初中信息技術(shù)人工智能單元的教學(xué)策略與實(shí)踐分析

洪慧

摘 要：文章論述了初中信息技術(shù)人工智能單元相關(guān)課程的開發(fā)和實(shí)踐，根據(jù)學(xué)科核心素養(yǎng)，合理定位初中信息技術(shù)人工智能單元教學(xué)內(nèi)容，分析人工智能單元的內(nèi)容結(jié)構(gòu)，總結(jié)初中信息技術(shù)人工智能單元的教學(xué)策略，進(jìn)一步開發(fā)我國(guó)初中信息技術(shù)人工智能單元。因?yàn)槿斯ぶ悄軉卧墙滩闹斜貙W(xué)的板塊，我們需要努力地克服教學(xué)難題，優(yōu)化人工智能單元教學(xué)流程，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。

關(guān)鍵詞：初中;信息技術(shù);人工智能課程;開發(fā);實(shí)踐

一、初中信息技術(shù)人工智能課程的必要性

（一）初中生需要學(xué)習(xí)人工智能的知識(shí)

人工智能技術(shù)不斷發(fā)展，在未來(lái)社會(huì)生產(chǎn)生活中將會(huì)廣泛利用人工智能，因此初中生需要客觀地認(rèn)識(shí)人工智能，這代表初中生對(duì)于人工智能教學(xué)具有較大的需求，因此在初中信息技術(shù)課程中發(fā)展人工智能教育，對(duì)于初中生未來(lái)發(fā)展具有較大的意義[1]。

（二）初中生具備人工智能學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)

人工智能技術(shù)對(duì)于初中生來(lái)說(shuō)理解難度比較小，初中生在小學(xué)已經(jīng)學(xué)習(xí)了簡(jiǎn)單的編程技術(shù)，因此初中生可以利用學(xué)到的計(jì)算機(jī)知識(shí)，更好地學(xué)習(xí)人工智能基礎(chǔ)知識(shí)。

二、初中信息技術(shù)人工智能課程開發(fā)的目標(biāo)

初中信息技術(shù)人工智能課程的目標(biāo)，主要是實(shí)現(xiàn)啟蒙學(xué)習(xí)，讓學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)活動(dòng)，初步了解信息技術(shù)前沿知識(shí)，同時(shí)可以利用簡(jiǎn)單的人工智能解決實(shí)際問(wèn)題，感受到人工智能技術(shù)的價(jià)值，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)責(zé)任感，主動(dòng)學(xué)習(xí)人工智能技術(shù)[2]。

初中學(xué)?？梢匝?qǐng)人工智能專家和高新技術(shù)企業(yè)等，專業(yè)性指導(dǎo)初中信息技術(shù)人工智能課程，根據(jù)初中信息技術(shù)教學(xué)實(shí)際情況，在七年級(jí)信息技術(shù)基礎(chǔ)課程中開發(fā)人工智能課程，向所有的初中生普及人工智能技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算思維能力和信息素養(yǎng)。

三、初中信息技術(shù)人工智能課程設(shè)計(jì)內(nèi)容

初中信息技術(shù)人工智能啟蒙課程主要包括人工智能感知和人工智能語(yǔ)言以及人工智能問(wèn)題求解三個(gè)部分。針對(duì)人工智能感知部分，利用豐富的教學(xué)案例，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，主要論述人工智能發(fā)展史和行業(yè)應(yīng)用等情況，幫助學(xué)生初步了解人工智能的內(nèi)涵。例如在學(xué)習(xí)第10課《認(rèn)識(shí)人工智能》，教師可以針對(duì)人工智能語(yǔ)言部分，利用Python案例，幫助學(xué)生了解人工智能語(yǔ)言的程序結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生使用Python語(yǔ)言程序，在設(shè)計(jì)程序的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。在人工智能問(wèn)題求解部分，主要是引導(dǎo)學(xué)生利用Python語(yǔ)言和第三方庫(kù)嘗試人工智能技術(shù)，有效識(shí)別圖像、文字等。

在初中信息技術(shù)人工智能課程設(shè)計(jì)過(guò)程中要與時(shí)俱進(jìn)，幫助學(xué)生初步探究人工智能技術(shù)。初中信息技術(shù)教學(xué)要注重培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，要求在實(shí)際情景中引導(dǎo)學(xué)生利用信息技術(shù)知識(shí)解決問(wèn)題。在初中信息技術(shù)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力，要求學(xué)生可以利用抽象的方式表示復(fù)雜的數(shù)據(jù)，并通過(guò)設(shè)計(jì)算法，自動(dòng)化生成問(wèn)題解決方案;要能夠總結(jié)問(wèn)題解決的方法，在其他問(wèn)題解決過(guò)程中利用學(xué)到的知識(shí)來(lái)操作。根據(jù)初中信息技術(shù)計(jì)算思維培養(yǎng)需求，再結(jié)合人工智能教學(xué)特點(diǎn)，初中學(xué)校需要優(yōu)化設(shè)計(jì)人工智能教學(xué)內(nèi)容。

四、初中信息技術(shù)人工智能課程教學(xué)措施

（一）提高教師的能力

初中信息技術(shù)人工智能課程開發(fā)和實(shí)踐的主體是教師，因此教師要具備專業(yè)智能技能素養(yǎng)，設(shè)計(jì)適合初中生的初中信息技術(shù)人工智能課程，這對(duì)于初中信息技術(shù)教師來(lái)說(shuō)是一種巨大的挑戰(zhàn)。學(xué)校科研組在設(shè)計(jì)初中信息技術(shù)人工智能課程的過(guò)程中，要注重開展人工智能研究，收集有關(guān)人工智能的資料，開發(fā)人工智能教材。初中學(xué)校應(yīng)邀請(qǐng)人工智能專家和高新技術(shù)企業(yè)人員指導(dǎo)初中信息技術(shù)教師，幫助教師掌握前沿學(xué)科知識(shí)。在課程開發(fā)階段，教師要積極學(xué)習(xí)新技術(shù)，加強(qiáng)教學(xué)實(shí)踐，不斷提高自身教學(xué)能力，有效實(shí)施初中信息技術(shù)人工智能課程。

（二）設(shè)計(jì)人工智能實(shí)踐活動(dòng)

開展初中信息技術(shù)人工智能課程，一方面需要落實(shí)理論教學(xué)，另一方面需要落實(shí)實(shí)踐教學(xué)。但是每個(gè)方面的學(xué)習(xí)都涉及復(fù)雜的概念邏輯知識(shí)，為了降低學(xué)生的理解難度，需要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在抽象的理論中提取重要的知識(shí)，有效結(jié)合理論和實(shí)踐，幫助學(xué)生掌握人工智能知識(shí)，促使初中信息技術(shù)人工智能課程貼近學(xué)生的實(shí)踐生活。為了幫助學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能理論知識(shí)，在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，教師需要聯(lián)系學(xué)生生活中看到的AI產(chǎn)品，轉(zhuǎn)變抽象的概念為形象性知識(shí)，幫助學(xué)生對(duì)學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐。

例如在學(xué)習(xí)第13課《圖像識(shí)別技術(shù)》的過(guò)程中，學(xué)生很難理解識(shí)別人工智能圖像，所以教師需要優(yōu)化體驗(yàn)活動(dòng)，調(diào)整代碼塊順序，引導(dǎo)學(xué)生理解植物識(shí)別程序，在學(xué)生閱讀了植物識(shí)別接口內(nèi)容之后，根據(jù)輸出階段確定信息提取方法。教師要組織學(xué)生互相討論，幫助學(xué)生利用Python識(shí)別植物。完成體驗(yàn)活動(dòng)之后，教師可以幫助學(xué)生理解圖像識(shí)別程序的應(yīng)用過(guò)程。

人工智能涉及較多的專業(yè)知識(shí)，很多初中生缺乏抽象思維能力，因此無(wú)法理解人工智能專業(yè)知識(shí)，在實(shí)踐學(xué)習(xí)過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生各種問(wèn)題。教師可以利用類比方式具體化處理專業(yè)概念，通過(guò)實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，幫助學(xué)生在特定情境中建構(gòu)知識(shí)體系。教師可以類比儲(chǔ)蓄罐和Python變量，結(jié)合學(xué)生儲(chǔ)蓄罐錢幣投入的過(guò)程，分析存錢過(guò)程和錢幣值變化過(guò)程。利用這種類比方式，可以幫助學(xué)生理解變量概念。

（三）人工智能問(wèn)題求解過(guò)程

初中信息技術(shù)人工智能課程開設(shè)的目的主要是為了讓學(xué)生感受到人工智能的價(jià)值，同時(shí)在日常生活中應(yīng)用人工智能。教師需要設(shè)計(jì)啟蒙課程，優(yōu)化整體教學(xué)路徑，在開展教學(xué)活動(dòng)的過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生觀察并且體驗(yàn)使用人工智能產(chǎn)品，并且要求學(xué)生利用自己理解的方式描述人工智能程序的功能。學(xué)生在這個(gè)過(guò)程中可以討論人工智能程序的功能，在確定問(wèn)題活動(dòng)探究的目的和活動(dòng)目標(biāo)之后，開展小組討論活動(dòng)，將復(fù)雜的問(wèn)題分解為不同的小問(wèn)題，簡(jiǎn)化問(wèn)題解決思路。教師可以結(jié)合實(shí)際情況組織自主探究活動(dòng)或者合作探究活動(dòng)，讓學(xué)生利用計(jì)算機(jī)程序表達(dá)出想法，引導(dǎo)學(xué)生深入思考人工智能知識(shí)，使學(xué)生的思維品質(zhì)不斷提高。

（四）加強(qiáng)學(xué)科教育

人工智能技術(shù)不斷發(fā)展，初中信息技術(shù)人工智能課程需要做到與時(shí)俱進(jìn)，結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知能力和實(shí)際生活，設(shè)計(jì)有針對(duì)性的課程內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)能力。教師需要利用初中信息技術(shù)人工智能課程的育人作用，引導(dǎo)學(xué)生重視人工智能技術(shù)的價(jià)值，利用共情方式，幫助學(xué)生理解人工智能安全問(wèn)題，關(guān)注人工智能發(fā)展過(guò)程中的人文問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生理性判斷人工智能的發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的信息道德。

五、結(jié)語(yǔ)

本文論述了初中信息技術(shù)人工智能課程的開發(fā)與實(shí)踐，根據(jù)初中信息技術(shù)教學(xué)情況選用有針對(duì)性的教學(xué)方法，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維能力和核心素養(yǎng)，為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]郁海桃.基于問(wèn)題解決的初中信息技術(shù)課堂教學(xué)實(shí)施的探討[J].科學(xué)咨詢（科技·管理），2020（08）：228-229.

[2]陳姍姍.STREAM理念在初中信息技術(shù)課程教學(xué)設(shè)計(jì)中的滲透[J].冶金管理，2020（13）：163-164.