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基于人工智能背景的高中信息技术教学策略的研究
摘要:随着科技的发展,人工智能技术在各领域逐步应用。为提高高中信息技术课程的教学质量和研究方法,为教师提供有效的教学辅助工具以及促进学生情境感知、分析与合作学习,该文基于人工智能背景,对高中信息技术教学策略展开研究。文章主要从人工智能理论框架、高中信息技术教学策略、教育应用中的人工智能等多维度切入。
关键词: 信息技术;教学策略;人工智能;高中教育
引言
随着人工智能技术的飞速发展,各行各业都在寻求与之融合的可能。教育领域同样亦然。作为新一代产业革命的重要引擎,助力人才培养质量提升,人工智能在高中信息技术课程教学中的应用及其所带来的变革成为本研究的核心。
一、人工智能理论框架
人工智能是一种计算机科学分支,旨在让计算机实现自主思考、学习和解决问题。其理论框架主要包括感知、推理、决策三个方面。感知部分是指让机器学习感知来自外部环境的信息,例如计算机视觉和语音识别技术。推理部分是指让机器根据已有的信息和逻辑关系,从中发现新的知识,例如自然语言处理和机器学习技术。决策部分是指让机器基于已获取的知识和逻辑关系,做出最优决策。在教育领域,人工智能技术已经开始被应用,其应用范围包括但不限于计算机视觉、自然语言处理、专家系统和智能推荐等。这些技术的应用能够辅助高中信息技术教学,提高教学效果,从而让学生更好地理解和掌握知识。例如,计算机视觉技术可以帮助学生更好地理解图像和视频,提高对压缩算法和嵌入式系统的理解能力;自然语言处理技术可以帮助学生提高英语学习效果,通过语音识别和语音合成技术进行对话并进行口语考试;专家系统技术可以帮助学生在咨询和决策方面获得更好的指导;而智能推荐技术可以为学生提供更多个性化的学习资源和优化自我学习的路径。
二、人工智能背景下高中信息技术教学策略
1.基于大数据的教学策略
基于大数据的教学策略,主要依靠对学生的学习行为和学习成绩进行深入的数据挖掘,来对学生进行分析和评估,为教师提供指导和支持,从而实现更为个性化和高效的教学[1]。具体来说,这项策略可以利用人工智能技术进行数据收集、存储和分析,得出学生的行为特点、学习过程中所遇到的困难点和难点,教师可以根据这些数据,有针对性地制定教学方案,提高学生的学习效果。例如,高中信息技术教师可以结合其学术资料和学校系统,对学生的学习反馈进行收集分析。教师可以了解每个学生所掌握的知识点及掌握程度,以及学生学习的时间、方式、难点,根据这些数据来制定个性化的教学计划,针对学生的弱点进行集中辅导,优化教学效果。同时,通过大数据分析技术,可以让学生更容易地跟上教学进度和课程内容,并更好地适应自己的学习习惯和特点,实现教学的个性化和高效化。
2.基于智能支持的课堂策略
基于智能支持的课堂策略是指教师通过运用人工智能技术,对学生进行课堂评价,实时分析学生的情境感知、计算思维等核心能力,并提供针对性的教学反馈,以提高教学效果和学生的学习体验。这种策略可以让教育更加贴近学生的实际需求,利用智能技术精准辅助教学,适应信息化时代的要求。例如,在粤教版信息技术必修2中,第二章中涉及到信息系统的组成和功能。教师可以在课堂上通过智能化的方式,辅助学生掌握知识点。通过投影仪、电子白板等辅助工具,展现系统内部各个部分的关系,帮助学生理解系统的构成;同时,运用人工智能技术,对学生进行实时分析,检测学生是否理解,并及时提供针对性的教学反馈。
3.基于虚拟场景的教学策略
基于虚拟场景的教学策略是指通过虚拟现实(VR)或增强现实(AR)技术,为学生提供一个交互式的虚拟场景,在这个场景中进行实际的操作和学习。这种策略可以培养学生在创新、沟通、协作等方面的能力,提高教学的实践性和互动性[2]。例如,在粤教版信息技术必修2中第三章中涉及到信息系统的网络组建。教师可以利用VR或AR技术,为学生营造一个虚拟的网络场景,加深学生对互联网的理解和认识。在VR或AR场景中,学生能够观察网络拓扑结构、掌握网络安全知识和理解网络协议等关键知识点。同时,这种场景中还能够让学生进行互动模拟,体验网络拓扑的组建和维护,理解数据在网络中的传输过程,从而更好地掌握信息技术的知识点。此外,教师还可以设计基于虚拟场景的案例分析活动,让学生在虚拟场景中进行实践操作,培养学生的创新能力和团队协作能力。例如,虚拟场景模拟资产管理系统的实现,让学生参与管理系统的设计和建模,从而了解如何调整系统架构,如何进行系统测试,从而提高学生在高中信息技术教学中的实践能力。这种虚拟场景的教学体验能够激发学生的学习兴趣,促进学生自主学习,从而提高教学效果。
4.基于智能推荐的教学策略
基于智能推荐的教学策略是指教师结合智能推荐系统,在学生学习过程中,通过数据分析和算法模型,筛选出合适的学习资源,从而提高教学效果。这种策略主要依靠人工智能技术,对学生的学习行为、学科水平和兴趣爱好等进行分析,推荐最适合学生的学习资源和学习路径,实现个性化、差异化和高效化的教学。教师可以将这种策略运用于高中信息技术教学中,例如,在讲解数据结构时,在智能推荐系统中预设一组数据结构相关的知识点,然后根据学生的掌握情况和反馈信息,推荐相关的书籍、文章、视频教程等,形成个性化的学习资源。学生只需要根据推荐来学习,可以更加高效的掌握知识,并再次向教师和系统中提交学习反馈。通过基于智能推荐的教学策略,教师可以精准推荐学习资源,避免了学生在海量的信息中浪费时间找寻不必要的资源,提高了学习效率;同时,学生通过个性化推荐,能感受到更多的成功体验和满足感,从而更积极地投入到学习之中,提升学习积极性。
结束语
本文基于人工智能背景,研究高中信息技术教学策略,旨在进一步提高教学质量与效果。通过将人工智能技术应用于教学,以智能化教学辅导方式取代传统的教学手段,能切实解决课堂教学中的诸多问题。未来应在教育实践中不断发现问题,促进信息技术教学策略与人工智能的融合技术的发展。
参考文献
[1] 翻转课堂在高中信息技术教学中的有效应用[A]. 蔡镖.广东省教师继续教育学会第五届教学研讨会,2022
[2] 浅析基于任务的城镇高中信息技术教学设计与应用研究[A]. 刘洋.对接京津——社会形态 基础教育,2022
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