摘要：本文聚焦高中信息技术教学，探索基于人工智能工具培养学生创新思维与计算思维的策略。通过创设情境、项目实践、协作探究和多元评价四个环节，构建系统性培养路径，为高中信息技术教学提供可操作的实践参考。

关键词：人工智能工具；高中信息技术；创新思维；计算思维

一、引言

人工智能作为引领新一轮科技革命的核心力量，已深度融入教育领域。创新思维强调突破常规、提出新颖解决方案的能力，计算思维则是运用计算机科学的基础概念进行问题求解、系统设计的思维方式。在高中信息技术教学中，利用人工智能工具培养学生这两种思维能力，既是顺应时代发展需求，也是落实核心素养培育的重要举措。然而，当前相关教学实践仍存在思维培养路径模糊、工具应用单一等问题，亟需探索有效策略。

二、实施策略

在高中信息技术教学中，借助人工智能工具培养学生创新思维与计算思维，需构建科学且具操作性的教学流程。

（一）情境创设，激发思维萌芽

创设贴合学生生活且充满趣味性的情境，是激发学生思维萌芽的关键。教师可结合当下热门的人工智能应用场景，如智能语音助手、图像识别技术等，设计具体情境。例如，模拟社区垃圾分类场景时，不仅通过视频展示智能垃圾分类系统的工作流程，还可引入真实社区因垃圾分类效率低导致的环境问题数据，增强情境的现实感与紧迫性。提出 “如何利用人工智能技术实现垃圾的自动分类” 问题后，教师可进一步引导学生思考不同垃圾类型的特点，如厨余垃圾的形态多样性、可回收物的材质差异等，辅助学生将问题与已有知识建立联系。

鼓励学生大胆想象时，可组织小组讨论，让学生相互启发。有的小组可能提出结合图像识别与重量感应技术，通过分析垃圾外观特征与重量数据实现精准分类；还有小组或许设想利用物联网与人工智能结合，开发能自动识别并分类垃圾的智能垃圾桶，且具备满溢预警功能。教师对学生的想法给予及时肯定与引导，帮助学生梳理思路，初步萌发创新与计算思维，为后续深入学习奠定基础。

（二）项目驱动，深化思维实践

以具体项目为载体，驱动学生将思维设想转化为实践操作。教师围绕人工智能工具，设计具有挑战性和综合性的项目任务，如 “开发一款简易的智能答题机器人”。在项目实施前，除介绍项目目标、要求及涉及的人工智能技术外，还可展示一些优秀的同类机器人案例，分析其功能与特点，拓宽学生的思路。

学生以小组为单位分工合作时，教师可指导小组制定详细的甘特图，明确每个阶段的任务与时间节点。在需求分析环节，引导学生通过问卷调查、访谈等方式，了解用户对智能答题机器人的功能需求，如答题范围、反馈形式等。算法设计阶段，鼓励学生尝试不同的算法，如基于关键词匹配的简单算法，或结合机器学习的智能算法，并对比分析其优缺点。

（三）协作探究，拓展思维深度

组织学生开展协作探究活动，能够拓展思维的深度与广度。教师设置开放性人工智能主题，如 “人工智能在未来教育中的应用探索”，引导学生分组进行研究。在分组时，可采用异质分组的方式，确保每个小组在知识水平、思维特点等方面具有多样性。

在小组内，学生通过查阅资料、调研访谈等方式收集信息。查阅资料时，教师指导学生掌握文献检索技巧，利用专业数据库、学术网站等获取权威信息；调研访谈环节，帮助学生设计合理的访谈提纲，选择合适的访谈对象，如教育工作者、学生等。学生运用人工智能工具进行数据分析、模型构建时，如利用数据分析工具对不同教育场景下人工智能应用的效果数据进行处理，可先引导学生学习数据清洗、特征提取等基本操作，挖掘潜在规律；使用简易的人工智能建模平台，模拟人工智能辅助教学的流程时，鼓励学生尝试不同的模型架构，对比分析其效果。

在探究过程中，当学生对人工智能在教育评价中的应用存在分歧时，教师可组织小组开展辩论会，让学生在观点交锋中深入思考。同时，引导学生通过进一步查阅文献、模拟实验等方式验证自己的观点，不断完善研究成果。例如，学生可通过设计模拟教学实验，对比传统评价方式与人工智能辅助评价方式的差异，收集数据进行分析。这种协作探究模式，促使学生突破个人思维局限，从多个角度思考问题，有效拓展创新与计算思维。

（四）多元评价，促进思维发展

建立多元评价体系，全面评估学生的思维发展情况。评价主体涵盖教师、学生自评与互评。在评价实施前，教师组织学生共同参与制定评价指标，让学生明确评价标准，增强评价的认同感。评价内容包括学生在学习过程中的表现、项目成果质量、思维能力提升程度等。

教师制定详细的评价指标，如创新思维体现在方案的独特性、新颖性，可进一步细化为是否提出新的问题解决思路、是否对传统方法进行创新性改进等；计算思维体现在问题分解的合理性、算法设计的科学性，可具体到问题分解是否层次清晰、算法是否具有高效性与可扩展性等。

在学生完成项目或探究任务后，先由学生进行自评，教师提供自评表，引导学生从知识掌握、技能提升、思维发展等方面进行反思，如 “在项目中我运用了哪些创新方法”“我在计算思维方面还有哪些不足”。然后小组内成员互评，通过小组会议的形式，成员之间互相指出彼此在思维运用和实践操作中的优点与改进方向，互评过程要求有具体事例支撑。最后教师进行总结评价，结合学生的过程性表现和最终成果，利用评价量规进行量化打分，并给予针对性反馈。如对于在项目中创新思维突出但计算思维稍显薄弱的学生，教师肯定其创意的同时，提出加强算法学习和优化代码结构的建议；对于计算思维较强但创新不足的学生，鼓励其多关注前沿技术，大胆尝试新的思路。通过多元评价，学生明确自身优势与不足，有针对性地改进，促进创新与计算思维持续发展。

三、结语

基于人工智能工具培养高中学生信息技术创新思维与计算思维，是适应时代发展的教育变革。通过情境创设、项目驱动、协作探究与多元评价四个环节的有机结合，构建起系统的培养策略。这不仅有助于提升学生的信息技术素养，更能为学生未来应对人工智能时代的挑战奠定坚实基础，推动教育向更具创新性和前瞻性的方向发展。

参考文献

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