【摘 要】隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，人工智能正深刻影響著教育教學(xué)模式的變革。本文以高中信息技術(shù)課程“利用智能工具解決問(wèn)題”為例，探索智慧課堂環(huán)境下互動(dòng)教學(xué)模式的構(gòu)建與實(shí)踐。本文研究設(shè)計(jì)了“師生互動(dòng)、生生互動(dòng)、人機(jī)互動(dòng)”的多元互動(dòng)教學(xué)模式，開(kāi)發(fā)了課前、課中、課后全過(guò)程的互動(dòng)教學(xué)資源。教學(xué)實(shí)踐表明，智慧課堂有助于促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)與協(xié)作探究，提升學(xué)生利用智能工具解決問(wèn)題的能力。

【關(guān)鍵詞】智慧課堂；互動(dòng)教學(xué)；人工智能；信息技術(shù)

【中圖分類號(hào)】G434 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

【論文編號(hào)】1671-7384（2024）010-078-02

21世紀(jì)是人工智能時(shí)代，人工智能正加速滲透到社會(huì)生活的方方面面，教育領(lǐng)域同樣面臨著革命性的變革。智慧課堂作為人工智能時(shí)代教學(xué)模式的新形態(tài)，正成為教育信息化發(fā)展的新方向。高中信息技術(shù)課程承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)與計(jì)算思維的重任，如何在智慧課堂環(huán)境下創(chuàng)新教學(xué)模式、發(fā)揮人工智能的優(yōu)勢(shì)，成為亟須探索的課題。

智慧課堂環(huán)境下的互動(dòng)教學(xué)模式設(shè)計(jì)

一是智慧課堂的構(gòu)建。智慧課堂是在現(xiàn)代信息技術(shù)支持下，整合教、學(xué)、評(píng)、管等環(huán)節(jié)，營(yíng)造個(gè)性化、自適應(yīng)的混合式學(xué)習(xí)環(huán)境。構(gòu)建智慧課堂，需要從技術(shù)、資源、模式等維度進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。如在技術(shù)層面，學(xué)校配備了多媒體教室、移動(dòng)終端、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等硬件設(shè)施，集成了教學(xué)平臺(tái)、學(xué)習(xí)平臺(tái)、資源平臺(tái)等軟件系統(tǒng)；在資源層面，學(xué)校開(kāi)發(fā)了支持多元互動(dòng)的微課、學(xué)習(xí)單、測(cè)試題等數(shù)字資源；在模式層面，學(xué)校采用線上線下混合式教學(xué)，重塑課前預(yù)習(xí)、課中互動(dòng)、課后鞏固的流程。

二是互動(dòng)教學(xué)模式的設(shè)計(jì)思路。師生互動(dòng)是課堂教學(xué)的主線。教師從“知識(shí)的傳授者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)習(xí)的引導(dǎo)者”，精心設(shè)計(jì)問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考和表達(dá)。學(xué)生從“知識(shí)的被動(dòng)接受者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙饬x的主動(dòng)建構(gòu)者”，通過(guò)回答問(wèn)題、交流討論，建構(gòu)知識(shí)意義。師生互動(dòng)貫穿課前、課中、課后全過(guò)程，形成教學(xué)相長(zhǎng)的良性循環(huán)。生生互動(dòng)是學(xué)生之間的協(xié)同學(xué)習(xí)。學(xué)生組成學(xué)習(xí)共同體，開(kāi)展頭腦風(fēng)暴、小組討論、分工合作等活動(dòng)。生生互動(dòng)有助于促進(jìn)知識(shí)的社會(huì)性建構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力[1]。生生互動(dòng)的典型形式包括結(jié)對(duì)編程、項(xiàng)目研究等。學(xué)生在互動(dòng)中碰撞思想火花，在協(xié)作中提升解決問(wèn)題的能力。人機(jī)互動(dòng)是學(xué)生與計(jì)算機(jī)的對(duì)話交流。在智慧課堂中，學(xué)生可與智能工具進(jìn)行交互，獲得個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持。例如，學(xué)生可與智能導(dǎo)師對(duì)話，獲得學(xué)習(xí)診斷與推薦；可使用編程助手，獲得代碼提示與糾錯(cuò)；可訪問(wèn)在線社區(qū)，獲得問(wèn)題解答與經(jīng)驗(yàn)分享。人機(jī)互動(dòng)擴(kuò)大了學(xué)習(xí)時(shí)空，提供了自適應(yīng)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

“利用智能工具解決問(wèn)題”課程互動(dòng)教學(xué)資源開(kāi)發(fā)

1.教學(xué)內(nèi)容分析

OpUOFMdRHTsxXXO77I3Opgu/XaNB+oP8cot2TO3TPBM=（1）教學(xué)目標(biāo)?！袄弥悄芄ぞ呓鉀Q問(wèn)題”是高中信息技術(shù)必修模塊一的內(nèi)容，旨在培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用人工智能技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)和能力[2]。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將了解人工智能的基本概念和關(guān)鍵技術(shù)，如機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言處理等；掌握利用智能工具解決問(wèn)題的一般方法和流程，如問(wèn)題抽象、數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、算法選擇、模型訓(xùn)練、效果評(píng)估等。（2）教學(xué)重難點(diǎn)。本課程的教學(xué)重點(diǎn)是利用智能工具，特別是人臉識(shí)別技術(shù)，解決實(shí)際問(wèn)題的方法。學(xué)生通過(guò)案例分析和實(shí)踐操作，學(xué)習(xí)人臉圖像采集、人臉檢測(cè)、人臉特征提取、人臉比對(duì)等環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，總結(jié)利用人臉識(shí)別進(jìn)行身份驗(yàn)證、考勤管理、訪問(wèn)控制等的一般步驟。教學(xué)難點(diǎn)是將智能工具嵌入程序開(kāi)發(fā)，提高工具的靈活性與可用性。學(xué)生學(xué)習(xí)如何調(diào)用人工智能開(kāi)放平臺(tái)提供的API接口，將智能工具與自主開(kāi)發(fā)的程序相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)定制化的功能需求。

2.互動(dòng)教學(xué)資源設(shè)計(jì)

（1）課前資源。為了幫助學(xué)生預(yù)習(xí)課程內(nèi)容，教師精心錄制了微課視頻，系統(tǒng)梳理了人工智能的基本概念、發(fā)展歷程和關(guān)鍵技術(shù)。視頻采用通俗易懂的語(yǔ)言和生動(dòng)有趣的案例，深入淺出地介紹了機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、自然語(yǔ)言處理等前沿領(lǐng)域[3]。（2）課中資源。為了增強(qiáng)課堂教學(xué)的互動(dòng)性和趣味性，教師開(kāi)發(fā)了豐富的在線實(shí)踐任務(wù)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)智能工具的魅力。例如，學(xué)生可以通過(guò)網(wǎng)頁(yè)端或移動(dòng)端訪問(wèn)人臉會(huì)場(chǎng)簽到系統(tǒng)，通過(guò)人臉識(shí)別完成簽到，感受刷臉簽到的便捷高效；學(xué)生還可以基于智能問(wèn)答平臺(tái)，創(chuàng)建自己的聊天機(jī)器人，訓(xùn)練機(jī)器人回答特定領(lǐng)域的問(wèn)題，體驗(yàn)人機(jī)對(duì)話的樂(lè)趣。（3）課后資源。為了幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，將理論與實(shí)踐相結(jié)合，教師提供了詳細(xì)的實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)發(fā)完整的智能應(yīng)用原型。項(xiàng)目以小組合作的形式開(kāi)展，每個(gè)小組選擇一個(gè)感興趣的主題，如智能家居、智能醫(yī)療、智能教育等，確定具體的應(yīng)用場(chǎng)景和功能需求，然后利用人工智能開(kāi)放平臺(tái)提供的工具和服務(wù)，如語(yǔ)音識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理等，完成智能應(yīng)用的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、測(cè)試和優(yōu)化。

“利用智能工具解決問(wèn)題”課程互動(dòng)教學(xué)實(shí)踐

1.課前：在線自主學(xué)習(xí)

在智慧課堂教學(xué)中，課前預(yù)習(xí)是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)?！袄弥悄芄ぞ呓鉀Q問(wèn)題”這一課程涉及人工智能的相關(guān)概念和技術(shù)，對(duì)于高中學(xué)生而言，可能存在一定的理解難度。因此，教師需要充分利用在線教學(xué)平臺(tái)，為學(xué)生提供豐富的預(yù)習(xí)資源，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。具體而言，教師可以錄制幾段微課視頻，梳理人工智能的基本概念、發(fā)展歷程、關(guān)鍵技術(shù)等內(nèi)容，并配以生動(dòng)的案例講解，幫助學(xué)生建立初步的認(rèn)知框架。同時(shí)，教師還可以設(shè)置一些開(kāi)放性的討論題，如“你身邊有哪些人工智能的應(yīng)用場(chǎng)景？這些應(yīng)用給你的生活帶來(lái)了哪些變化？”鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合自身體驗(yàn)，在討論區(qū)積極發(fā)言，分享見(jiàn)解。這為課堂探究提供了很好的鋪墊。

2.課中：多元互動(dòng)探究

在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師利用多媒體技術(shù)，生動(dòng)呈現(xiàn)人臉識(shí)別技術(shù)在實(shí)際場(chǎng)景中的應(yīng)用。教師首先播放一段火車站“刷臉”進(jìn)站的新聞視頻，讓學(xué)生直觀感受人工智能給出行帶來(lái)的便利。視頻中，旅客只需在“刷臉”閘機(jī)前稍做停留，系統(tǒng)就能自動(dòng)完成身份驗(yàn)證和進(jìn)站確認(rèn)，整個(gè)過(guò)程快速高效，免去了排隊(duì)買(mǎi)票、取票的煩瑣步驟。教師適時(shí)梳理學(xué)生的發(fā)言，引導(dǎo)學(xué)生思考：如何利用智能工具提高簽到效率，同時(shí)兼顧信息安全和個(gè)人隱私？這一問(wèn)題將自然引出本節(jié)課的學(xué)習(xí)主題——利用智能工具解決問(wèn)題。學(xué)生意識(shí)到，要真正發(fā)揮人工智能的優(yōu)勢(shì)，還需要在實(shí)踐中不斷探索，達(dá)到效率與安全的平衡，這樣才能讓技術(shù)更好地造福人類。

3.課后：個(gè)性化鞏固提升

課后，學(xué)生以結(jié)對(duì)編程的方式，繼續(xù)深化“人臉會(huì)場(chǎng)簽到”系統(tǒng)的功能。每?jī)擅麑W(xué)生組成一個(gè)編程小組，根據(jù)自己的興趣和特長(zhǎng)，為簽到系統(tǒng)增加個(gè)性化的功能模塊。有的小組選擇語(yǔ)音播報(bào)功能，調(diào)用語(yǔ)音合成API，讓系統(tǒng)“開(kāi)口說(shuō)話”，實(shí)現(xiàn)簽到信息的語(yǔ)音提示，提升用戶體驗(yàn)；有的小組開(kāi)發(fā)短信提醒功能，接入短信網(wǎng)關(guān)服務(wù)，在簽到成功后自動(dòng)向用戶發(fā)送通知，方便用戶及時(shí)查收；還有的小組嘗試手勢(shì)識(shí)別功能，允許用戶通過(guò)特定手勢(shì)完成簽到，為系統(tǒng)交互增加了趣味性。學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐中遇到了不同的編程難題，教師通過(guò)在線輔導(dǎo)系統(tǒng)提供個(gè)性化的指導(dǎo)，針對(duì)每位學(xué)生的需求，提供及時(shí)、精準(zhǔn)的幫助，確保每位學(xué)生都能在項(xiàng)目實(shí)踐中獲得成長(zhǎng)。

結(jié) 語(yǔ)

人工智能正深刻重塑教育生態(tài)。高中信息技術(shù)作為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的關(guān)鍵學(xué)科，應(yīng)主動(dòng)順應(yīng)時(shí)代潮流，探索智慧課堂的建設(shè)路徑。教師應(yīng)樹(shù)立終身學(xué)習(xí)理念，持續(xù)提升信息素養(yǎng)與教學(xué)創(chuàng)新能力，為培養(yǎng)具備人工智能素養(yǎng)的新時(shí)代公民作出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

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