初中信息技术人工智能单元的教学策略与实践分析

初中信息技术人工智能单元的教学策略与实践分析

顾峰

西安交通大学苏州附属初级中学215000

摘要：本文主要阐述了初中生信息技术人工智能单元及其相应课题的理论研究和探索，并依据学科教学要求，确定初中生信息技术人工智能单元教学方法。研究人工智能单元的知识构成，提出初中生信息技术人工智能单元的教学方法，以更好地发展国内初中生信息技术人工智能单元。因为人工智能单元是学校课本中必学的模块，所以我们必须更尽力地攻克课堂教学难点，完善人工智能单元教学过程存在的不足，以培养学生的思维能力。

关键字：初中；信息技术；人工智能课程；开发；实践

引言

21世纪是一个信息时代，信息技术对于这个时代的来说是每一个人在社会上生存必备的技能。对于初中生来说信息技术这门课是他们的基础课程，能够让他们有机会接触到信息技术，因此老师需要尽心尽力教好这门课。而人工智能单元属于社会科学的前沿，也是这门课的难点知识，因此老师应该制定正确的教学策略来提高学生学习这一单元时的学习效率，让每一个学生能够对人工智能技术都有一个最基本的了解。

1.初中信息技术人工智能课程的发展必要性

1.1初中生需要学习人工智能的知识

人工智能技术正在不断发展中,在未来的社会生产生活中将会广泛利用人工智能,因此初中生需要更加客观地认识人工智能,这也代表着初中生对于人工智能教学具有较大的需求,因此在初中信息技术课程中积极发展人工智能教育,对于初中生未来发展具有较大的意义[1]。

1.2初中生具备人工智能学习的基础

人工智能知识的理解对中学生来讲困难相对小,初中生在学校已经掌握了基本的编程知识,于是中学生能够借助掌握的电脑基础知识,更进一步地学习人工智能技术。

2.初中信息技术人工智能课程开发的基础目标

初中信息技术与人工智能教学的主要任务,重点在于学生进行启蒙认知教育,使他们通过认知行为,基本掌握计算机技术的前沿理论知识,并能够运用最基本的人工智能技术处理现实问题,从而体会到人工智能技术的迅速发展,并培养他们的学习责任感,从而积极掌握人工智能技术[2]。

初中学校可以通过聘请人工智能专家学者或人工智能相关的高新科技公司等,以专业化引导中学信息技术与新一代人工智能教学,同时结合中学的信息技术教学实际情况,在初中信息技术基础课程中开展新一代人工智能教学,向现有的中学生推广人工智能技术,以培养的计算思维才能和信息系统素养。

3.初中信息技术人工智能课程设计内容

初中信息技术的人工智能启蒙教学,主要分为人工智能认知和人工智能语言以及人工智能问题解决等三个方面。在人工智能认知方面,老师通过运用大量的教学例子,调动学生的认知积极性,并重点阐述有关人工智能发展过程和技术应用方面的知识,有助于他们进一步理解人工智能的基本含义。比如在课堂教学时《认识人工智能》,老师就可以在人工智能语言方面,通过Python例子,引导他们认识人工智能语言的程序结构,并引导他们运Python语言编程,从而在编写程序的过程中训练他们的数学逻辑思维。在人工智能问题解决方面,重点是指导学生通过Python编程语言和第三方库进行人工智能技术,有效辨识图形、文本信息。

在中学信息技术及人工智能课程设计步骤中要与时俱进,有助于引导学生早期探索新一代人工智能科学技术。在初中生信息技术课堂教学上要注重培养中学生的计算思想,并请求教师在现实情境中指导学生利用信息技术知识来解决实际问题。在初中信息技术教学中为了提高学员的计算思维能力,可规定学生应该运用抽象的办法，以表达繁杂的数据分析,并透过设计算法,自动化生成问题解决方案;要学生能总结提问解决的方法,在其他问题解决过程中运用学到的知识点来使用。而针对初中生信息技术运算思想发展实际需求,再综合人工智能教育特色,按照初中生的实际情况优化设计人工智能教材。

4.初中应用计算机项目教学方案

4.1提高教师的能力

中学信息技术人工智能教学研究与实施的主导是老师,所以作为教师必须具有学科智能知识素质,设计适应学生的初中信息化人工智能教学,这对中学信息化教育而言是一个很大的考验。中学科研组在实施中学信息化人工智能教学的实践中,要重视进行计算机科学研究,搜集关于人工智能的信息,研究人工智能课程。在教学中应聘邀请计算机专家和技术专业教师指导中学信息化课堂,有助于老师了解前沿学科知识。在教学开发阶段,老师应主动掌握最新技术,强化课堂应用,不断提升自身课堂教学水平,合理开展中学信息化人工智能教学。

4.2设计人工智能实践活动

实施初中的信息化与人工智能教学,一方面需要实施基础教育,另一方面需要落实社会实践教育。但是各个领域的知识都包含复杂的概念逻辑知识点,要减轻学生的认知困难,必须充分调动他们的学习积极性,从抽象的理论知识中提炼出重要的知识点,有效整合理论知识与实际,有助于他们了解计算机知识,使得初中信息技术人工智能知识接近他们的实际生活。为了辅助孩子掌握人工智能理论基础知识,在实际教学的环节中,教师还需要通过联系在学生实际生活中看到的AI产品,转化抽象的理论为形象性知识点,从而协助孩子对学到的理论知识加以实际运用。比如在教学《图像识别技术》的环节中,由于学生很难了解辨别植被人工智能图片,所以教师就需要优化体验活动,通过调节编码块次序,引导学生了解植被识别程序,在学生阅读了植物识别界面信息内容以后,再通过输出步骤决定信息提取方法。老师要让他们互相交流,让他们通过Python认识植物。在体验项目以后,老师会协助他们了解图像识别系统的使用流程。人工智能需要更多的知识,不少小学生没有抽象思维能力,所以没有掌握的人工智能知识,在实际教学活动中就会出现很多困难。老师能够通过类比方法具体化处理学科知识,通过实际教学,让学生在一定场景中形成认识框架。我们通过对比储蓄罐的Python变化,结合学生储蓄罐钱币使用的情况,研究储蓄状态与钱币的变动情况。采用这些对比方法,能够有助于学生掌握变量知识。

4.3人工智能问题求解过程

初中信息技术与人工智能课堂设置的目的主要是老师希望使孩子们体验到计算机的作用,同时在实际生活中使用人工智能。因此老师们需要设置启蒙项目,并设计好整个课程思路,在进行教学的过程中,老师指导孩子们观察并体验使用人工智能产品,同时也让他们通过自我认知的方法研究人工智能程序的特性。当学生们在这个阶段中开始探究人工智能程序的特性,并明确对课题进行研究的目的与行为目标以后,便进行了小组讨论阶段,把不同的大课题划分成不同的小课题,并优化了问题处理方法。老师能够结合实际情况举办独立研究项目或是联合研究项目,引导他们通过计算机程序表现的观点,指导他们进一步探讨人工智能理论,让他们的思想素养进一步提升。

4.4加强学科教育

人工智能技术的蓬勃发展,中学信息技术人工智能教学必须努力做到与时俱进,并根据中小学生的认识能力和现实活动,设置针对性的教学内容,以培养的信息技术才能。教师需要发挥初中信息技术与人工智能课程的共同育人作用,引导学生认识人工智能技术的意义,运用共情方法,协助他们了解高新技术安全性情况,关心高新技术过程中的历史难题,引导学生理性地判断高新技术的未来开发,从而培育他们的信息道德。

5.结语

本篇文章主要阐述了有关中学信息化的人工智能教学的理论研究和方法,并针对中学信息化实际问题采用针对性的教学,从而充分调动学生的学习主动力,训练学生的综合思维能力和核心素质,并为其今后的学业打下良好基础。

【参考文献】

[1]郁海桃.基于问题解决的初中信息技术课堂教学实施的探讨［J］.科学咨询（科技管理），2020（08）：228-229.

[2]陈姗姗.STREAM理念在初中信息技术课程教学设计中的渗透［J］.冶金管理，2020（13）：163-164.