的陌生感，让学生以良好的心态学习信息技术理论知识[6]。

例如，在“初识开源硬件及其开发环境”的教学中，本节课程内容对学生来说比较陌生，学生缺少相应的学习基础，因此，教师需要引入生活中的事物，拉近学生与知识之间的距离，消除学生对抽象知识的厌学心理。如日常生活中经常使用的智能手机，在智能手机运行时，涉及很多种人工智能技术，在使用智能手机时，人们关注的是其智能，但对其智能背后的技术缺少探究和了解。因此，教师可以智能手机为例，开展本节课程的教学。同时，教师可以收集一些智能产品的视频，如“避障小车”“巡逻机器人”等，借助视频，为学生讲解开源硬件的本质概念。在此基础上，教师让学生列举一些生活中的智能家用电器，根据教材内容，让学生初步理解开源硬件的概念。之后，教师可以向学生讲解开源硬件的优势及功能。在教学中，教师结合生活中的实例，融入人工智能技术，能将高深的信息技术知识与生活常识结合，激发学生学习兴趣。

（二）开展探究活动，拓展学习思维

在初中信息技术教学中，为了更好地利用人工智能，教师需要营造良好的课堂氛围，为学生带来别具一格的学习体验，引导学生转变思维模式，养成良好的学习思维习惯。在以往的信息技术教学中，教师偏重于理论知识讲解，对学生掌握情况、学习体验等不够重视，而且学生在课堂上不敢提问与质疑，从而影响学习效果。为了提高课堂教学效率，教师应当注重对学生思维能力的锻炼，开展探究活动，让学生直接接触人工智能知识。以程序设计基础为例，通过本节课程教学，教师应引导学生掌握基本程序设计，了解程序设计中的元素与步骤，加深对程序设计概念的理解，能够使用程序设计解决问题。教师首先应讲解程序的组成部分，如自然语言、符号语言等，之后引入实际案例，让学生探究程序设计的本质，即根据逻辑性和特定顺序进行组合算法，在算法指令中，通过输入特定的运算对象，得到相应的结果，整个过程和算法指令集合称为程序。为了帮助学生理解，教师可以引入利用人工智能技术进行程序编写的案例，通过观看利用人工智能完成编程内容设计以及对数据进行处理的实例，让学生重新认识人工智能技术，加深对程序设计知识的理解。借助人工智能技术，教师可以通过这样的教学方式，提高学生思维能力，激发学生对人工智能的学习兴趣，营造良好的课堂氛围，帮助学生树立学习自信心，提高课堂活动有效性。

（三）引入网络资源，优化教学设计

人工智能技术的发展，为初中信息技术教学提供了相应的技术支撑，教师借助人工智能，能够提高学生学习效率，实现高效课堂的构建。初中信息技术教师应以教材内容为基础，有效引入网络资源，丰富课堂教学内容；有效融入人工智能技术，加深学生对人工智能的认识。同时，教师需要收集有关人工智能的教学内容，将其和教材内容结合，创新课堂教学模式，打造多样化初中信息技术课堂。以开源硬件与编程工具应用为例，在之前的学习中，学生已经掌握开源硬件的概念，在本节课程中，教师可以将编程工具常用方法作为教学的重点，加深学生对开源硬件的理解，同时让学生掌握编程工具的功能和模块设计，提高学生的编程设计能力。为了提高课堂教学效率，教师需要为学生构建学习平台，帮助学生掌握编程工具。同时，教师要向学生展示编程控制机器人做动作的视频，让学生了解编程在人工智能技术发展中的重要作用，重视编程知识学习。此外，教师还可以引入一些科研案例，如围棋机器人阿尔法的故事。教师通过收集这些案例辅助课堂教学，能使枯燥的信息技术课堂变得生动有趣，让学生在了解编程重要性的同时，激发学习兴趣，为之后教学活动的开展奠定基础[7]。

（四）完善课程体系，开阔学生视野

将初中信息技术与人工智能融合，要求教师打破单一教材内容的限制，引入其他方面的内容，扩展教材知识，优化信息技术课程体系，增强人工智能在教学中的应用效果。因此，教师需要对原有教学资源进行整合，开阔学生学习视野，丰富学生知识获取方式。以“应用广泛的物联网”为例，对于物联网，不少学生可能会感觉陌生，因为学生接触较多的是互联网，物联网是近几年提出的一种新的技术概念，与人工智能有一定的联系。为了帮助学生理解物联网概念，教师可以结合生活中人工智能的具体应用，拓宽学生学习视野，引入教材外的内容，深化学生对人工智能的理解。以现代智能家电系统为例，通过智能手机安装相应的控制终端，可以对家庭中的家电进行控制；可以利用先进技术对蔬菜大棚温度进行监测，实现远程调节和管理蔬菜大棚温度。这些先进的技术，要以物联网模块为基础，实现不同设备对信息指令的传递与接收。这样的教学方式能拓展课堂教学内容，让学生了解更多知识，培养学生与时俱进的意识，使学生养成良好的学习习惯，增强人工智能在信息技术教学中的应用效果。

（五）巧借程序设计，提升教学效率

学生学习编程知识后可了解计算机工作原理，掌握编程技能，体验算法构造过程与计算机自动化特征，其是培养学生思维能力的基础内容。信息技术教师在应用人工智能技术时可通过程序教学培养学生思维能力，使学生对人工智能世界形成不同于他人的看法。首先，分解任务。人们往往会先简化问题难度后再解决问题，评估解决方案可行性。对此，解决问题的最佳方式即分解任务，将复杂问题分解为较易解决的小问题，再逐步完成。以“小猫走迷宫”为例，学生通过运行桌面游戏程序了解其规则，再阅读教材，思考如何制作完整的迷宫游戏。学生经过小组合作讨论后得出以下步骤：平面迷宫图设计—游戏角色选择—游戏规则制订—游戏脚本编写—游戏效果反复测试—游戏脚本优化—游戏效果改善。通过这样的步骤，学生能够细致地分析任务，制订解决问题的步骤，进而解决问题，培养抽象思维。其次，表达策略。教师可以引导学生结合实际情况，设计相应的解决方案，构建系统模型和整体架构。以“鲨鱼捕小鱼”为例，教师可以引导学生观看动画作品，并让学生分析角色在动画中的功能。例如，鲨鱼的功能有掉头、游动、不颠倒、改变方向、切换外观；小鱼的功能有掉頭、游动、不颠倒。最后，组织学生通过头脑风暴绘制流程图。上述教学方式便于学生理解整体任务，有利于发展其整合信息的思维能力。

结  语

总之，初中信息技术需紧跟时代发展脚步创新教育理念和教学方式，帮助学生掌握信息技术技能，引导学生了解新的信息技术。在信息技术教学中融入人工智能可让学生生活因智能而发生改变，学会从不同角度看待问题，发展创新型思维，实现真正意义上的个性化发展，对学生的未来成长有重要的现实意义。

[参考文献]

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汪小松.在初中信息技术课堂中引入人工智能技术[J].山西教育（教学），2021（07）：55-56.

郭爽.基于人工智能的初中信息技术项目化教学探究[J].科学咨询（科技·管理），2020（11）：222.

作者简介：卓婕（1984.12-），女，福建莆田人，

任教于福建省莆田擢英中学，一级教师，本科学历。