摘 要：高中信息技術(shù)課程之中融入人工智能部分，可以使學(xué)生感受與認(rèn)知人工智能知識(shí)及對(duì)應(yīng)技術(shù)，切實(shí)了解人工智能語言所具有的基本特征，并擁有深入探索人工智能原理的可能性，對(duì)其解決實(shí)際生活中有關(guān)問題，包括語音識(shí)別、機(jī)器翻譯等提供幫助。從智慧課堂的角度出發(fā)，實(shí)施信息技術(shù)人工智能開展教學(xué)時(shí)有效應(yīng)用進(jìn)行分析，明確運(yùn)用前的多項(xiàng)準(zhǔn)備工作，以及運(yùn)用時(shí)的創(chuàng)新渠道，將成為本次議題的重點(diǎn)內(nèi)容，希望能夠讓學(xué)習(xí)者深入了解人工智能算法實(shí)現(xiàn)過程，并在搭建簡(jiǎn)捷有效人工智能應(yīng)用模塊后，培養(yǎng)其人工智能技術(shù)上的應(yīng)用使命感。

關(guān)鍵詞：智慧課堂;高中教育;信息技術(shù);人工智能

高中信息技術(shù)教學(xué)期間，所涉及的數(shù)據(jù)和計(jì)算，信息系統(tǒng)理論知識(shí)與社會(huì)實(shí)踐的內(nèi)容很多，其中“人工智能”可謂是當(dāng)前社會(huì)熱點(diǎn)詞匯，一些新概念與新應(yīng)用，像物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)之類，在進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)期間，均會(huì)同人工智能產(chǎn)生不能分離的關(guān)系，同時(shí)現(xiàn)實(shí)生活中人們所廣泛接觸的工具，像符號(hào)運(yùn)算、語音識(shí)別、機(jī)器翻譯等，皆可稱之為人工智能理念與相應(yīng)技術(shù)下之特定產(chǎn)物。[1]對(duì)于人工智能開發(fā)而言，已是潮流趨勢(shì)，在授課期間，保證學(xué)生掌握人工智能系統(tǒng)的基本過程、基礎(chǔ)方法，帶動(dòng)他們的信息技術(shù)核心素養(yǎng)全面進(jìn)步。

一、高中人工智能教學(xué)現(xiàn)狀

在教育信息化改革持續(xù)深入背景下，現(xiàn)代化信息技術(shù)將被有效運(yùn)用于課堂教學(xué)之中，因此便自然而然誕生了“智慧課堂”的概念，本概念中，“智慧”二字所強(qiáng)調(diào)的是與時(shí)俱進(jìn)理念下的創(chuàng)新教育觀點(diǎn)，它將新型教育理念、方法與技術(shù)融為一體，共同讓課堂展示出智慧教育的特征。因此，“課堂”將基于動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析，立足立體化的教學(xué)互動(dòng)形式，讓學(xué)習(xí)資源以智能化的形式推送，并做到及時(shí)的評(píng)價(jià)與反饋，切實(shí)轉(zhuǎn)變學(xué)生協(xié)作交流的學(xué)習(xí)環(huán)境，智慧發(fā)展大幅度提升。

高中信息技術(shù)教學(xué)時(shí)，人工智能有其必要性，然而現(xiàn)在的問題在于：授課期間欠缺對(duì)人工智能教學(xué)的條件、學(xué)生情況思考，導(dǎo)致教學(xué)效果最終難如人意，其中典型的問題有幾個(gè)，包括：硬件與軟件條件無法有效應(yīng)對(duì)人工智能教學(xué)要求;無論學(xué)生還是教師都缺少對(duì)于人工智能的正確認(rèn)知，如學(xué)生視人工智能技術(shù)為高深學(xué)問，未能意識(shí)到這門學(xué)問在現(xiàn)實(shí)生活中的深度融入，教師在人工智能知識(shí)引導(dǎo)方面存在偏見，認(rèn)為它和高中生實(shí)際水平格格不入;一線教師經(jīng)驗(yàn)不足，缺少充分的教學(xué)素養(yǎng)以應(yīng)對(duì)人工智能技術(shù)專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)。[2]針對(duì)這幾方面問題，從智慧課堂角度切入，可以說是非常得當(dāng)?shù)淖龇?，它可高度匹配教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)模式，使學(xué)生得以更好地于具有“智慧”的課堂上，得到較好的人工智能內(nèi)容傳達(dá)方式。

二、高中信息技術(shù)教學(xué)的智慧課堂準(zhǔn)備

（一）項(xiàng)目引導(dǎo)

教師應(yīng)轉(zhuǎn)變舊教學(xué)理念，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法，勇于突破傳統(tǒng)意義上的課堂模式所限，在項(xiàng)目?jī)?nèi)容中給學(xué)生提供思路引導(dǎo)，用特定任務(wù)展開學(xué)生學(xué)習(xí)的驅(qū)動(dòng)，這可以說是智慧課堂的普遍前提。例如：對(duì)于專家系統(tǒng)基本原理、人工智能重要應(yīng)用領(lǐng)域等項(xiàng)內(nèi)容的教學(xué)，教師便可以增加項(xiàng)目教學(xué)的比重，讓課堂內(nèi)容以具體項(xiàng)目任務(wù)為牽引，有效帶動(dòng)教學(xué)實(shí)際效果的強(qiáng)化。此時(shí)，教師可視自身為引導(dǎo)者，讓學(xué)生受活動(dòng)設(shè)計(jì)的引導(dǎo)而投入于具體項(xiàng)目之中。在具體的活動(dòng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，需要強(qiáng)化針對(duì)高中生的學(xué)習(xí)能力分析，防止由于項(xiàng)目執(zhí)行難度太大而產(chǎn)生傷害學(xué)生自信心問題。

（二）情境創(chuàng)設(shè)

合理化程度更高的教學(xué)情境，可以降低學(xué)生學(xué)習(xí)難度，使之可以更好投入人工智能相關(guān)知識(shí)的探索活動(dòng)內(nèi)。在授課之前教師應(yīng)科學(xué)應(yīng)用平時(shí)生活中常見事物，使之成為情境構(gòu)建真實(shí)性的保障，讓學(xué)生可以據(jù)此避免新知識(shí)所帶來的陌生感和疏離感。現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展日新月異，一些先進(jìn)技術(shù)在人工智能授課中大量運(yùn)用，教師可合理依靠網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)長(zhǎng)處，進(jìn)行資源的獲取、技術(shù)的整合，給學(xué)生創(chuàng)造既豐富又可把握的教學(xué)情境，優(yōu)化大家的認(rèn)知體驗(yàn)。

（三）平臺(tái)構(gòu)建

教師在開始授課前，給學(xué)生提供恰當(dāng)?shù)男畔⒓夹g(shù)實(shí)踐平臺(tái)，讓他們能夠?qū)W(xué)過內(nèi)容進(jìn)行高度靈活運(yùn)用，并順勢(shì)增強(qiáng)他們的動(dòng)手操作能力。若學(xué)校有足夠充裕的資金，教師也可以使用一些具有智能特點(diǎn)的產(chǎn)品組件，在此前提下激勵(lì)學(xué)生于課堂上以自主的形式設(shè)計(jì)并組裝。[3]再者，可與學(xué)生一起在人工智能大賽中實(shí)現(xiàn)自我提高，使其借助這樣的平臺(tái)機(jī)遇，用更為飽滿的熱情投入學(xué)習(xí)中，亦為在智慧課堂的前期準(zhǔn)備中打下基礎(chǔ)。

三、高中信息技術(shù)教學(xué)的智慧課堂實(shí)施

高中信息技術(shù)人工智能教學(xué)的智慧課堂在實(shí)施時(shí)，為了突出人工智能的內(nèi)容特點(diǎn)，突出智慧課堂的形式優(yōu)勢(shì)，建議從項(xiàng)目實(shí)施調(diào)整、微視頻教學(xué)優(yōu)化等方面展開思考。

（一）項(xiàng)目實(shí)施調(diào)整

教師利用學(xué)生的充分課前預(yù)習(xí)，以及自我在教前的準(zhǔn)備工作，能夠明確教學(xué)重點(diǎn)，在學(xué)情診斷和反饋后，動(dòng)態(tài)調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)期間，教師應(yīng)當(dāng)以任務(wù)為導(dǎo)向，繼續(xù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，尤其對(duì)學(xué)生中大量出現(xiàn)之問題，在課堂上給予統(tǒng)一的、有效的講授。關(guān)于講授方式，則要強(qiáng)調(diào)多維互動(dòng)的價(jià)值，既可借助信息技術(shù)及有關(guān)軟件對(duì)學(xué)生操作進(jìn)行控制外，還可以結(jié)合希沃一體機(jī)等形式，增加互動(dòng)的可能性與效率，同時(shí)產(chǎn)生課堂氛圍活躍的功能。例如：教師可借助希沃授課助手，實(shí)施手機(jī)同屏的教學(xué)，學(xué)生借助手機(jī)現(xiàn)場(chǎng)拍攝產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)圖片、視頻能夠被及時(shí)同步到一體機(jī)之上，這對(duì)于增進(jìn)小組內(nèi)分享、交流效果是有益的。另外，在智慧課堂之上，全部的教學(xué)活動(dòng)都可以被如實(shí)記錄下來，教師可將記錄內(nèi)容在整理后作為微課再次下發(fā)。若個(gè)別學(xué)生存在理解不透徹、記憶不清晰的問題，則可以借助此種資源自行完成查漏補(bǔ)缺。[4]比如：在涉及計(jì)算和問題解決中之算法與特征教學(xué)任務(wù)時(shí)，將有軟件開發(fā)社招新這一項(xiàng)目，其核心是探索計(jì)算機(jī)編程處理問題的過程。對(duì)于本項(xiàng)目而言，首個(gè)活動(dòng)是分析面試題處理方案，本活動(dòng)任務(wù)共包括三個(gè)具體內(nèi)容，包括開關(guān)對(duì)應(yīng)關(guān)系、發(fā)現(xiàn)被污染藥丸、誤刪的ID，各項(xiàng)活動(dòng)內(nèi)容均包括對(duì)應(yīng)情境說明、解題指導(dǎo)。雖然我們注意到：解題指導(dǎo)并非對(duì)解題方法的直接說明，而是用啟發(fā)的形式來呈現(xiàn)，但依然不同程度地限制了學(xué)生的自由思考空間。為了使學(xué)生計(jì)算思維被更加有效地鍛煉，教師可以利用多媒體技術(shù)手段，對(duì)情境重新加以可視化展示安排，使學(xué)生能夠較好理解特定的情境限制條件。之后可再要求學(xué)生以小組討論為主要形式，分析求解問題算法，并由不同小組分別選派組員，分享本組的解題策略，由全班同學(xué)與教師共同進(jìn)行驗(yàn)證，判斷可以求解與否。教師在整個(gè)過程中，是項(xiàng)目活動(dòng)的必然引導(dǎo)者和觀察者，對(duì)項(xiàng)目實(shí)施調(diào)整與有序推進(jìn)負(fù)責(zé)。

（二）微視頻的應(yīng)用

微視頻課程教學(xué)將流媒體作為其重要表現(xiàn)方式，可以較好地展示出智慧課堂的特點(diǎn)，它將信息技術(shù)人工智能課程之中的某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)作為核心，并依此展開教學(xué)。實(shí)踐中，微視頻課程一般將占用教學(xué)時(shí)間之中的5分鐘至8分鐘，并盡力避免錄制時(shí)間多于10分鐘的情況出現(xiàn)。教師可先利用大數(shù)據(jù)分析了解云平臺(tái)之中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)情況，再據(jù)此制作針對(duì)性明確的微視頻教程，同時(shí)依賴互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢(shì)，使大家可以比較自主地選擇恰當(dāng)學(xué)習(xí)地點(diǎn)與學(xué)習(xí)時(shí)間點(diǎn)，充分展示出課堂的智慧性。再者，微視頻教學(xué)所具有的可重復(fù)播放優(yōu)勢(shì)，便于學(xué)生在課后對(duì)知識(shí)難點(diǎn)進(jìn)行消化，也可對(duì)學(xué)生有效理解與鞏固人工智能內(nèi)容產(chǎn)生幫助。例如：當(dāng)涉及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)容時(shí)，教師便可以將整個(gè)操作過程，包括啟動(dòng)軟件、建立數(shù)據(jù)庫、保存數(shù)據(jù)庫等，全程展示于微視頻之上，在八分鐘的內(nèi)容中，詳細(xì)出示流程的直觀細(xì)節(jié)。事實(shí)證明絕大多數(shù)學(xué)生都能夠在這個(gè)有限微視頻時(shí)間范圍內(nèi)，順利掌握基本操作知識(shí)，如果依然存在理解不準(zhǔn)確的情況，還可以反復(fù)觀看直至掌握為止。再如當(dāng)涉及vb編程實(shí)例內(nèi)容時(shí)，可分別運(yùn)用分?jǐn)?shù)相加及分?jǐn)?shù)相減兩次微課程，淋漓盡致地表達(dá)出課堂的智慧效果。而為了增強(qiáng)教學(xué)針對(duì)性，教師還能夠讓學(xué)習(xí)能力更強(qiáng)的學(xué)生，學(xué)習(xí)分?jǐn)?shù)相減微課，學(xué)習(xí)能力稍顯一般的學(xué)生，重點(diǎn)關(guān)注分?jǐn)?shù)相加微課，即在教學(xué)內(nèi)容選擇結(jié)構(gòu)上增加判斷符選項(xiàng)，使智慧與人性相加的課堂，更有效地為學(xué)生發(fā)展需求服務(wù)。

（三）多媒體的教學(xué)

多媒體教學(xué)應(yīng)屬于智慧課堂中一種有效運(yùn)用的常用形式，它可以使教師和學(xué)生實(shí)時(shí)完成教授、學(xué)習(xí)任務(wù)。在教學(xué)過程之中，教師借助有效的客戶端形式，向全部學(xué)生客戶端進(jìn)行教學(xué)任務(wù)發(fā)送，學(xué)生利用自己的客戶端完成群組實(shí)時(shí)討論互動(dòng)。此時(shí)教師扮演了引導(dǎo)者的角色，當(dāng)參與學(xué)生討論之際，用恰當(dāng)?shù)姆绞焦膭?lì)原本不善于發(fā)言的學(xué)生積極投入，并給予積極的、正確的觀點(diǎn)和肯定。例如：當(dāng)涉及算法內(nèi)容時(shí)，教師給學(xué)生下發(fā)任務(wù)：現(xiàn)有一個(gè)人要?jiǎng)澊瑤б恢焕?、一只兔子和一筐青菜過河，每次人只能帶它們中的一種過河，若人不在，則狼會(huì)吃兔子、兔子會(huì)吃青菜。請(qǐng)給出合理的算法設(shè)計(jì)方案，讓過河計(jì)劃取得成功。在學(xué)生收到任務(wù)后，便可以利用客戶端進(jìn)行群組討論，給出多種不同的可能性，再重組、優(yōu)化算法方案，教師則可給學(xué)生提供思考線索、必要提示，逐步引導(dǎo)大家對(duì)問題本質(zhì)進(jìn)行自主探究，做出最佳的算法方案。若在學(xué)生自主完成算法后，教師要于群組內(nèi)給其充分肯定，并在多媒體平臺(tái)上進(jìn)行展示，啟發(fā)大家深入思考：若再增加一樣內(nèi)容，則算法又會(huì)產(chǎn)生何種變化？這可以讓多媒體的教學(xué)作用發(fā)揮到極致。

（四）教學(xué)中的調(diào)控

教師利用微視頻的應(yīng)用、多媒體的教學(xué)手段，使高中信息技術(shù)教學(xué)的智慧課堂實(shí)施過程變得豐富多彩，在此過程中，則需要留意教學(xué)發(fā)展?fàn)顟B(tài)下的實(shí)時(shí)調(diào)控問題。具體言之，即需要針對(duì)學(xué)生在課堂教學(xué)期間存在的一些共性問題，進(jìn)行統(tǒng)一講授指導(dǎo)。在對(duì)講授方式進(jìn)行選擇時(shí)，突出多維互動(dòng)的作用，除了借助電子教室軟件，對(duì)學(xué)生操作進(jìn)行控制指導(dǎo)外，還可結(jié)合諸如希沃一體機(jī)等形式，讓互動(dòng)形式隨時(shí)變得更加靈活。例如：為了突出調(diào)控效果，可把手機(jī)現(xiàn)場(chǎng)所拍攝的小組項(xiàng)目活動(dòng)動(dòng)態(tài)情況同步于一體機(jī)之上，讓小組間分享與交流實(shí)時(shí)呈現(xiàn)。每個(gè)活動(dòng)內(nèi)容皆包含對(duì)應(yīng)的情境介紹與解題指導(dǎo)，介紹和指導(dǎo)雖然并非直接給出解題方法，然而也會(huì)限制學(xué)生自由思考空間，為了解決這一問題，更好地發(fā)展學(xué)生計(jì)算思維，教師可隨時(shí)注意教學(xué)調(diào)控，依靠多媒體軟件展示情境，讓學(xué)生在充分理解情境前提下，盡量減少前置的限制條件，以更自由的方式展開探討[5]。

（五）教學(xué)后的提升

教學(xué)后的驗(yàn)收，以及對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)和提升努力，讓高中信息技術(shù)教學(xué)的智慧課堂實(shí)施擁有一個(gè)完整的結(jié)局。當(dāng)處于項(xiàng)目驗(yàn)收階段時(shí)，各小組利用教學(xué)平臺(tái)，對(duì)有關(guān)項(xiàng)目成果進(jìn)行上傳，并同時(shí)上傳過程性材料。而小組間可借此機(jī)會(huì)，于平臺(tái)范圍內(nèi)觀摩學(xué)習(xí)、相互交流。在大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析后，教師也可能比較全面地了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，并就其學(xué)習(xí)成果作出評(píng)價(jià)，對(duì)教學(xué)過程展開反思，而從學(xué)生角度來看，利用平臺(tái)智能評(píng)測(cè)與個(gè)性推送的幫助，鞏固延伸知識(shí)過程也將變得順暢。此外教師可注意到：在新教材各個(gè)單元內(nèi)都安排了一定的拓展練習(xí)內(nèi)容，教師可據(jù)此進(jìn)行任務(wù)拓展，如數(shù)據(jù)分析和人工智能部分，可增設(shè)人工智能科普營(yíng)辯論賽的內(nèi)容：人工智能有可能取代人類嗎？從你收集的資料出發(fā)，給出你的觀點(diǎn)。作為本單元項(xiàng)目活動(dòng)提升的一種形式，學(xué)生可以在課后進(jìn)行有關(guān)資料收集工作，并從個(gè)人觀點(diǎn)出發(fā)，分為正方和反方，在網(wǎng)絡(luò)即時(shí)通信工具的支持下，分別進(jìn)入各自陣營(yíng)，展開對(duì)于辯題的各自看法。辯論賽可以用視頻會(huì)議的形式進(jìn)行。在此期間，除了一般的辯論流程之外，教師還可組織結(jié)辯后的自由發(fā)言，使更多學(xué)生有機(jī)會(huì)參與其中，用思維碰撞的做法，保證已經(jīng)獲得的學(xué)習(xí)成果被鞏固。

結(jié)束語

高中信息技術(shù)人工智能教學(xué)期間，有幾個(gè)問題是非常值得探討與思考的，如：課程知識(shí)覆蓋面與探索深度的問題，如何安排人工智能教學(xué)內(nèi)容、知識(shí)深度的合理、可行方案問題，以及從高中生知識(shí)結(jié)構(gòu)、學(xué)校師資配備、智慧課堂理念等角度出發(fā)的實(shí)際教學(xué)開展問題等。針對(duì)這些問題，教師應(yīng)當(dāng)作出審慎思考，并以對(duì)學(xué)生負(fù)責(zé)任的態(tài)度，進(jìn)行充分的教學(xué)前期準(zhǔn)備工作，再分別從課中的調(diào)控、微視頻教學(xué)、多媒體教學(xué)等角度，有效變革課堂教學(xué)，真正讓人工智能教學(xué)具有智慧課堂的特征，全面提升教學(xué)效果與學(xué)習(xí)效率。

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作者簡(jiǎn)介：林琳（1979— ），女，漢族，福建福州市人，大學(xué)本科，福建省永泰縣第一中學(xué)，一級(jí)教師。研究方向：高中信息技術(shù)教學(xué)與研究。

課題名稱：本文系福建省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度課題“基于STEAM理念的高中人工智能項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)研究”（立項(xiàng)批準(zhǔn)號(hào)：FJJKXB20-1231）研究成果。

2734500511238