初中信息科技教學中實施人工智能教育的途徑與策略

【摘要】隨著人工智能技術的不斷發(fā)展，未來人工智能教育在初中信息科技教學中將呈現(xiàn)普及化、個性化和實踐性的趨勢。人工智能學習將在初中階段得到更廣泛的應用，并成為信息科技教育的重要組成部分。本文對初中信息科技教學的現(xiàn)狀進行了分析，針對現(xiàn)有教學模式在培養(yǎng)學生人工智能素養(yǎng)方面的局限性，從課程資源與學習環(huán)境、教學內(nèi)容與跨學科合作、師資培訓、實踐活動、評價方式等方面，探討了在初中信息科技教學中實施人工智能教育的途徑與策略?！娟P鍵詞】信息科技教學；人工智能；途徑與策略背景隨著科技的發(fā)展，人工智能已經(jīng)成為一個重要的技術領域。許多專家預測，未來的工作將會更加依賴于人工智能和機器學習技術。因此，讓學生在早期就接觸和學習這些知識，可以幫助他們更好地適應未來的工作環(huán)境。人工智能不僅僅是一種技術，更是一種思維方式。通過學習人工智能，學生可以學會如何用計算機去解決問題，這對于培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和問題解決能力非常有幫助。同時，人工智能是一個非常有趣且富有挑戰(zhàn)性的領域。通過引入人工智能的學習內(nèi)容，可以激發(fā)學生的學習興趣，提高他們的學習積極性。最后，人工智能還涉及很多其他領域的知識，如數(shù)學、邏輯、編程等。將人工智能納入信息科技課程，也可以拓寬學生的知識視野，提高他們的綜合素質(zhì)。因此，在初中信息科技課程中加入人工智能的內(nèi)容是非常必要的。人工智能教學的新特點1.關于教學內(nèi)容與學生學情目前，初中信息科技課程的主要內(nèi)容通常包括計算機基礎知識、辦公軟件應用等。隨著信息技術的高速發(fā)展，特別是2022年最新版的信息科技課程標準公布以來，一些新的教學內(nèi)容如物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等也逐漸被引入到初中信息科技的教學中來。對于學生來說，隨著信息技術的普及，大多數(shù)初中生對計算機和互聯(lián)網(wǎng)有一定的了解和使用經(jīng)驗。然而，他們對信息科技的學習興趣和動力可能會受到各種因素的影響而減弱，如課程內(nèi)容、教學方法等。2.關于教師信息素養(yǎng)與教學方法信息科技是一門新興的學科，而人工智能教學更是新的教學內(nèi)容，這對教師的專業(yè)素質(zhì)要求較高。目前，一些學校的教師可能還沒有接受過系統(tǒng)的信息技術培訓，這對信息科技教學的質(zhì)量產(chǎn)生了一定影響。傳統(tǒng)的教學方法主要是教師講解，學生聽講和練習，而實踐操作少。近年來，越來越多的教師開始嘗試采用項目式學習、翻轉(zhuǎn)課堂等教學方法，以提高學生的學習興趣和動手能力。3.關于教學資源與教學設備隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，教學資源的獲取方式也發(fā)生了變化?，F(xiàn)在，教師和學生可以通過網(wǎng)絡獲取大量的教學資源，如在線課程、慕課、教學視頻、電子教材等。目前大部分學?；径寂鋫淞擞嬎銠C教室，一些先進的學校還引入了創(chuàng)新實驗室、虛擬實驗室等設備，以支持信息科技教學。當前人工智能教學存在的問題全國大多數(shù)省市的中學在信息科技學科中開展了人工智能教學，但現(xiàn)有的教學在培養(yǎng)學生人工智能素養(yǎng)方面還存在以下一些不足之處。1.內(nèi)容缺乏系統(tǒng)性許多初中信息科技課程在培養(yǎng)學生人工智能素養(yǎng)方面，往往只是零散地涉及一些基礎知識和技能，缺乏系統(tǒng)性內(nèi)容的教學安排。隨著人工智能技術的不斷發(fā)展，相關的知識和技術也在不斷更新，然而，目前許多初中信息科技教材的內(nèi)容還停留在較為基礎的層次，無法滿足學生對人工智能新技術的學習需求。2.師資力量不足大部分初中在人工智能教育方面的師資力量相對較弱，一方面教師自身的專業(yè)素養(yǎng)和技能水平有限，另一方面學校可能沒有足夠的資源來支持教師進行人工智能的相關培訓和提升。3.實踐環(huán)節(jié)薄弱人工智能在義務教育新課程標準中，屬于強調(diào)實踐操作能力的內(nèi)容模塊，但在目前的初中信息科技教學中，學生往往缺乏足夠的實踐機會，難以將理論知識應用到實際問題中，從而影響了學生人工智能素養(yǎng)的培養(yǎng)。同時，目前的評價體系主要以考試成績?yōu)橹?，較少關注學生在人工智能素養(yǎng)方面的實際操作能力。人工智能教育在教學中的實施途徑與策略基于以上分析，在初中信息科技教學中，為了更好實施人工智能教育，主要有以下途徑與策略。1.整合課程資源，創(chuàng)設學習環(huán)境在初中信息科技教學中，教師可以將人工智能相關的內(nèi)容融入現(xiàn)有的課程體系中，通過以人工智能為主題的項目化學習，讓學生在學習演示文稿知識與技能的同時，也能接觸到人工智能的基本概念和原理。教師也可以利用現(xiàn)代信息技術手段，如智能教室、在線學習平臺等，為學生創(chuàng)設良好的學習環(huán)境，激發(fā)他們的學習興趣和積極性，提高學習效果。比如，我們對學校的“生態(tài)園綜合學習空間”進行升級，配備計算機、傳感器，助力人工智能項目的實施。在計算機教室里，可以通過配備機械臂等設備，設計基于視覺識別技術驅(qū)動機械臂實現(xiàn)自動分揀裝運的編程課程。2.更新教學內(nèi)容，開展跨學科合作針對目前教材內(nèi)容滯后的問題，各學?？梢試L試對教學內(nèi)容進行更新，引入更多關于人工智能的最新知識和技術。比如，我們與高校及相關技術團隊合作，引入Python編程內(nèi)容，讓學生學會用代碼設計出有趣和實用的程序，不斷反思并更新迭代相關教學內(nèi)容，讓教學內(nèi)容更加貼近實際需求。另外，鼓勵信息科技教師與其他學科教師進行合作，共同開展跨學科的教學活動。比如，在“人工智能預測出行”項目中，需要采集天氣的數(shù)據(jù)，結合地理學科知識，進行數(shù)據(jù)的匯總分析，并以此來做出出行的建議。又比如，我們結合生物等學科，設計基于AI輔助物聯(lián)網(wǎng)，開展植物生長過程的監(jiān)測與控制的農(nóng)作物種植項目，同時滲透勞動教育。通過跨學科的合作，讓學生在不同學科領域中感受到人工智能的應用價值，拓寬他們的知識視野。3.開展實踐活動，提升綜合能力鼓勵學生參與人工智能相關的實踐活動。比如，我們結合學校的科創(chuàng)季，設計了腦機接口、無人駕駛、類人機器人等主題活動。學生們通過小隊尋訪、小組學習、主題班會、藝術創(chuàng)作、大咖對話、展覽策劃、TED演講等一次又一次地在參與活動中打開了新視野。同時，設置機甲對戰(zhàn)、Arduino編程、無人機編程等比賽項目，讓學生在實踐中學習和掌握人工智能知識，提高他們的動手能力和創(chuàng)新能力。4.創(chuàng)新評價方式，培養(yǎng)綜合素質(zhì)在評價學生人工智能素養(yǎng)時，除了考試成績外，還關注學生的實踐表現(xiàn)、項目成果等方面，全面、客觀地評價學生的人工智能素養(yǎng)水平。比如，我們以小組的形式，開展“人工智能預測出行”等跨學科主題學習的自選項目，結合組員的分工以及項目的創(chuàng)意設計、程序結構、項目達成度以及互評受歡迎度等