浅析人工智能在高中信息技术教学中的应用
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作者:陈亚丽
摘 要：人工智能在高中信息技术教学中有着锻炼和培养多种教学思维、了解和学习人类智能的本质、体验人类专家解决复杂问题的思路等优点。人工智能在高中信息技术教学中的应用也比较广泛，在智能引擎搜索、智能CAI、智能教学系统ITS、智能机器人在线教学课堂、远程教育模式等都是人工智能的应用。基于此，浅谈了人工智能在高中信息技术教学中的应用。
关键词：人工智能;高中信息技术教学;应用
在信息创造价值的情况下，在信息技术突飞猛进发展的时代下，信息技术已经成为高中学生学习的重要一环。互联网技术和计算机技术的迅速发展，其应用在各行各业的范围也越来越广，所需要的专业人才也就越来越多。因此，顺应需求培养学生的信息技术能力也就成了高中重要的一个学习科目。同时，由于计算机和互联网的发展，人工智能的发展技术已经相当成熟，已应用在多个领域。人工智能技术在高中信息技术教学中的应用相得益彰，对高中学生的信息技术学习有着重要的作用。
一、人工智能的概念和原理
人工智能顾名思义就是像人工一样的智能软件或机器，用来代替人工作业。人工智能技术作为计算机视觉技术的发展方向，早在2017年就进入井喷发展的阶段，提出的理论也越来越有依据，也越来越完善。我国在人工智能的技术上也在飞速发展。现阶段，人工智能技术在教育方面有了很大的应用。由于人工智能技术依托于计算机技术，因此它本身就拥有庞大而又全面的数据库，以及周密而又快捷的计算能力，因此在教育方面有着得天独厚的优势，尤其是在辅助教学方面有着非常大的作用。毕竟教师不可能一直处于工作状态，人工智能技术就把教师从岗位上解放出来。人工智能的原理就是模拟人的大脑对完结的信息进行接收、分析、处理。人的大脑就是由无数的神经元组成的神经系统来完成整个的思维，人工智能自然也是模拟人体的神经网络系统，来对外界的信息进行采集、分析、整理、处理等一系列的思维过程。通过模拟人类的神经网络系统中的人工智能信息处理系统，能够对数字化信息进行分析，并且得到非常准确的结果，分析其中的关联，生成对应的函数，保证后续的生产或技术上的需要。人工智能技术采用人脑模拟，形成类似于神经网络和模糊逻辑系统的一个综合性的判断分析處理系统，通过视觉技术的接收、信号技术的处理、神经网络的连接，最后进行计算，能够解决异常庞大的计算量。如此一来，不管是机械电子，还是人工智能，都可以进行信号的互相传输、指令的互相传递。
二、人工智能在高中信息技术教学中的作用
1.探究人工智能的本质
高中信息技术教学中，信息技术是关键，而信息技术的核心就是通讯技术与电子计算机技术的结合体，人工智能技术同样是通信技术与电子计算机技术的结合体，甚至是现阶段的顶尖科技的体现。因此，可以说高中学生学习信息技术的过程就是探究人工智能技术的过程。从人类的认知学方面进行分析，人的思维成长的过程就是接收知识的过程。知识具有连通性，尤其是在新知识的学习过程中，新旧知识的交流，旧知识就是新知识的基础。这一点在高中信息技术教学中表现得尤为明显，每一个代码、每一段编程的书写，都是一个个旧知识，也都是新知识的一个基础。人工智能的知识、技术也是有关联性的，而不是一个个独立的存在，通过对人工智能在认知与思考和知识关联以及最后的自主性阶段介绍与学习，能够让学生很好地掌握高中信息技术知识的学习要点和知识的连通性，从而更好地理解这些信息技术方面的知识。同时，这也是培养学生散发性思维的表现。
2.培养与锻炼思维
人工智能的技术是非常复杂的，但整体的技术的目的大致就是解决半结构化的问题、解决非结构化的问题。事实上，世界所有的问题都可以根据结构化的程度分为半结构化和结构化以及非结构化三种，这三种层次中，结构化的问题主要是指用形式化的方法能够求解的;非结构化主要指的是不能够用特定的方案或者是算法进行求解，主要是依靠人们的经验;半结构化介于两者中间。由此，在高中信息技术的教学中先是引进了计算机随机数，多媒体技术、算法和程序的设计等多方面的技术来解决这些问题。而人工智能则是处理此类技术的顶尖技术，在高中信息技术中应用人工智能能够极大优化学生看待问题的角度、分析问题的方式、学习技术的途径等，从而培养学生的思维模式，提高学生信息技术的素养。
3.体验复杂问题的解决思路
人工智能有着很强的逻辑性和思维性，在高中信息技术教学中，能够显示流程的推理逻辑进程，程序编写的过程，代码书写的意义。其内部庞大的信息库能够将专家的思维模式对接，而不是简单地写代码。要知道信息技术是一项非常庞大的技术，它需要的不仅仅是将语言按照编程语言进行敲写，更需要的是进行系统化的编程，构建一个功能性的软件或者是程序来解决在互联网中遇到的困难。这其中，不仅仅包括信息技术的产生、收集、利用，也包括对信息的传输、识别、控制方面的运用。通过人工智能在信息技术教学中的运用，能够很大程度上给学生更多的解题思路。
三、人工智能在高中信息技术教学中的作用
1.智能搜索引擎
智能搜索引擎在计算机中是非常重要的端口，能够帮助人们实现信息的快速查找，是人们寻找信息的重要途径。而且随着互联网技术的不断发展，人们对信息方面有了更多的要求。快捷、方便、简洁等方面都是其中关键性的因素。而在现有的搜索引擎中，还存在着很多问题，所搜索出来的信息也偏向于混乱，没有规律化的应用。人工智能在智能搜索引擎上主要是智能搜索引擎，对内容的理解、知识的表达和学习全面智能化，能够节省时间，提高效率。众所周知，高中信息技术常用的教学方法中，讲授、演绎、讨论和任务驱动是比较常见的四种教学方法。任务驱动的教学方法是最为常见的，主要的流程是创造和设定所需要的情景，并且提出想要完成的任务目标，然后引导学生共同探讨，明白需要解决的问题，再让学生根据探讨的结果进行自主摸索，然后完成任务。任务驱动的流畅所需要的东西就是搜索引擎，有了智能化搜索引擎的帮助能够更好地完成任务，从而保证教学效率的提升。 2.智能CAI
智能CAI是作为一项辅助类的软件粉墨登场的，并且越来越受到教育行业的重视，而且已经成为教育界教学模式改革的重要手段。在传统的计算机辅助教学课件中，仅仅是按照课件设计好的教学模式和教学内容进行知识的传递，并没有特立独行的教学理念，也没法做到因材施教。而智能CAI就能够完美避开这些缺点，以人工智能为核心，通过系统了解学生的学习态度和学习环境，并且合理安排实验教学手段和实验教学的内容，用来在课余时间满足高中学生个性化的学习需求，丰富了教学的内容，提升了教学的效果。
3.智能教学系统ITS
教学系统ITS是智能化的教学系统，不仅仅涉及人工智能和信息技术，还设计到教学和科学，还和心理学和行为学有着紧密的联系，是一门涉及范围非常广的综合性智能系统。智能教学系统ITS是通过互联网技术和计算机技术，整合全国一线教师、特级教师和专业教师、教学专家等的多种教学理论经验以及多年的研究成果，并且能够根据教学的特性，进行分析和判断，从而给出有针对性的教学方案。并且，还能够判定教师在教学中的盲点、学生在学习中的盲点，从而达到提高学习效率的目的。智能教学系统ITS的主机目标是让计算机智能化，并且在一定程度上代替教师的部分职能。智能教学系统ITS有四个端口，这也是能够担当教育职责的优点所在，四个端口分别是专家、学生、教师以及人际接口。由于智能教学系统ITS四个端口的存在，使得它在信息技术教学方面进行合理的切换，并且各端口的内容能够合理对接，使得在信息技术教学中，不管是教師还是学生，都能够有充足的定位，通过其庞大的数据库和实时的网络连接，能够调动庞大的资源进行内容展示，从而更加适合师生的定位，从而保证了学习的质量。
4.智能仿真技术
远程教育的模式是局域网络资源的典型应用，也是教育体系多元化发展的体现。同时由于远程教育属于网络资源，只要有网络的地方，都可以进行教学，这就使得老师不再受到教室的限制，可以清晰地将各类计算机操作进行详细的讲解，也使得更多的学生能够学习到计算机方面的知识。而在现代的远程教育教学中，实验教学是必不可少的，智能仿真技术是人工智能和仿真技术的结合体，能够克服以往远程教育中建模和界面的问题，并且在一定程度上完成建模、实验、理解和结果评价等多方面的步骤，通过智能仿真技术能够在实验教学的课件上节省大量的时间，并且能够实现数据的动态展示和传递。
5.智能机器人的教学
智能机器人的教学方式有很多的优势，其不仅仅能够激发学生的学习热情，也能够培养学生的编程能力，还可以提升学生的创新能力。事实上，在教学中采用智能机器人已经不是新颖的方法，很多高校都有智能机器人。对于高中阶段的学生来讲，虽然对信息有了充分的了解，但没有意识到信息技术的重要意义。再加上面临着高考的压力，所以没有太多的精力投身到信息技术的学习中去。而适当借用智能机器人无疑是一个非常好的措施，通过展示由简单的信息技术制作出的机器人，能够提升学生探究的欲望，从而提升教学的效果。此外，由于编程是一件非常枯燥的事情，而对于老师来说仅仅是下达一个指令，学生却需要进行长时间的编程作业。这极大影响了学生的兴趣。而通过机器人的展示则可以在很大程度上让学生体验到编程的快感，通过自己设计编程，智能机器人会完成设计中的动作，这无疑将有一个巨大的成就感。但是值得注意的是，自主编程有着很大的难度，教师要在学生进行编程的过程中给予正确指导。
当今的时代无疑是一个信息化的时代，同时也是一个数字化的时代，作为21世纪的主人，每个人都应该具备熟练地运用基础的信息技术的能力。人工智能在高中信息技术教学中的引入，可以说极大程度地加强了对学生的创新能力和动手能力的培养，可以有效地提高学生的综合素质，帮助学生更好地适应时代的变化。
参考文献：
[1]朱志婷.浅析高中信息技术教学中的机器人教学[J].中国教育，2017（9）.
[2]李峰.面向学科思维的信息技术教学浅析[J].中学教育，2017（6）.
作者简介：陈亚丽，1987年8月，女，一级教师，高中信息技术，甘肃省定西市，甘肃省定西市岷县第三中学。
编辑 高 琼
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