近年来,已有较多的信息技术教师把人工智能融入课程中,取得了丰硕成果。实践证明,将人工智能引入初中信息技术教学,有助于培养学生信息意识、计算思维、数字化学习等核心素养,达到“培养时代新人”的目的。在课程改革大背景下,教师还需进一步探索人工智能在信息技术教学中的融入方法。
一、 人工智能技术对教育发展的影响
(一) 提高学生学习效率
人工智能技术中的算法、大数据和机器学习等可以实现个性化和自适应的学习。例如,算法能够自动识别学生在知识点理解和技能掌握上的差距,针对薄弱环节推荐补充学习内容。同时,也能够根据学生的长处和兴趣点,推荐丰富多样的扩展性学习任务,最大限度激发其学习兴趣。这种个性化的学习路径安排,有助于学生学习效率的提升。
人工智能技术还可以提供实时的学习反馈。例如,学生在完成练习或测试后,算法能够快速评估其表现,生成详细的知识点掌握报告,明确指出其优势和不足,并提出学习建议。这种及时且高效的反馈,有助于学生认知能力与学习效率的提升。总的来说,基于算法、大数据和机器学习的人工智能技术,实现了针对个体差异的精准推荐、实时的学习评估与反馈,提升了学生学习的效率和体验。初中阶段的学生正处于快速成长期,人工智能技术将成为他们获得个性化学习支持的重要手段。
(二) 丰富教学内容与形式
基于人工智能的教学系统可以自动生成丰富、连贯的教学内容。这些系统利用自然语言处理、知识图谱等技术来理解教材和课程标准,根据先进的教学法理论,自动生成符合课程要求的教案、讲义、习题等教学内容。与人工编写的内容相比,这些算法生成的内容更加丰富系统、层次分明。在教学形式上,人工智能技术也提供了更加丰富的展示媒介。基于人工智能的教学系统能够自动将抽象知识生成直观的视频、动画、交互模拟演示等,增强教学内容在视听呈现上的丰富性。这些形象化的呈现,有助于激发学生的学习兴趣,提高知识内化效果。同时,系统呈现出的人机交互形式,让学生可以使用语音提问,与系统进行“对话式”的交流,增强了学习体验的代入感,也让知识学习更加生动活泼和有趣。式,切实提升教育效果。
(三) 改变教师角色,促进教师专业能力发展
以前教师需要花大量时间准备教案、讲义、批改作业等,现在都可以由基于人工智能的教学系统快速、自动完成。甚至,一些需要耗费教师大量精力才能了解学生的学习效果也能得到支持,比如,利用学习分析系统进行学生理解度诊断,利用语音识别技术进行作业评测等,帮助教师迅速得到每位学生的学习效果报告。
二、 人工智能视域下的信息科技课程教学策略
(一) 融入新技术,更新课程内容
为顺应新技术和新业态快速发展的需要,信息科技课程必须及时更新内容,融入人工智能、大数据、云计算、边缘计算等前沿信息技术,构建面向未来的知识体系。这也是激发学生学习兴趣、帮助学生构建面向未来信息技能格局的重要路径。首先,在课程模块中增加人工智能技术的应用章节。通过大量生动案例,让学生理解语音识别、图像分析和处理、智能推荐等典型人工智能技术的工作原理。与此同时,可以介绍案例的实际应用场景,如在智能城市、智能医疗、智能制造、智能家居等领域人工智能技术的运用,以拓展学生的技术视野。其次,在编程学习模块中大量融入人工智能算法,让学生在动手操作的过程中感受人工智能的效果。例如,教师要求学生使用开源人工智能算法,来实践语音识别、图像分类等功能的开发。这种真实编程训练,使抽象艰深的人工智能更具象化,也培养了学生的数据思维能力。最后,课程中应该适当突出和运用大数据、云计算和边缘计算等热点技术内容。接触这些前沿科技概念,对于拓宽学生视野、启发系统思维模式,都大有益处。
(二) 构建情境化的互动学习环境
基于人工智能和虚拟现实技术,教师可以为信息科技课程构建高度沉浸式的数字化学习环境,实现情境体验与交互学习的有机结合。构建情境化的互动学习环境将给信息科技课程注入更强的生命力。首先,通过虚拟现实设备,学生可以置身于极为逼真的虚拟计算机实验室、智能车间、智慧图书馆等场景中,在模拟真实情境的环境下学习编程知识,完成操作任务。这种身临其境的环境代入感,大大提升了学习的趣味性。
其次,在虚拟环境中导入人工智能的教学系统,实时分析学生学习情况,进行知识点定位与错误纠正,提供个性化的编程建议。如果学生有任何疑问,还可以通过语音的形式进行问答互动。及时的人机交互和指导,能提高学生学习效率,也更贴近课程学习的未来趋势。最后,完成学习和实践任务后,学生可以在虚拟环境中进行作品展示,作品可以利用 VR 设备零距离参观,并且可以在学生观看的过程中设置相关知识问答、程序调试等多种有趣的互动方式,提高学生学习的积极性,锻炼他们的多元能力。
(三) 提高教师信息技术应用的能力
学校可以建立针对教师信息技术应用的在线培训与学习的学习角,引入课程和资源,系统介绍编程、机器人、3D 打印、多媒体制作等前沿技术的基本原理、典型应用场景和相关教学案例,让教师按照各自的时间、进度进行自主学习。学校可以开设教师信息技术应用线下教学技能提升研修班,引导教师了解人工智能在教学中的具体应用手段,如智能语音助教系统的接入应用,智能诊断与评测工具的使用,构建沉浸式数字化教学项目的流程等。学校可以组织教师信息技术应用研讨会,让教师总结知识体系,分享教学设计经验。学校还可以建立常态化的教师信息技术应用教学竞赛。评比利用新技术手段形成的课程教学设计方案,表彰创新应用实例。这一方法能持续激励教师主动学习新技术,培养他们的信息技术教学能力。学校还应定期组织教师进入企业见习,即深入科技企业一线,了解前沿技术演进与创新应用。这对拓宽教师视野、优化课程内容与教学方法、建立面向未来的知识体系都大有裨益。
总之,在初中信息技术教学中融入人工智能,是一项重要的教育改革任务。通过采取强化理论基础教学、开展编程技术教学、布置课后实践任务等措施,教师可将人工智能有效地融入初中信息技术教学中,培养学生的学习兴趣和创新思维,锻炼学生的信息素养和计算思维,为其未来发展打下坚实的基础。在具体教学中,教师需切实提升自身的专业素养和教学能力,学校和社会也需提供相应的资源支持。相信在各方的共同努力下,初中信息技术教学必将迈上更高的台阶,帮助学生更好地适应信息时代的科技生活。
参考文献:
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