1. 引言
新课标明确提出强化“育人导向”“目标导向”“素养导向”，强调培养“有理想、有本领、有担当”的具有“适应未来发展的正确价值观、必备品格和关键能力”的全面发展的时代新人[1]。信息科技课程第一次被列入国家课程，这表明国家对信息科技课程的高度重视。信息科技课程是国家发展战略的一部分，加强其建设非常必要和迫切。
新课标对初中信息科技课程提出了新的要求：一是反映数字时代正确育人方向，发挥课程育人功能，培育学生正确的世界观、人生观、价值观；二是构建关联逻辑的课程结构，用网络、数据、算法、信息安全、信息处理、人工智能六大学科概念为逻辑主线贯穿义务教育整个学段，初中阶段深化原理认识，探索利用信息科技手段解决问题的过程和方法；三是遴选科学原理和实践应用并重的课程内容，新课标在课程内容的选择上，面向数字时代经济社会和文化发展要求，吸纳国内外信息科技的前沿成果，注重提升学生知识迁移能力和学科思维水平，体现“科”与“技”并重；四是倡导真实性学习，创新教学方式，注重创设真实情境，以真实问题或项目驱动，凸显学生的主体性；五是强化素养导向的多元评价，在评价时坚持过程性评价和终结性评价相结合，坚持基本知识考核与实践应用考核相结合，坚持自评和他评相结合。
以文心一言为代表的人工智能对话系统，标志着人工智能技术取得了重大进展，革新了新时代信息获取的途径。它们通过问答形式，实现了与师生的全新互动[2]。文心一言在教育领域的运用，为“教”与“学”的传统教学模式带来了颠覆性的革新与转变。本研究深入探讨文心一言在初中信息科技备课中的创新功能，并对其价值进行详细分析，旨在为初中信息科技教师有效利用人工智能技术优化备课过程提供理论与实践参考，推动信息科技教学质量的提升，实现技术赋能教育教学的高质量发展。
2. 初中信息科技教师在备课中面临的新挑战
新课标明确表明全民全社会数字素养与技能的提升要从青少年抓起，义务教育信息科技课程是学校数字素养与技能教育的核心载体。新课标的颁布与实施为初中信息科技教学改革指明了方向，同时也给教师的工作增添了新的难题。
2.1. 从“信息技术”到“信息科技”的课程性质定位
新课标最大变革就是由“技术”转为“科技”导向。把课程名称从“信息技术”变更为“信息科技”，体现了学界对该课程的深入研究和进一步理解。随着信息技术的日趋成熟，信息科技课程不应再局限于技术操作，而需要科学原理的融入。将信息科技从综合实践活动课程中分离出来，更清晰地凸显“科技创新”的重要价值，不仅丰富了课程内容，也优化了课程定位，更彰显了其独特的育人价值[3]。
“信息科技课程旨在培养科学精神和科技伦理，提高全体学生数字素养与技能”[4]。因此，新课标在实施的过程中，教师要立足新课标，明确“信息科技”课程与“信息技术”课程的区别和联系，关注科技发展前沿，将新技术、新应用引入课堂，丰富教学内容，提高教学效果。
2.2. 从“知识教育”到“素养教育”的课程目标设计
新课标明确规定了义务教育阶段的信息科技核心素养这一重要概念，主要包括信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个维度。对习惯以“知识点教学”的教师来说，面向核心素养教育理念的教学是一个新挑战，也是教学实施过程中的一项重点和难点。
新课标强调，初中信息科技课程目标的设计需更加重视育人目标的达成。基于初中生思维容易发散的特点，发现问题、解决问题、创造性思维等已成为核心素养在初中信息科技课程中的重点要求。因此，在新课标实施过程中，教师要加强对教育理论的学习，正确理解面向核心素养教学的基本特征，在实践中立足学科基本概念，依托主题活动，通过概念群、问题链、活动任务的方式进行单元教学设计[5]。
2.3. 从“学科学习”到“跨学科主题学习”的课程内容要求
在课程教学中，我们看到的仍然是一个从知识到知识的闭环，最后止步于知识的嫁接与内化，这种模式下，知识的主体地位往往掩盖了人的主体性，使得知识教学的育人价值难以实现[6]。信息科技课程内容结构由两部分组成，一是内容模块，二是跨学科主题。义务教育信息科技课程各模块内容和跨学科主题是在课程结构设置的基础上，按照学生认知发展特征，结合学生的生活经验，选择和组织学习内容，通过学习活动促进学生数字素养与技能的提升。
3. 文心一言协助初中信息科技备课的创新功能
交互式人工智能不仅突破了传统机器人的局限，更展现了强大的智能：能够模仿人类撰写文稿，尝试理解人类情感，并根据任务描述提供个性化回复。在新课标背景下，人工智能在教育中的角色与能力备受关注，文心一言能否解决初中信息科技教师在备课过程中遇到的难题，为教师提供有力支持，已成为值得我们深入研究的新课题。
3.1. 信息检索：由“关键词搜索”迈向“语义搜索”的革新
在教师的备课过程中，信息检索无疑是一项至关重要的工作。随着技术的不断进步，信息检索的方式也在发生深刻的变革，其中，由“关键词搜索”向“语义搜索”的革新尤为显著。传统的关键词搜索，虽然能够迅速定位到包含特定词汇的信息，但往往无法准确理解用户的真实意图，导致检索结果中充斥着大量不相关或重复的信息。而语义搜索则能够深入理解文本的含义和上下文，从而更精准地满足用户的查询需求。文心一言作为一款先进的生成式语言模型，其在教师备课中的创新功能尤为突出。它不仅能够通过语义搜索，为教师提供与课程内容紧密相关、质量上乘的教学资源，还能够根据教师的备课需求，智能生成教案、教学PPT等辅助材料。此外，文心一言还能够对教师的教学内容进行智能分析，指出其中可能存在的问题或不足，并提供改进建议。这种智能化的备课方式，不仅大大提高了教师的备课效率，还有助于提升教学质量，为学生的全面发展提供有力保障。
3.2. 教学设计：从“人工创造”跨越至“交互生成”的飞跃
在教育创新的浪潮中，文心一言作为教师备课时的得力助手，正引领着教学设计从“人工创造”向“交互生成”的飞跃。它不仅是一款先进的生成式语言模型，更是教师灵感与创意的催化剂。在备课过程中，文心一言凭借其强大的语言生成与理解能力，能够根据教师的教学意图和学生特点，快速生成多样化的教学方案。作为一款生成式语言模型，文心一言凭借其精准的语言分析能力，能够在教师教案的撰写中发挥重要作用。它依托庞大的资料库，对教师输入的教案内容进行深度剖析，精准修改并规范语言表达，使教案整体结构更加严谨，内容更加通俗易懂。它不再局限于传统的教案编写，而是能够与教师进行实时互动，根据教师的反馈不断优化和完善教学设计。此外，文心一言还能为教师提供丰富的教学资源和案例，帮助教师拓宽教学思路，创新教学方法。它就像一个智慧的知识库，随时为教师提供所需的信息和灵感，让教学设计变得更加高效和灵活。如表1所示。
Table 1. Functional test of Wenxin Yiyan in junior high school information technology lesson preparation (excerpt)
表1. 文心一言在初中信息科技备课中的功能测试(节选)
项目 |
具体内容 |
提问 |
你是一名初中信息科技教师，拥有丰富的教学经验和专业的学科知识。你有能力整合教育理论与实践相结合，创建具有指导性和可操作性的课程计划促进学生有效的学习。以下内容为信息科技教材，请根据教材内容写一份教案(以物联网基本功能与原理为例)。 |
教学设计 |
1. 导入：播放一段关于智能家居或智慧城市的物联网应用视频，引导学生观察并思考这些技术如何改变我们的生活。 2. 讲解物联网基本概念：通过PPT展示物联网的定义、发展历程及重要性。请学生举出生活中遇到的物联网应用实例，并简要说明其工作原理。 3. 物联网架构解析：利用PPT和实物展示物联网的四层架构：感知层、网络层、平台层、应用层。 学生分组讨论，每组负责研究一层架构，讨论其组成、作用及关键技术。 4. 物联网关键技术深入：详细介绍RFID、传感器、云计算等物联网关键技术的工作原理、应用场景及优势。 5. 创新思维激发： 活动：“未来生活畅想”：引导学生分组讨论，设想物联网技术如何进一步改变未来生活，提出创新应用设想。 各组派代表分享创意，全班讨论其可行性和潜在影响。 6. 总结与拓展： 总结：总结物联网的基本原理、功能及关键技术，强调其在推动社会进步中的重要作用。 拓展：鼓励学生关注物联网领域的最新动态，培养持续学习的习惯。 作业：撰写一篇短文，描述自己设想的物联网创新应用，并阐述其实现的可能性和意义。 7. 教学评价：课后收集学生反馈，评估教学活动的有效性，特别是分组讨论和创新思维激发环节的效果。 |
3.3. 课程设计：从“知识传递”到“跨学科融合”的转型
在当代社会，教育更多地聚焦于学生综合能力的培养，跨学科教学正引领着教育改革的新潮流。交互式人工智能在教育领域的巧妙应用，犹如一股强劲的风，吹动着多学科融合的帆，助力教师深入探索并构建出更加高效、多元、促进学生全面发展的课程设计新路径。这一创新实践，无疑为新时代课程建设和多学科交叉融合教学体系的蓬勃发展注入了强劲动力[7]。在初中信息科技的备课舞台上，文心一言以其独特的魅力，为教师精心准备了一场跨学科的知识盛宴。它不仅能够提供与信息科技知识紧密相连的语文、政治等多学科的鲜活案例与丰富素材，还能够巧妙地将这些元素融入信息科技的教学之中，让学生在学习信息科技的同时，能够跨越学科的界限，领略到不同学科间的奇妙联系。如此，学生在深入理解信息科技知识的同时，其综合应用能力和核心素养也在潜移默化中得到了显著提升。以初中信息科技“互联网安全”一节教学内容为例，如表2所示。
Table 2. Functional test of Wenxin Yiyan in junior high school information technology lesson preparation (excerpt)
表2. 文心一言在初中信息科技备课中的功能测试(节选)
项目 |
具体内容 |
提问 |
你是一名初中信息科技教师，拥有丰富的教学经验和专业的学科知识。你有能力整合教育理论与实践相结合，创建具有指导性和可操作性的课程计划促进学生有效的学习。请你帮忙提供关于《互联网安全》的跨学科教学案例参考。 |
跨学科课程开发案例 |
语文融合教学 主题：网络文学与网络谣言的辨析 活动设计： 文章阅读与分析：选取网络上的文章或帖子，让学生分析其真实性，辨别网络谣言与真实信息的区别。 创意写作：让学生以“网络安全，从我做起”为主题撰写短文或诗歌，表达自己对网络安全的理解和态度。 科学融合教学 主题：密码学与数据加密技术 活动设计： 科普讲座：邀请计算机科学或信息技术专业的教师或专家，为学生讲解密码学的基本原理和数据加密技术。 动手实践：利用简单的密码学工具或软件，让学生实践加密和解密过程，体验数据加密在保护信息安全中的作用。 |
尽管文心一言能根据条件设计教案并提出具体做法，但它主要模仿人类设定教学目标，仅聚焦于知识与技能层面，未能深刻理解教学目标的真正内涵。在掌握技术的前提下，将文心一言等生成式人工智能作为教师教学的辅助性工具，教师仍然需要根据自身专业知识和教学经验仔细甄别，并决定如何将生成性资源运用到实际教学中去[8]。
4. 文心一言协助初中信息科技备课的价值定位
教师在备课过程中的核心在于对教材的深入剖析与精准把握。在当下这个信息科技突飞猛进的时代大背景下，文心一言等人工智能技术在教育领域的广泛应用，已成为一股不可阻挡的潮流与趋势。面对新课标提出的新要求与新挑战，我们需要紧密围绕其核心理念，积极探索并实践文心一言在教育教学中的独特应用价值与潜力。通过巧妙融合人工智能技术与传统教学模式，我们可以为学生提供更加个性化、高效的学习体验，从而推动未来教育事业不断迈向新的高度。文心一言的独特优势与潜能，无疑将成为我们推动教育改革与创新的核心动力与关键所在。
4.1. 分析课程内容，助力教师精准定位教学目标
在传统的教学方式中，教师严格按照教材内容进行课程设计，导致教学活动单一，缺少灵活性[9]。新课标倡导初中信息科技课程采用项目式教学法，要以问题解决为核心，要求初中信息科技教师在备课时对教学内容和新课标进行深入剖析，明确教学目标进行教学。以初中信息科技“物联网”教学内容为例，将学业要求、教学目标要求、课程内容要求等内容提交给文心一言进行梳理分析后发现，这一节课程内容核心知识包括物联网与互联网的异同、物联网基本功能与原理、物联网应用的特点、物联网创新应用、物联网安全等。因此，在备课及教学中，教师应当从物联网含义、比较物联网与互联网的异同出发，帮助学生感受万物互联的场景，了解物联网的原理，使学生养成自觉保护个人隐私、树立维护虚拟数字世界秩序的意识，并引导学生拓展思路、勇于创新，共同憧憬并探究未来物联网世界的奥秘。
4.2. 挖掘教学资源，助力教师详细完善活动设计
在设计初中信息科技主题项目式教学活动时，信息科技教师面临着庞大的教学资源库，挑选并重新组织这些资源以适配教学内容，成为备课过程中的一项耗时费力且颇具挑战性的任务。文心一言作为教师的智能辅助工具，它不仅能够根据教材内容，为教师推荐相关的教学案例、视频和图片，还能根据学生的学习特点和兴趣，为教师提供定制化的教学资源。在备课过程中，教师只需输入相关关键词，文心一言便能迅速生成一份包含多种教学资源的教学方案。这不仅节省了教师查找资源的时间，还提高了备课效率。同时，文心一言还能根据教师的教学需求，对教学资源进行智能分类和整理，帮助信息科技教师构建出完整的项目式教学知识图谱。
4.3. 辅助教学评估，助力学生全面优化发展路径
目前，教学的重心正悄然转变，越来越聚焦于学生个体，致力于满足每位学生的个性化需求和独特兴趣。文心一言作为一种前沿的人工智能辅助工具，凭借其强大的数据分析能力，能够依据教师提供的详尽信息，对每位学生展开全面而深入地理论剖析，进而量身定制出“个性化”的学习支持方案。这一创新功能极大地推动了教师实践以学生为中心的教学理念，为学生的全面发展铺设了坚实的基石。例如，文心一言能依据教师输入的学生信息和学习进度，精准辅助学习，为每位学生精选学习资源和练习题，优化个性化作业设计，引导其实现有意义学习。此外，它还能帮助教师更专业地评估学生学习成果，通过分析学习过程，提供客观准确的评价，帮助教师更好地了解学生的学习状态。
5. 结论与展望
5.1. 研究结论
以文心一言为代表的人工智能技术在初中信息科技备课中具有多方面的创新功能和重要的价值定位。其智能生成教学资源功能为教师提供了丰富、精准的教学素材和案例，优化教学设计功能帮助教师规划合理的教学流程和选择合适的教学方法，精准把握教学重难点功能使教师能够有的放矢地开展教学活动。在价值定位方面，文心一言显著提升了备课效率，促进了教师的专业成长，增强了教学的针对性与适应性，为初中信息科技教学质量的提升提供了有力保障。
5.2. 研究展望
尽管人工智能在初中信息科技备课中展现出巨大的潜力，但目前仍处于探索与发展阶段。未来，需要进一步加强对教师的人工智能素养培训，使教师能够更好地驾驭人工智能技术，充分发挥其在备课和教学中的优势。同时，还应关注人工智能应用过程中的伦理道德和数据安全等问题，确保其在教育领域的健康、可持续发展，为培养适应新时代需求的创新型信息科技人才奠定坚实基础。