低成本AI 工具与PBL 激活信息科技课堂活力的策略研究

在教育信息化 2.0 行动计划逐步推进的大背景之下，我国高中信息技术教育正在经历着深刻的变革。随着人工智能技术的蓬勃发展态势，众多成本较低甚至是免费的 AI 教育工具给高中信息技术课堂给予了全新的机遇。将 PBL 教学模式和 AI 工具进行有机融合，不仅可以提升教学的效果，还可培育学生的创新思维以及实践能力，为新时代的信息技术教育改革提供一条可行的路径。

一、引入 AI 智能写作与代码辅助工具，激发编程兴趣

AI 智能写作和代码辅助工具可降低学生编程学习的难度，激发学生探索编程世界的内在动力。国内如豆包、DeepSeek 等优质低成本的 AI 编程助手平台，为教师提供了丰富的教学资源和工具支持。在编程教学实践中，教师可以根据项目驱动理念设计分层递进的学习任务，引导学生借助AI助手提升从代码理解到自主编程的能力。当学生编写代码遇到困惑时，可以向 AI 助手提问来获得个性化指导。在调试程序之时，AI 工具还能精准定位错误并给出修正建议等。以粤教版高中信息技术必修1 第一章《1.2数据编码》的教学为例，教师可设计“解码二进制世界”主题项目，让学生运用 DeepSeek 编程助手开发一个进制转换小程序。在项目实施过程中，学生首先要理解二进制、八进制、十六进制的概念及其转换原理。接着借助 AI 助手获取 Python 代码示例与编程指导，教师引导学生分析和优化AI 生成的代码，探讨不同进制转换的算法实现，并鼓励学生在此基础上拓展程序功能，如添加图形界面或扩展其他进制的转换。整个学习过程中，AI 工具是学生的智能导师，也是协作伙伴，学生在与AI 的互动中掌握编程技能，建立对计算机底层运作机制的深入认识。此外，教师还可根据学生的认知水平，适时调整 AI 工具的使用方式，如在初期重点运用代码解释功能，帮助学生理解程序结构，在提高阶段则侧重运用代码优化建议，引导学生思考更优解法。

二、运用开源图像生成与识别平台，培养创新思维

开源图像生成与识别平台已成为信息技术课堂创新教学的有效工具[1]。教师在教学设计中加入文心一格、智谱 AI 等国产开源图像平台，能引导学生探索 AI 图像技术的前沿应用，还可激发学生在信息技术学习中的创造性思维。在教学策略方面，教师首先要依据学科知识点设计情境化项目任务，引导学生用 AI 图像工具进行创作与实践。其次要注重培养学生对 AI 生成图像的分析、评价以及优化能力，促使其形成辩证思维。此外，还要强化学生对 AI 工具的伦理认知，培养负责任的技术应用意识。以粤教版高中信息技术必修2 第五章《5.1 信息系统应用中的安全风险》的教学为例，教师可设计“网络安全风险识别与防范”主题项目，让学生利用文心一格生成不同类型的网络安全风险场景图像，并引导学生分析这些AI 生成图像里蕴含的安全隐患特征。在此基础上，学生可尝试使用百度智能云图像识别 API 构建简单的风险识别模型，对常见的网络安全威胁进行自动化识别和分类。项目过程中，学生要反复调整图像生成参数，优化识别算法。这一系列探索性活动加深了对网络安全知识的理解，也培养了创新问题解决能力。

三、基于 AI 智能问答与知识图谱工具，构建探究式学习

通过运用 AI 智能问答与知识图谱工具来构建探究式学习式高中信息技术课堂的创新路径[2]。教师可引入如国内优质的文心一言、讯飞星火这类 AI 问答平台充当智能助教，在课前预习与课后复习阶段指导学生和AI展开对话，以此加深对知识要点的理解。也可以借助开源的 Neo4j 知识图谱工具搭建学科知识网络，帮助学生构建知识间的关联性认知。在课堂教学期间，教师要精心设计基于问题情境的剖析任务，引导学生运用 AI 智能问答工具进行主动探索。此外，学生也可以围绕特定主题向AI 助手提出问题，获取多维度的解释说明，并且在教师的指导下对 AI 反馈进行甄别和整理。知识图谱工具可把抽象概念以具象化的形式呈现出来，学生在可视化的知识网络里探寻概念关系，逐渐形成系统化认知。以粤教版高中信息技术选修 4 第三章《3.5 人工神经网络》的教学为例，教师可以让学生使用文心一言剖析“神经网络基本原理”这个核心问题，引导学生从“神经元模型”“网络结构”“学习算法”等多个维度展开对话式探究。同时可以借助 Neo4j 构建“深度学习知识图谱”，将“卷积神经网络”“循环神经网络”“深度强化学习”等重点概念及其关系进行可视化展示。在探究过程中，学生可以依据 AI 反馈设计验证性问题，依靠知识图谱工具梳理知识脉络，并在小组讨论中交流探究心得。此外，教师还可指导学生利用智谱 AI 等平台，探索深度学习在图像识别、自然语言处理等领域的典型应用。

四、结合 AI 数据分析与可视化应用，提升实践能力

大数据时代的高中信息技术教育既要培养学生的数据意识，还要重视提升其数据实践能力 。教师可以借助国内开源的AI 数据分析工具，如阿里云 QuickBI、百度智能图表等平台，指导学生处理与展示数据。在教学设计方面，PBL 项目式学习模式能有效引导学生理解数据分析的价值。教师可以设计贴近生活的数据分析任务，让学生分组开展协作剖析，培养数据思维能力。学生在实践时，要学会采集与清洗数据，又要掌握数据可视化的审美表达。例如，在粤教版高中信息技术选修 3 第四章《4.4 数据的可视化表达》的教学中，教师可设计“校园生活数据分析”主题项目。该项目要求学生收集学校食堂就餐数据、图书馆借阅数据等校园数据，利用百度智能图表生成多样的可视化图表。学生要挑选合适的图表类型，调整视觉样式，优化数据呈现效果。在数据分析环节，可以借助 QuickBI 的智能分析功能，学生可挖掘数据背后的规律和趋势，深入洞察校园生活。整个项目过程中，教师要注重培养学生的数据敏感度，引导他们理解数据分析的目的，鼓励发挥创新性思维。

结束语：

综上所述，当前信息技术教育正处在转型升级的关键阶段，借助借助低成本的 AI 工具来开展 PBL 教学有着关键的价值。未来，教育工作者仍需要积极去探索 AI 技术和教学创新的融合，打造出开放且互动还有创新特点的课堂生态。唯有不断创新教学模式，方可培养出更多适应数字时代发展要求的创新型人才。

参考文献：

[1]葛瑞平.基于人工智能背景下的高中信息技术教学[J].文理导航(中旬),2025,(05):43-45.

[2]陈立仁,谌代玉.人工智能背景下高中信息技术项目式学习探索[J].湖南教育(C 版),2025,(02):46-47.

[3]廉士斌.人工智能技术赋能高中信息技术项目式教学[J].中小学电教(教学),2024,(09):4-6.