基于人工智能的小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)探討

【摘要】當(dāng)今，信息技術(shù)快速發(fā)展，小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)模式也需要與時(shí)俱進(jìn)。將人工智能技術(shù)靈活運(yùn)用到小學(xué)信息技術(shù)課堂，可以讓學(xué)生快速解決問題，同時(shí)創(chuàng)新學(xué)習(xí)模式，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)。文章結(jié)合當(dāng)前小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)現(xiàn)狀，對人工智能技術(shù)在教學(xué)應(yīng)用中存在的不足進(jìn)行分析，并提出相關(guān)改進(jìn)的意見。

【關(guān)鍵詞】人工智能;小學(xué)教育;信息技術(shù)教學(xué)

作者簡介：吳碟（1981—），女，江蘇省常州市花園小學(xué)。

世界機(jī)器人大賽的開展，讓人們對機(jī)器人編程教育及人工智能理念有了新的認(rèn)知，人工智能在教育領(lǐng)域也逐漸得到了推廣和應(yīng)用。人工智能將改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，讓學(xué)生和教師體會(huì)科學(xué)的力量，構(gòu)建智慧型課堂。小學(xué)信息技術(shù)課是學(xué)生接觸信息技術(shù)的主渠道，因此課程的教學(xué)方式與理念將直接影響到學(xué)生對于信息技術(shù)知識的學(xué)習(xí)興趣以及未來的發(fā)展。人工智能技術(shù)在課堂中的應(yīng)用可以使抽象的知識變得更加具體直觀，以智慧課堂展示教學(xué)成果，達(dá)到教學(xué)目的。同時(shí)，通過運(yùn)用智慧課堂，學(xué)生可以在教學(xué)的過程中感受到學(xué)習(xí)的樂趣，對本學(xué)科產(chǎn)生熱愛，也能實(shí)現(xiàn)自身綜合素質(zhì)的發(fā)展。

一、在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中應(yīng)用人工智能的意義

（一）創(chuàng)新學(xué)習(xí)模式，激發(fā)學(xué)生的探究欲

在以往的小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中，信息技術(shù)被劃分到了技術(shù)與工程部分，學(xué)科教學(xué)的重點(diǎn)放在了培養(yǎng)學(xué)生的感知能力上。而人工智能技術(shù)在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用將會(huì)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，趣味性的編程設(shè)計(jì)以及游戲設(shè)計(jì)等教學(xué)形式能夠充分吸引學(xué)生的注意力，讓學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)意識。同時(shí)教師可以結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)及其當(dāng)下的學(xué)習(xí)狀態(tài)，組織開展一些探究活動(dòng)，讓學(xué)生在探索知識的同時(shí)不斷增強(qiáng)探究的欲望。新時(shí)代的發(fā)展下，學(xué)科教育與人工智能的相互結(jié)合使教學(xué)更為智能化，同時(shí)也將為國家發(fā)展培養(yǎng)更多優(yōu)秀的人才。

（二）快速解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)

人工智能技術(shù)是信息技術(shù)學(xué)科的重要組成部分，其主要是應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬人的大腦進(jìn)行推理和思考，模擬人的思維過程和設(shè)計(jì)思維活動(dòng)等。人工智能技術(shù)所涉及的領(lǐng)域較多，也可以解決諸多問題，比如能夠提供咨詢及診斷;同時(shí)其涉及的學(xué)科包括數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、哲學(xué)等。相較于普通的信息技術(shù)，人工智能技術(shù)處理問題將更加具有針對性。將人工智能技術(shù)融入小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中，可以使學(xué)生在面對問題時(shí)體會(huì)到問題處理的便捷性，學(xué)生不再是單一思維，而可以從多個(gè)角度看待問題，能夠通過使用人工智能技術(shù)分析問題并解決問題。人工智能教學(xué)方式能使學(xué)生熟悉人工智能的特點(diǎn)，這將對學(xué)生的信息素養(yǎng)培養(yǎng)起到重要作用，同時(shí)，掌握信息技術(shù)學(xué)科知識將為學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

二、小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中人工智能應(yīng)用的局限性

（一）教師的專業(yè)能力參差不齊

在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中，教師的專業(yè)能力以及人工智能技術(shù)水平都會(huì)影響到教學(xué)的質(zhì)量。以目前小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)的現(xiàn)狀來看，教師的專業(yè)能力是參差不齊的，存在年齡和能力不相匹配的問題，具體表現(xiàn)在學(xué)校新招聘的教師能力較強(qiáng)但是相關(guān)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足，而老教師則因年齡大而對人工智能技術(shù)掌握不足，在學(xué)科教學(xué)中不能體現(xiàn)人工智能技術(shù)智慧、靈活的特點(diǎn)。這兩個(gè)問題導(dǎo)致了教師難以為學(xué)生呈現(xiàn)專業(yè)、易懂的教學(xué)課堂，無法真正發(fā)揮人工智能技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值和意義。

（二）學(xué)生課程學(xué)習(xí)的興趣不足

學(xué)生對學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力是其深入學(xué)習(xí)的根源。但在當(dāng)前的教學(xué)中，人工智能的應(yīng)用較為匱乏，教學(xué)方式也較為單一，大多數(shù)教師是在課程講解后指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，小學(xué)生在課堂中難以真正體會(huì)到學(xué)科學(xué)習(xí)的意義和人工智能技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，因而學(xué)習(xí)動(dòng)力不足。此外，教師更為注重知識點(diǎn)的講解，對學(xué)生的個(gè)性特點(diǎn)關(guān)注不足，這也不利于激發(fā)學(xué)生對信息技術(shù)學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣，實(shí)現(xiàn)其系統(tǒng)化思維的培養(yǎng)。

（三）學(xué)生的學(xué)習(xí)平臺(tái)不完善

以往，學(xué)生的學(xué)習(xí)空間限定在課堂上，學(xué)習(xí)資源限制在教材上，以至于學(xué)生難以拓寬眼界，無法接觸到外界的新新事物。而隨著課程改革進(jìn)程的加快，以及現(xiàn)代教育資源的發(fā)展，越來越多的現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備出現(xiàn)在課堂上，學(xué)校應(yīng)當(dāng)主動(dòng)地為學(xué)生引入新的學(xué)習(xí)平臺(tái)，搭建人工智能學(xué)習(xí)平臺(tái)，促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。

三、在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中應(yīng)用人工智能的策略

（一）構(gòu)建編程教學(xué)體系，搭建智能學(xué)習(xí)平臺(tái)

近年來，人工智能技術(shù)得到快速的發(fā)展，在各類生活服務(wù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。編程逐漸成為計(jì)算機(jī)與人類溝通的重要途徑，這是時(shí)代發(fā)展的主旋律。當(dāng)前人工智能的應(yīng)用重點(diǎn)在于兩個(gè)方面，一是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，二是機(jī)器學(xué)習(xí)算法。通過算法的應(yīng)用能夠使人工智能技術(shù)更加靈活，同時(shí)也滿足了計(jì)算的要求。教師需要合理利用編程技術(shù)構(gòu)建編程教學(xué)體系，搭建智能學(xué)習(xí)的平臺(tái)，讓學(xué)生在人工智能教學(xué)中學(xué)習(xí)和提升。課程教學(xué)具體可分為五個(gè)階段，第一個(gè)階段是創(chuàng)設(shè)情境階段，教師可以在課堂教學(xué)中借助游戲講解課程內(nèi)容，重點(diǎn)在于調(diào)動(dòng)課堂氣氛，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。第二個(gè)階段針對圖形化編程，教師要指導(dǎo)學(xué)生理解圖形化編程，建立編程思維，解決相關(guān)問題。第三個(gè)階段是教學(xué)指導(dǎo)，教師通過測試、提問等方式幫助學(xué)生建立整體性的思維。第四個(gè)階段，教師可以通過一些問題檢驗(yàn)學(xué)生的算法掌握程度，鍛煉學(xué)生的總結(jié)能力、分析能力以及列表能力。第五個(gè)階段是讓學(xué)生學(xué)習(xí)以編程的形式與編程機(jī)器人互動(dòng)，這個(gè)階段主要針對高年級的學(xué)生。

（二）創(chuàng)設(shè)情境教學(xué)環(huán)境，直觀呈現(xiàn)抽象問題

現(xiàn)階段，小學(xué)生知識儲(chǔ)備不足，接觸的計(jì)算機(jī)知識也相對較少。教材關(guān)于計(jì)算機(jī)的描述大多是抽象的，這影響到了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，加之在以往的信息技術(shù)教學(xué)模式下，課堂氛圍不夠活躍，這些都導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性較低。人工智能技術(shù)在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用，能夠?yàn)閷W(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，使抽象的知識以更直觀生動(dòng)的方式呈現(xiàn)出來，是提升學(xué)生理解能力的有效途徑。例如，教師在指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)制作詩集封面時(shí)，可以借助人工智能技術(shù)為學(xué)生展示相關(guān)的圖像，引導(dǎo)學(xué)生表達(dá)自己的想法，再利用虛擬機(jī)器人展示制作封面的相關(guān)信息技術(shù)，激發(fā)學(xué)生實(shí)踐的積極性，讓人工智能技術(shù)在教學(xué)中得以充分應(yīng)用。

（三）制作多樣游戲活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生小組合作

眾所周知，游戲能夠快速吸引學(xué)生的注意力，也能讓學(xué)生迅速投入學(xué)習(xí)。在信息技術(shù)課程的教學(xué)中，當(dāng)教師將游戲活動(dòng)與課程內(nèi)容進(jìn)行整合后，學(xué)生會(huì)自主進(jìn)行信息技術(shù)知識的探索和學(xué)習(xí)。而當(dāng)前創(chuàng)客產(chǎn)品的升級改造逐漸趨向于智能化，很多產(chǎn)品逐漸向智能化發(fā)展，例如無人駕駛設(shè)備、斯泰姆的奇樂方和小貓科技等都能為學(xué)生帶來豐富的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，也能夠快速讓學(xué)生完成智能項(xiàng)目。但是，單純地讓學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，難以讓學(xué)生自主參與到學(xué)習(xí)活動(dòng)中。對此，教師需要提高對智能化游戲教學(xué)的應(yīng)用，確保學(xué)生智能學(xué)習(xí)的硬軟件設(shè)備充足，同時(shí)開設(shè)專門的課程教學(xué)，借助智能編程平臺(tái)，使學(xué)生們在智慧教學(xué)中感受人工智能的魅力，更加主動(dòng)地進(jìn)行學(xué)習(xí)。

（四）尋找智能學(xué)習(xí)載體，有效落實(shí)人工智能

隨著智能化趨勢的發(fā)展，許多軟件的開發(fā)、升級和改造也融入了人工智能的元素。學(xué)生可以通過使用智能化軟件來完成人工智能項(xiàng)目，從而實(shí)現(xiàn)對人工智能技術(shù)的學(xué)習(xí)和掌握。同時(shí)，這些軟件也會(huì)基于大數(shù)據(jù)算法，根據(jù)學(xué)生的思維結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)特點(diǎn)等為學(xué)生提供循序漸進(jìn)的課程，幫助學(xué)生掌握基礎(chǔ)的人工智能技術(shù)。因此，在人工智能的背景下帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)，教師要發(fā)揮智能化平臺(tái)的優(yōu)勢，為學(xué)生尋找適合的學(xué)習(xí)載體，促使學(xué)生有效落實(shí)對信息技術(shù)學(xué)科的學(xué)習(xí)。例如，小貓科技就是時(shí)下較為流行的平臺(tái)，該平臺(tái)能夠?qū)θ斯ぶ悄苤R進(jìn)行直觀化的處理，為學(xué)生創(chuàng)造簡單易學(xué)的環(huán)境。學(xué)生可以在這一學(xué)習(xí)平臺(tái)上進(jìn)行簡單的操作，獲得模型，從而完成對人工智能知識的深度學(xué)習(xí)，如“石頭、剪刀、布”的游戲，學(xué)生可在后臺(tái)完成模型創(chuàng)建，與機(jī)器進(jìn)行比賽?；谶@一載體，學(xué)生能夠感受到人工智能的魅力，并獲得學(xué)習(xí)的成就感，樹立學(xué)習(xí)信心，更為主動(dòng)地探索人工智能的世界。

（五）密切銜接生活元素，拉近課堂生活距離

科技的發(fā)展，讓人工智能技術(shù)走進(jìn)千家萬戶，許多學(xué)生的家中也都安裝了智能化的產(chǎn)品，人工智能讓生活的方式變得更加簡單、便捷和舒適。然而，在目前的信息技術(shù)課堂上，許多教師在將人工智能技術(shù)引入課堂時(shí)，總是有意無意地割裂現(xiàn)實(shí)生活與人工智能技術(shù)之間的聯(lián)系，單純地讓學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能基礎(chǔ)知識，以至于學(xué)生難以體會(huì)到人工智能技術(shù)的實(shí)用價(jià)值，最終會(huì)降低其學(xué)習(xí)人工智能技術(shù)的積極性。對此，為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能技術(shù)的動(dòng)力，使學(xué)生認(rèn)識到人工智能技術(shù)與現(xiàn)實(shí)生活之間的密切聯(lián)系，教師有必要借助視頻、圖片等形式創(chuàng)設(shè)生活化的學(xué)習(xí)情境，調(diào)動(dòng)學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，拉近學(xué)生與人工智能之間的距離。

例如，“智能家居”就可以作為很好的教學(xué)案例?，F(xiàn)如今，許多家庭都開始應(yīng)用智能化的家居設(shè)備，讓家庭生活模式向著智能化的方向發(fā)展。課下，教師可先搜集家居智能化的視頻、圖片等素材。在實(shí)際的教學(xué)中，教師可先為學(xué)生播放視頻，以便學(xué)生在富有生活氣息的畫面中調(diào)動(dòng)自身的生活經(jīng)驗(yàn)。隨后，教師向?qū)W生提問“視頻中呈現(xiàn)的畫面是否熟悉呢？你的生活中有哪些產(chǎn)品是智能化的呢？”等問題，促使學(xué)生結(jié)合視頻聯(lián)想自己的生活情形。在學(xué)生做出回答后，教師再以學(xué)生的答案為切入口，進(jìn)一步為學(xué)生介紹智能家居背后的信息技術(shù)原理，增強(qiáng)學(xué)生的信息素養(yǎng)。這樣，在未來的生活中遇到智能化的家居時(shí)，學(xué)生也可以基于專業(yè)的角度理解背后的技術(shù)原理，發(fā)展計(jì)算思維。

教師主動(dòng)地進(jìn)行生活素材的收集，再為學(xué)生呈現(xiàn)生活化的學(xué)習(xí)情境，能夠有效拉近信息技術(shù)課程與學(xué)生之間的距離，促使學(xué)生基于生活的視角看待人工智能，不斷深化對人工智能技術(shù)的理解。

（六）充分尊重學(xué)生差異，促進(jìn)學(xué)生個(gè)性成長

受到學(xué)習(xí)背景和學(xué)習(xí)經(jīng)歷的影響，學(xué)生之間具有較大的差異性，這一差異性不僅體現(xiàn)在學(xué)習(xí)能力上，還體現(xiàn)在學(xué)習(xí)興趣上。在為學(xué)生介紹人工智能技術(shù)時(shí)，教師能夠發(fā)現(xiàn)，面對相同的人工智能技術(shù)，不同學(xué)生表現(xiàn)出的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)效果呈現(xiàn)出較大的差異，有些學(xué)生表現(xiàn)得興致高漲，而有些學(xué)生則表現(xiàn)得興致缺缺，長此以往，學(xué)生之間的差距將會(huì)越來越大。人工智能技術(shù)的內(nèi)容是豐富多樣的，教師可以為學(xué)生創(chuàng)建個(gè)性化的學(xué)習(xí)活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生選擇自己喜歡的學(xué)習(xí)方向，以便學(xué)生在自己感興趣的人工智能技術(shù)中釋放全部的熱情，全身心投入對人工智能技術(shù)的學(xué)習(xí)中。

例如，表情識別、語音識別等都是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷娜斯ぶ悄芗夹g(shù)，但是，當(dāng)教師任選其一時(shí)，很難調(diào)動(dòng)全體學(xué)生的積極性。這時(shí)，教師便可以為學(xué)生搭建高度自由的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓所有學(xué)生根據(jù)自己的喜好，選擇自己喜歡的學(xué)習(xí)方向。此外，教師也不要將教學(xué)的內(nèi)容限定在表情識別、語音識別等范圍內(nèi)，而要鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)散思維，尋找更多自己感興趣的人工智能技術(shù)。比如有的學(xué)生對智能導(dǎo)航感興趣，有的學(xué)生對機(jī)器人感興趣，對此，教師就要鼓勵(lì)學(xué)生，讓學(xué)生沿著自己感興趣的方向進(jìn)行研究。在學(xué)生自主探索、自主學(xué)習(xí)后，教師可將學(xué)生劃分為若干學(xué)習(xí)小組，引導(dǎo)學(xué)生在組內(nèi)分享自己學(xué)習(xí)到的內(nèi)容，促使學(xué)生在共享彼此的學(xué)習(xí)成果中進(jìn)一步豐富自身的知識面。

教師尊重學(xué)生之間的差異性，為學(xué)生創(chuàng)建相對自由的學(xué)習(xí)空間，能夠讓學(xué)生沿著自己喜歡的方向，對人工智能技術(shù)進(jìn)行探索，讓學(xué)習(xí)熱情在課堂上得到充分的釋放。

結(jié)語

綜上所述，人工智能已成為當(dāng)前主流技術(shù)之一，也是信息技術(shù)的重要組成部分。在信息技術(shù)快速發(fā)展的背景下，將人工智能技術(shù)引入小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中，可以引導(dǎo)學(xué)生自主探索人工智能，為學(xué)生創(chuàng)建一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。教師可以通過應(yīng)用算法，將人工智能技術(shù)更靈活地應(yīng)用于課堂中，滿足學(xué)生對人工智能學(xué)習(xí)的需求。

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