陶杨

摘 要：2017年国务院颁布《新一代人工智能发展规划》，其中明确提出要实施全民智能教育项目，要求在中小学阶段设置人工智能相关课程，开设编程教育，进行多种形式的人工智能科普创作。而中学信息技术基础课程承担着重要职责，在这一背景下，本文结合当前中学信息技术学科的教学现状，立足中学生的身心发展实际，首先分析了中学信息技术课程中教学人工智能教育的意义，分析了当前中学信息技术教学中人工智能的教育现状，进而提出了新的教学策略，以期更好地推进教学，顺应时代发展潮流，促进中学生的信息素养提升，落实立德树人的教育目标。

关键词：人工智能;课程教学;中学

根据《新一代人工智能发展规划》指示，在中学信息技术教学中推进人工智能教育，迎合国家发展战略与教育教学的前沿趋势是当前信息技术学科的重要教学方向。当前，在信息化时代，人工智能早已逐步渗透到人们学习、生活和工作中，人工智能教育迫在眉睫。对于正处在义务教育起始阶段的中学生来说，抓住教学的黄金时期，培养学生的计算机思维、创新思维等显得至为关键[1]。基于此，本文结合文献综述法与实践调查法，探讨了如何在初中信息技术教学中开展人工智能教育。

一、信息技术课程开展人工智能教育的意义

人工智能的研究主要是如何借助计算机模仿人脑的相关思维活动，如学习、思考等，以此解决复杂问题。同样人工智能也是一门覆盖面较广的学科，如数学、信息技术、心理学等。相较于一般的信息处理技术，人工智能的优势主要体现在处理手段与策略等环节中。

一般来说，现实生活中的问题可以主要划分为以下三个层次：其一，求解类或公式化问题;其二，很难用确定的形式描述，往往需要通过经验求解;其三，是介于以上两者之间。绝大部分信息技术课程的内容，如程序设计、数据库、多媒体技术、网络技术等，多属于求解类的结构化教学内容，而人工智能技术则是主要根据经验求解的问题。在信息技术学科中引入人工智能教育，学生既能在知识的习得中认识人工智能，感受人工智能的应用，了解其问题解决的过程，培养学生的计算思维，提升其信息素养。

人工智能作为一项前沿的信息技术，通过在知识学习、技术掌握中，学生对信息技术的发展有了更深刻的认知，有助于激发其学习斗志，开阔学生的学习视野，调动他们的学习积极性。在前沿性知识与技术的学习中，学生对后续的学习以及自身的发展都有了更清晰的目标，为他们未来的成长发展奠定良好的基础[2]。

二、人工智能教育在中学信息技术课程教学中存在的问题

（一）师生重视程度不够

在很多教师潜意识里，他们将人工智能教育简单地等同于复杂的技术，并认为它对学生的学习起到的作用不大，因此，不会去主动选择学习更专业的内容开展教学，仅仅是为了完成教学目的。由此导致学生在学习过程中，面对复杂、深奥的人工智能理论等知识，很容易产生畏难情绪，久而久之，学生的厌学情绪也变得越来越大，教学效果越来越差。

（二）教学环境支撑力度不够

反观国外在人工智能教育中投入力度较大，且有专业的人才作支撑，部分高校、企业、科研机构等也给学生的学习提供场所与环境的支撑。相比较而言，我国在应试教育的长期影响下，素质教育难落地，因此，作为非重点考试内容的人工智能教育也只能被学校和教师束之高阁。大环境如此，人工智能教育较难在中学推进。

（三）传统教学方式占主导

由于教材的现实，书本中多涉及的是理论化的内容，而很多学生之前没有接触过这些内容，在学习过程中难免吃力，缺乏相应的实践活动辅助，学生也很难深入理解。加之，绝大部分信息技术课程教师教学能力有限，不是专业的人工智能人员，在开展教学时也只是照本宣科，以传统教学模式讲解理论化的内容，重理论轻实践，异化了人工智能教育的目标。

（四）绝大部分教师教学能力不足

考虑到人工智能专业作为一个新兴的专业，很多学校还未开设人工智能专业相关的课程，人工智能发展也没有相关单位的支持。而且，人工智能领域技术人员工资普遍偏高，相比较而言，愿意到校任教的人才少之又少，极大影响了人工智能课程的开展。可以说，当前，制约初中信息技术学科人工智能教育最重要的因素在于专业教师资源的短缺。

三、人工智能教育在中学信息技术课程中的具体教学策略

（一）渗透实际应用场景，激发学生兴趣

人工智能技术的最终价值诉求在于为人们的生产、生活服务，因此，它最终还是要落地到现实生活中，紧密贴合人们的生产、生活。从这一视角出发，我们在教学时，可以从人工智能技术在现实生活中的具体运用为主，让学生体会到该技术带来的便利，了解其中的专业内容，吸引学生的学习欲望。

例如：在教学中，我们可以为学生讲解手机的演变，传呼机、大哥大到現在的智能手机，从密码解锁发展到现在指纹、刷脸解锁等;以前人们出门买东西都要带现金或者刷卡，现在一部手机出示二维码即可，对于这些场景，学生并不陌生，他们在思考中也能联想到人工智能给生活带来的便捷。再比如：我们在逛淘宝时会发现它推送的东西好像都是我想买的，美团和饿了么等APP也会根据你的消费记录推送你最想吃的，打滴滴总能给你就近匹配司机……这样一来，我们将生活场景直接推送到课堂中，简化知识难度，让学生在身边实例中感受人工智能的应用，了解专业知识的具体运用，以此调动学生深入学习的热情和积极性。

（二）搭建理论联系实际的桥梁，帮助学生加深理解

中学阶段的人工智能教育主要从理论知识教学与实践能力培养两方面推进。但是不同于信息技术学科中的其他专业内容，人工智能教育的理论深度对学生而言，在理解上有很大困难。我们在教学时，要尽量从中学学情出发，让学生可以在固有知识的基础上建构新知识。特别是在面对一些抽象的教学内容面前，我们要从实践中找到其对应的模型，设计理论指导实践、实践深化理论的教学活动，让学生在实践活动中学习专业知识、掌握技能。

例如：我们在联系现实生活中的AI类产品时，将抽象的人工智能概念让学生在产品的观察、体验、小组合作与概括等环节中，获得概念性的知识。如在“植物识别”的教学中，其中“利用人工智能识别图像”是该章节的教学难点，对此，我设计了三个体验活动：其一，学生调整代码块识别植物;其二，根据接口反馈内容，明确信息的提取方法;其三，小组讨论，分享植物识别的过程。之后，将活动继續延伸至图像识别的一般过程，加深学生的理解。对于实践教学中的一些专业名词，如图像识别运算、函数、置信度等，由于学生的抽象思维能力有限，也很难理解。这时，我们可以通过类比的方式，为学生创设具体的情境，让他们在实践与体验中获得知识。如我们可以将Python的变量与储蓄罐进行对比，让学生观察存钱的这一过程，分析这一过程中钱币的变化以及产生这种现象的原因。在类比中，帮助学生感受量的变化及作用，更好地应用变量实现程序功能。

（三）聚焦教学过程，培养学生的高阶思维

人工智能教育的最主要目的在于，让学生感受先进技术给生活带来的积极影响，并能将所学应用到现实生活中去。基于当前的人工智能教学而言，我们大体可以按照以下流程推进：创设情境、观察体验、需求分析、程序设计、总结交流。在每次活动开始时，我们要带领学生体验人工智能相关产品的使用等，让他们用自己的语言描述出来。更为关键的是，在这一过程中，我们还可以与学生共同就产品的程序功能等互相交流，了解学生的想法，立足问题设计目标。一旦目标确定，我们可以组织学生根据问题展开讨论，尽量将复杂的问题简单拆分成一个个小的活动，确立活动思路。在之后的一系列自主活动、探究活动中，鼓励学生将自己的想法付诸实践，培养学生的动手能力，实现深度教学，引导学生的思维由低阶逐步向高阶过渡。

例如：在“植物识别”的教学中，我们可以从卡通人物切入，增加AI功能情境话题，引发学生讨论;之后，明确本课教学目标，通过植物识别，实现Python程序。借助aip库，学生可以实现植物识别的过程，通过对代码内容的修改和调试，观察输入、输出内容间的关系，实现植物匹配的目标。在教学最后，通过对卡通人物的AI功能畅想讨论图像识别的原理。在阶段性教学的推进过程中，以问题的逐步深化培养学生的高阶思维，有意加强对学生思维能力的培养与训练，提高学生的高阶思维。

（四）关注人工智能育人功能，培养学生的信息道德

在实际教学中，我们还要注意，人工智能教学必须要符合初中生的认知规律、接受能力等，在学生接受能力范围内提升知识难度，尽量选取那些既有利于学生学习又有利于提高其学习能力的知识内容，以其专业性、趣味性调动他们对人工智能学习的兴趣和积极性。此外，更为关键的是，人工智能技术作为一门先进性、前沿性的教学课程，我们在知识讲解与能力培养之余，也要关注到人工智能教育教学中的育人因素，培养学生的信息素养，推动教学由“知识本位”“能力本位”向“素质本位”过渡，实现学科教学与立德树人的双重教育目标[3]。

（五）提升教师专业能力，打造专业型教师队伍

教师专业能力的高低不仅影响着教学的有序开展，更直接影响着学生对知识的吸收。作为教学活动的主导者，教师也要做到与时俱进，承担起自身的职责，提升自身的专业能力，推进人工智能教育进初中校园。然而现实情况是，初中阶段专业的人工智能教师稀缺。这就要求学校要在教师能力培养上下功夫，首先，开展人工智能的培训课，以此提升教师的专业能力，使其更游刃有余地开展课程教学;其次，加快人工智能课程教学改革，以培养专业型教师为主;最后，教师个人也要积极审视教育教学的大环境，积极与其他各学科教师进行经验交流，提升个人综合能力等，参与地区、国家级相关课题，丰富理论知识，以期在不断学习中提升自身的综合能力。

结束语

综上所述，人工智能教育是大势所趋，在初中信息技术学科中渗透人工智能教育，培养学生的计算思维，迎合时代发展潮流，这是教育教学的价值诉求，也是当前社会对人才提出的新要求。基于此，作为教师，我们更要站在时代发展与教育教学的前沿，提升自身专业能力，创新教育方法，让学生在学习中有所得、与时代共同进步。未来已来，人工智能教育任重道远。

参考文献

[1]顾佳敏.人工智能教育在初中信息科技课程中的初步探索[J].复印报刊资料：中学政治及其他学科教与学，2019（12）：27-29.

[2]余晖.人工智能教育在初中信息科技课程中的初步讨论[J].数码设计（下），2019，000（012）：114-115.

[3]王大武，张权科.浅谈中学信息技术课程中人工智能的教学[J].实验教学与仪器，2008，025（002）：42，48.