摘 要:“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來(lái)為傳統(tǒng)的教育模式帶來(lái)了巨大變革。在這一背景下,教師需要轉(zhuǎn)變教學(xué)方式,將現(xiàn)代教育理念融入課堂教學(xué)中,以培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo),更好地滿足社會(huì)對(duì)人才的需求,促進(jìn)我國(guó)的信息化建設(shè)發(fā)展。高中信息技術(shù)課程中的人工智能教學(xué)是當(dāng)前教學(xué)改革的主要方向之一,能夠有效提高課堂教學(xué)效率,激發(fā)學(xué)生興趣,同時(shí)實(shí)現(xiàn)信息資源的整合與共享,因此,教師需要不斷地進(jìn)行探索和研究,以適應(yīng)未來(lái)教育改革的趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞:高中信息技術(shù);人工智能;優(yōu)化策略
中圖分類(lèi)號(hào):G427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào):2097-1737(2024)12-0085-03
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速普及,基于云計(jì)算平臺(tái)的人工智能教學(xué)系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而生。該系統(tǒng)采用云端服務(wù)器來(lái)提供相應(yīng)的服務(wù),并能通過(guò)虛擬化技術(shù)構(gòu)建開(kāi)放、靈活、高效的智能化學(xué)習(xí)環(huán)境,幫助教師提高教學(xué)質(zhì)量,讓學(xué)生獲得更多知識(shí)以及實(shí)踐技能。在此背景下,將人工智能引入高中信息技術(shù)課堂,有利于推動(dòng)信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的培育進(jìn)程,同時(shí)也能使學(xué)生更好地掌握相關(guān)理論知識(shí)和應(yīng)用技巧,為今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
一、高中信息技術(shù)課程中人工智能教學(xué)的重要意義
(一)響應(yīng)國(guó)家教育號(hào)召,培育科技人才
隨著科技的快速發(fā)展,人工智能作為一項(xiàng)前沿技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè),對(duì)于培養(yǎng)適應(yīng)未來(lái)社會(huì)需求的高素質(zhì)人才具有重要意義。人工智能教學(xué)可以幫助學(xué)生了解和掌握人工智能的基本概念、原理和技術(shù),并且由于人工智能具有較高的復(fù)雜性和創(chuàng)新性,通過(guò)學(xué)習(xí)人工智能的相關(guān)知識(shí)和技術(shù)可以培養(yǎng)學(xué)生分析、抽象、推理和創(chuàng)造的能力。通過(guò)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐,學(xué)生可以深入了解人工智能在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用,包括機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)分析、模式識(shí)別等,從而增強(qiáng)對(duì)人工智能技術(shù)的理解和應(yīng)用能力。如今信息技術(shù)已經(jīng)滲透到社會(huì)生活的方方面面,人工智能作為信息技術(shù)的重要分支,掌握其知識(shí)和技能對(duì)學(xué)生具有重要的實(shí)踐和應(yīng)用意義。通過(guò)學(xué)習(xí)人工智能,學(xué)生可以增強(qiáng)信息獲取、處理和評(píng)估的能力,提高信息素養(yǎng)和科學(xué)素養(yǎng)。
(二)滿足社會(huì)發(fā)展需求,挖掘?qū)W生潛能
人工智能作為一項(xiàng)前沿技術(shù)正日益深入人們生活的各個(gè)領(lǐng)域,而人工智能教學(xué)可以滿足社會(huì)對(duì)科技人才的需求。隨著人工智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用,各行各業(yè)對(duì)掌握人工智能技術(shù)的專(zhuān)業(yè)人才的需求量日益增加。高中信息技術(shù)課程中的人工智能教學(xué)可以為未來(lái)的科技發(fā)展培養(yǎng)更多的專(zhuān)業(yè)人才,滿足社會(huì)對(duì)人工智能領(lǐng)域的需求。另外,人工智能教學(xué)有助于挖掘?qū)W生的潛能。人工智能教學(xué)涵蓋多學(xué)科知識(shí)和技能,其學(xué)習(xí)過(guò)程能夠培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維、問(wèn)題解決和創(chuàng)新思維等能力。通過(guò)人工智能教學(xué),學(xué)生可以接觸到新穎的學(xué)科內(nèi)容和具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力,進(jìn)一步挖掘和培養(yǎng)其潛能,從而實(shí)現(xiàn)綜合素質(zhì)的提升[1]。
二、高中信息技術(shù)課程中人工智能教學(xué)的優(yōu)化策略
(一)完善教學(xué)體系,整合教學(xué)內(nèi)容
完善教學(xué)體系和整合教學(xué)內(nèi)容可以幫助學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)和掌握人工智能知識(shí),提高教學(xué)效果。第一,完善教學(xué)體系是優(yōu)化人工智能教學(xué)的關(guān)鍵。教學(xué)體系應(yīng)建立在科學(xué)合理的基礎(chǔ)上,包括明確的教學(xué)目標(biāo)、合理的課程設(shè)置和有序的知識(shí)結(jié)構(gòu)。針對(duì)人工智能教學(xué),可以對(duì)教學(xué)體系從基礎(chǔ)理論、算法與模型、實(shí)踐應(yīng)用等多方面進(jìn)行規(guī)劃,確保學(xué)生能夠系統(tǒng)、全面地學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。第二,整合教學(xué)內(nèi)容是提高教學(xué)效果的重要策略之一。人工智能涉及多學(xué)科交叉,其教學(xué)內(nèi)容涵蓋了數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)據(jù)科學(xué)等多個(gè)方面的知識(shí)。為了幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)人工智能技術(shù),教師要整合教學(xué)內(nèi)容,將相關(guān)知識(shí)有機(jī)結(jié)合起來(lái),形成一套連貫的教學(xué)體系。教師可以通過(guò)設(shè)計(jì)綜合性的案例和項(xiàng)目,將不同領(lǐng)域的知識(shí)融合在一起,讓學(xué)生能夠綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。第三,整合教學(xué)內(nèi)容還可以為學(xué)生提供多樣化的學(xué)習(xí)資源和教學(xué)工具。人工智能技術(shù)發(fā)展迅速,涉及大量的實(shí)踐應(yīng)用和技術(shù)工具。教師可以整合相關(guān)的學(xué)習(xí)資源,如教材、參考書(shū)、在線課程等,以豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容。同時(shí),引入適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)工具和技術(shù),如編程平臺(tái)、數(shù)據(jù)分析工具和模擬實(shí)驗(yàn)軟件等,增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐和應(yīng)用能力[2]。
比如,在教學(xué)高中信息技術(shù)“人工智能的產(chǎn)生和發(fā)展”內(nèi)容時(shí),教師可以通過(guò)簡(jiǎn)明扼要的講解介紹人工智能的定義和基本概念,使學(xué)生對(duì)人工智能形成初步了解。在講解過(guò)程中,教師可以通過(guò)圖表、示意圖等形式,幫助學(xué)生形象地理解人工智能的概念。接著,教師可以從歷史的角度介紹人工智能的起源和發(fā)展,簡(jiǎn)要講述人工智能發(fā)展的里程碑,如早期的符號(hào)邏輯推理、機(jī)器學(xué)習(xí)的興起以及深度學(xué)習(xí)的突破等。通過(guò)了解人工智能的發(fā)展歷程,學(xué)生能夠整體把握其演進(jìn)過(guò)程。之后,教師可引入人工智能的基本原理和關(guān)鍵技術(shù),以簡(jiǎn)明的方式介紹人工智能的基本原理,如感知、推理、學(xué)習(xí)和決策等。同時(shí),教師可以重點(diǎn)介紹人工智能的關(guān)鍵技術(shù),如機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等。簡(jiǎn)單的示例和案例有助于學(xué)生理解這些關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用和意義。最后,教師可以組織一些互動(dòng)活動(dòng)和實(shí)踐項(xiàng)目,讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。例如,教師可以設(shè)計(jì)一些小組討論活動(dòng),讓學(xué)生深入探討人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域和潛在問(wèn)題,這樣的實(shí)踐活動(dòng)可以加深學(xué)生對(duì)人工智能知識(shí)的理解,進(jìn)而培養(yǎng)其應(yīng)用能力。
(二)創(chuàng)新教學(xué)方式,提升教學(xué)效率
創(chuàng)新教學(xué)方式可以提升教學(xué)效率。傳統(tǒng)的教學(xué)方式在人工智能教學(xué)中可能無(wú)法充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性,因此教師需要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)方式。第一,引入互動(dòng)式教學(xué)。傳統(tǒng)的講授方式可能會(huì)使學(xué)生處于被動(dòng)接受的狀態(tài),而互動(dòng)式教學(xué)可以促進(jìn)學(xué)生的參與和思考。教師可以設(shè)計(jì)一些互動(dòng)活動(dòng),如小組討論、問(wèn)題解決、案例分析等,引導(dǎo)學(xué)生積極參與,通過(guò)互動(dòng)交流來(lái)加深其對(duì)人工智能知識(shí)的理解。第二,借助現(xiàn)代技術(shù)手段實(shí)施教學(xué)。人工智能作為一門(mén)前沿技術(shù),教師可借助現(xiàn)代技術(shù)手段來(lái)增強(qiáng)其教學(xué)效果,比如利用教學(xué)軟件、模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、虛擬實(shí)境等技術(shù)工具,將抽象的概念轉(zhuǎn)化為直觀的圖形或模擬,幫助學(xué)生更好地理解和應(yīng)用人工智能技術(shù)。第三,注重項(xiàng)目實(shí)踐。人工智能教學(xué)實(shí)踐性較強(qiáng),學(xué)生通過(guò)參與項(xiàng)目實(shí)踐可以更深入地理解人工智能的原理和應(yīng)用。教師可以組織學(xué)生開(kāi)展人工智能的相關(guān)項(xiàng)目,如機(jī)器學(xué)習(xí)模型的構(gòu)建、數(shù)據(jù)分析與處理、智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)等,讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)和應(yīng)用知識(shí),培養(yǎng)其問(wèn)題解決和創(chuàng)新能力[3]。
比如,在教學(xué)高中信息技術(shù)“人工智能對(duì)社會(huì)的影響”內(nèi)容時(shí),教師可以引入互動(dòng)式教學(xué),通過(guò)設(shè)計(jì)小組討論活動(dòng),讓學(xué)生以小組為單位探討人工智能在不同領(lǐng)域的應(yīng)用,如智能語(yǔ)音助手、人臉識(shí)別技術(shù)等。學(xué)生可以分享自己的觀點(diǎn)和思考,并從其他同學(xué)的意見(jiàn)中獲得啟發(fā)。通過(guò)互動(dòng)交流,學(xué)生能夠更深入地理解人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域和原理。另外,教師還可以利用教學(xué)軟件和模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)來(lái)展示人工智能技術(shù)的應(yīng)用案例。例如,通過(guò)使用人工智能模擬軟件,學(xué)生可以親自體驗(yàn)機(jī)器學(xué)習(xí)算法的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程,從而更好地理解算法原理和數(shù)據(jù)處理方法。教師還可以利用虛擬實(shí)境技術(shù),讓學(xué)生身臨其境地感受人工智能技術(shù)在虛擬世界中的運(yùn)用,提高學(xué)生對(duì)人工智能概念和應(yīng)用的理解。此外,教師可以組織學(xué)生參與人工智能的相關(guān)項(xiàng)目實(shí)踐,如要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)智能推薦系統(tǒng),通過(guò)分析用戶的行為和偏好,為其提供個(gè)性化的服務(wù)。在項(xiàng)目實(shí)踐中,學(xué)生需要運(yùn)用所學(xué)的人工智能知識(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、算法設(shè)計(jì)和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)等工作,從而使學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R(shí)應(yīng)用到實(shí)際情境中,培養(yǎng)其問(wèn)題解決和創(chuàng)新能力。
(三)加強(qiáng)教師培訓(xùn),增強(qiáng)師資力量
教師是教學(xué)過(guò)程的核心要素,他們的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和教學(xué)能力對(duì)有效傳授人工智能知識(shí)至關(guān)重要。在人工智能領(lǐng)域,技術(shù)和理論的不斷更新變化是常態(tài)。因此,教師需要通過(guò)持續(xù)的專(zhuān)業(yè)培訓(xùn),不斷更新自己的知識(shí)和技能。培訓(xùn)可以包括參與學(xué)術(shù)研討會(huì)、參觀科研機(jī)構(gòu)、進(jìn)行在線學(xué)習(xí)等形式,借此幫助教師了解最新的人工智能發(fā)展趨勢(shì)和研究成果。另外,加強(qiáng)培訓(xùn)還可以幫助教師提高教學(xué)能力,改善教學(xué)方法。人工智能教學(xué)需要教師具備一定的教學(xué)策略和方法,能夠靈活運(yùn)用不同的教學(xué)手段和資源。培訓(xùn)可以包括教學(xué)案例分享、教學(xué)技巧培訓(xùn)、教學(xué)設(shè)計(jì)研討等,幫助教師掌握多樣化的教學(xué)方法,從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力。加強(qiáng)教師培訓(xùn)可以提高教師的學(xué)科教育研究能力。人工智能教學(xué)需要教師具備一定的研究能力,能夠?qū)虒W(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行反思和改進(jìn)。培訓(xùn)可以包括教育研究方法培訓(xùn)、教學(xué)案例研究等,幫助教師培養(yǎng)教育研究的意識(shí)和能力,進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量[4]。
(四)開(kāi)展實(shí)踐活動(dòng),促進(jìn)學(xué)生發(fā)展
實(shí)踐活動(dòng)是將理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的有效途徑,通過(guò)實(shí)際操作和項(xiàng)目實(shí)踐,學(xué)生能夠更好地理解和應(yīng)用人工智能技術(shù)。開(kāi)展實(shí)踐活動(dòng)可以提供學(xué)生參與人工智能技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的機(jī)會(huì)。學(xué)生可以在活動(dòng)中參與人工智能的相關(guān)項(xiàng)目,如機(jī)器學(xué)習(xí)算法的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)分析與處理、智能系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)等。通過(guò)這些實(shí)踐活動(dòng),學(xué)生能夠動(dòng)手解決實(shí)際問(wèn)題,加深對(duì)人工智能技術(shù)的理解,并將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際場(chǎng)景中。實(shí)踐活動(dòng)能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和問(wèn)題解決能力。在實(shí)踐過(guò)程中,學(xué)生會(huì)面對(duì)各種挑戰(zhàn)和難題,需要運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能解決實(shí)際問(wèn)題。這種實(shí)踐性的學(xué)習(xí)方式可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和探索精神,培養(yǎng)其分析問(wèn)題、提出解決方案的能力。
比如,在教學(xué)高中信息技術(shù)“人工智能對(duì)社會(huì)的影響”內(nèi)容時(shí),教師可組織學(xué)生參與實(shí)踐項(xiàng)目,如開(kāi)展人工智能應(yīng)用的創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)。學(xué)生可以選擇一個(gè)特定的領(lǐng)域,如醫(yī)療、交通、環(huán)境等,然后思考如何利用人工智能技術(shù)解決相關(guān)問(wèn)題或改善現(xiàn)狀。另外,教師還可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和實(shí)驗(yàn),以探索人工智能在社會(huì)問(wèn)題解決中的應(yīng)用。學(xué)生可以選擇一個(gè)特定的社會(huì)問(wèn)題,如交通擁堵、環(huán)境污染等,然后收集和分析相關(guān)數(shù)據(jù),并嘗試應(yīng)用人工智能技術(shù)來(lái)解決或改善這些問(wèn)題。例如,學(xué)生可以通過(guò)收集交通流量數(shù)據(jù),利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法預(yù)測(cè)道路擁堵情況,進(jìn)而提出交通優(yōu)化建議。通過(guò)這些實(shí)踐活動(dòng),學(xué)生能夠親身參與人工智能的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程,深入理解人工智能技術(shù)的應(yīng)用以及對(duì)現(xiàn)實(shí)生活產(chǎn)生的影響。通過(guò)解決實(shí)際問(wèn)題和應(yīng)用人工智能技術(shù),學(xué)生能夠發(fā)展創(chuàng)新思維和問(wèn)題解決能力。他們需要運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和技能,結(jié)合實(shí)際情況,提出解決方案。同時(shí),這樣的實(shí)踐活動(dòng)也能夠促進(jìn)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力和溝通能力的發(fā)展,幫助其更好地理解人工智能的社會(huì)影響,并培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力、問(wèn)題解決能力和團(tuán)隊(duì)合作能力[5]。
三、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,高中信息技術(shù)課程中的人工智能教學(xué)在一定程度上體現(xiàn)了非常強(qiáng)的實(shí)用性和可操作性,不僅有助于提升課堂教學(xué)效率,還可以為后續(xù)其他教學(xué)內(nèi)容奠定良好基礎(chǔ),因此具有十分廣闊的發(fā)展前景。為此,高中信息技術(shù)教師必須從自身出發(fā),積極探索新時(shí)期如何運(yùn)用人工智能,以此完善自身教學(xué)體系,真正做到與時(shí)俱進(jìn),不斷創(chuàng)新,更好地應(yīng)對(duì)新形勢(shì)下的挑戰(zhàn),促進(jìn)我國(guó)基礎(chǔ)教育事業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。
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作者簡(jiǎn)介:任大雁(1978.5-),女,云南昭通人,任教于昭通市第一中學(xué),副高級(jí)教師,研究生學(xué)歷。