基于人工智能的小學信息技術課堂教學探討

【摘要】當今，信息技術快速發展，小學信息技術教學模式也需要與時俱進。將人工智能技術靈活運用到小學信息技術課堂，可以讓學生快速解決問題，同時創新學習模式，激發學生的探究興趣，培養學生的信息素養。文章結合當前小學信息技術教學現狀，對人工智能技術在教學應用中存在的不足進行分析，并提出相關改進的意見。

【關鍵詞】人工智能;小學教育;信息技術教學

作者簡介：吳碟（1981—），女，江蘇省常州市花園小學。

世界機器人大賽的開展，讓人們對機器人編程教育及人工智能理念有了新的認知，人工智能在教育領域也逐漸得到了推廣和應用。人工智能將改變傳統的教學模式，讓學生和教師體會科學的力量，構建智慧型課堂。小學信息技術課是學生接觸信息技術的主渠道，因此課程的教學方式與理念將直接影響到學生對于信息技術知識的學習興趣以及未來的發展。人工智能技術在課堂中的應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成果，達到教學目的。同時，通過運用智慧課堂，學生可以在教學的過程中感受到學習的樂趣，對本學科產生熱愛，也能實現自身綜合素質的發展。

一、在小學信息技術教學中應用人工智能的意義

（一）創新學習模式，激發學生的探究欲

在以往的小學科學課程標準中，信息技術被劃分到了技術與工程部分，學科教學的重點放在了培養學生的感知能力上。而人工智能技術在小學信息技術教學中的應用將會激發學生的學習興趣，趣味性的編程設計以及游戲設計等教學形式能夠充分吸引學生的注意力，讓學生養成自主學習意識。同時教師可以結合學生的認知特點及其當下的學習狀態，組織開展一些探究活動，讓學生在探索知識的同時不斷增強探究的欲望。新時代的發展下，學科教育與人工智能的相互結合使教學更為智能化，同時也將為國家發展培養更多優秀的人才。

（二）快速解決問題，培養學生的信息素養

人工智能技術是信息技術學科的重要組成部分，其主要是應用計算機模擬人的大腦進行推理和思考，模擬人的思維過程和設計思維活動等。人工智能技術所涉及的領域較多，也可以解決諸多問題，比如能夠提供咨詢及診斷;同時其涉及的學科包括數學、計算機、哲學等。相較于普通的信息技術，人工智能技術處理問題將更加具有針對性。將人工智能技術融入小學信息技術教學中，可以使學生在面對問題時體會到問題處理的便捷性，學生不再是單一思維，而可以從多個角度看待問題，能夠通過使用人工智能技術分析問題并解決問題。人工智能教學方式能使學生熟悉人工智能的特點，這將對學生的信息素養培養起到重要作用，同時，掌握信息技術學科知識將為學生綜合素質的發展奠定良好的基礎。

二、小學信息技術教學中人工智能應用的局限性

（一）教師的專業能力參差不齊

在小學信息技術教學中，教師的專業能力以及人工智能技術水平都會影響到教學的質量。以目前小學信息技術教學的現狀來看，教師的專業能力是參差不齊的，存在年齡和能力不相匹配的問題，具體表現在學校新招聘的教師能力較強但是相關教學經驗不足，而老教師則因年齡大而對人工智能技術掌握不足，在學科教學中不能體現人工智能技術智慧、靈活的特點。這兩個問題導致了教師難以為學生呈現專業、易懂的教學課堂，無法真正發揮人工智能技術的應用價值和意義。

（二）學生課程學習的興趣不足

學生對學習的興趣和動力是其深入學習的根源。但在當前的教學中，人工智能的應用較為匱乏，教學方式也較為單一，大多數教師是在課程講解后指導學生自主學習，小學生在課堂中難以真正體會到學科學習的意義和人工智能技術的應用價值，因而學習動力不足。此外，教師更為注重知識點的講解，對學生的個性特點關注不足，這也不利于激發學生對信息技術學科的學習興趣，實現其系統化思維的培養。

（三）學生的學習平臺不完善

以往，學生的學習空間限定在課堂上，學習資源限制在教材上，以至于學生難以拓寬眼界，無法接觸到外界的新新事物。而隨著課程改革進程的加快，以及現代教育資源的發展，越來越多的現代化教學設備出現在課堂上，學校應當主動地為學生引入新的學習平臺，搭建人工智能學習平臺，促進學生的發展。

三、在小學信息技術教學中應用人工智能的策略

（一）構建編程教學體系，搭建智能學習平臺

近年來，人工智能技術得到快速的發展，在各類生活服務領域得到了廣泛應用。編程逐漸成為計算機與人類溝通的重要途徑，這是時代發展的主旋律。當前人工智能的應用重點在于兩個方面，一是神經網絡算法，二是機器學習算法。通過算法的應用能夠使人工智能技術更加靈活，同時也滿足了計算的要求。教師需要合理利用編程技術構建編程教學體系，搭建智能學習的平臺，讓學生在人工智能教學中學習和提升。課程教學具體可分為五個階段，第一個階段是創設情境階段，教師可以在課堂教學中借助游戲講解課程內容，重點在于調動課堂氣氛，提高學生的學習興趣。第二個階段針對圖形化編程，教師要指導學生理解圖形化編程，建立編程思維，解決相關問題。第三個階段是教學指導，教師通過測試、提問等方式幫助學生建立整體性的思維。第四個階段，教師可以通過一些問題檢驗學生的算法掌握程度，鍛煉學生的總結能力、分析能力以及列表能力。第五個階段是讓學生學習以編程的形式與編程機器人互動，這個階段主要針對高年級的學生。

（二）創設情境教學環境，直觀呈現抽象問題

現階段，小學生知識儲備不足，接觸的計算機知識也相對較少。教材關于計算機的描述大多是抽象的，這影響到了學生學習的興趣，加之在以往的信息技術教學模式下，課堂氛圍不夠活躍，這些都導致學生的學習主動性較低。人工智能技術在小學信息技術教學中的應用，能夠為學生創設一個良好的學習環境，使抽象的知識以更直觀生動的方式呈現出來，是提升學生理解能力的有效途徑。例如，教師在指導學生學習制作詩集封面時，可以借助人工智能技術為學生展示相關的圖像，引導學生表達自己的想法，再利用虛擬機器人展示制作封面的相關信息技術，激發學生實踐的積極性，讓人工智能技術在教學中得以充分應用。

（三）制作多樣游戲活動，引導學生小組合作

眾所周知，游戲能夠快速吸引學生的注意力，也能讓學生迅速投入學習。在信息技術課程的教學中，當教師將游戲活動與課程內容進行整合后，學生會自主進行信息技術知識的探索和學習。而當前創客產品的升級改造逐漸趨向于智能化，很多產品逐漸向智能化發展，例如無人駕駛設備、斯泰姆的奇樂方和小貓科技等都能為學生帶來豐富的學習體驗，也能夠快速讓學生完成智能項目。但是，單純地讓學生進行學習，很難調動學生的學習動力，難以讓學生自主參與到學習活動中。對此，教師需要提高對智能化游戲教學的應用，確保學生智能學習的硬軟件設備充足，同時開設專門的課程教學，借助智能編程平臺，使學生們在智慧教學中感受人工智能的魅力，更加主動地進行學習。

（四）尋找智能學習載體，有效落實人工智能

隨著智能化趨勢的發展，許多軟件的開發、升級和改造也融入了人工智能的元素。學生可以通過使用智能化軟件來完成人工智能項目，從而實現對人工智能技術的學習和掌握。同時，這些軟件也會基于大數據算法，根據學生的思維結構和學習特點等為學生提供循序漸進的課程，幫助學生掌握基礎的人工智能技術。因此，在人工智能的背景下帶領學生學習時，教師要發揮智能化平臺的優勢，為學生尋找適合的學習載體，促使學生有效落實對信息技術學科的學習。例如，小貓科技就是時下較為流行的平臺，該平臺能夠對人工智能知識進行直觀化的處理，為學生創造簡單易學的環境。學生可以在這一學習平臺上進行簡單的操作，獲得模型，從而完成對人工智能知識的深度學習，如“石頭、剪刀、布”的游戲，學生可在后臺完成模型創建，與機器進行比賽。基于這一載體，學生能夠感受到人工智能的魅力，并獲得學習的成就感，樹立學習信心，更為主動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

科技的發展，讓人工智能技術走進千家萬戶，許多學生的家中也都安裝了智能化的產品，人工智能讓生活的方式變得更加簡單、便捷和舒適。然而，在目前的信息技術課堂上，許多教師在將人工智能技術引入課堂時，總是有意無意地割裂現實生活與人工智能技術之間的聯系，單純地讓學生學習人工智能基礎知識，以至于學生難以體會到人工智能技術的實用價值，最終會降低其學習人工智能技術的積極性。對此，為了提高學生學習人工智能技術的動力，使學生認識到人工智能技術與現實生活之間的密切聯系，教師有必要借助視頻、圖片等形式創設生活化的學習情境，調動學生的生活經驗，拉近學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案例。現如今，許多家庭都開始應用智能化的家居設備，讓家庭生活模式向著智能化的方向發展。課下，教師可先搜集家居智能化的視頻、圖片等素材。在實際的教學中，教師可先為學生播放視頻，以便學生在富有生活氣息的畫面中調動自身的生活經驗。隨后，教師向學生提問“視頻中呈現的畫面是否熟悉呢？你的生活中有哪些產品是智能化的呢？”等問題，促使學生結合視頻聯想自己的生活情形。在學生做出回答后，教師再以學生的答案為切入口，進一步為學生介紹智能家居背后的信息技術原理，增強學生的信息素養。這樣，在未來的生活中遇到智能化的家居時，學生也可以基于專業的角度理解背后的技術原理，發展計算思維。

教師主動地進行生活素材的收集，再為學生呈現生活化的學習情境，能夠有效拉近信息技術課程與學生之間的距離，促使學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的理解。

（六）充分尊重學生差異，促進學生個性成長

受到學習背景和學習經歷的影響，學生之間具有較大的差異性，這一差異性不僅體現在學習能力上，還體現在學習興趣上。在為學生介紹人工智能技術時，教師能夠發現，面對相同的人工智能技術，不同學生表現出的學習態度和學習效果呈現出較大的差異，有些學生表現得興致高漲，而有些學生則表現得興致缺缺，長此以往，學生之間的差距將會越來越大。人工智能技術的內容是豐富多樣的，教師可以為學生創建個性化的學習活動，鼓勵學生選擇自己喜歡的學習方向，以便學生在自己感興趣的人工智能技術中釋放全部的熱情，全身心投入對人工智能技術的學習中。

例如，表情識別、語音識別等都是人們日常生活中常見的人工智能技術，但是，當教師任選其一時，很難調動全體學生的積極性。這時，教師便可以為學生搭建高度自由的學習環境，讓所有學生根據自己的喜好，選擇自己喜歡的學習方向。此外，教師也不要將教學的內容限定在表情識別、語音識別等范圍內，而要鼓勵學生發散思維，尋找更多自己感興趣的人工智能技術。比如有的學生對智能導航感興趣，有的學生對機器人感興趣，對此，教師就要鼓勵學生，讓學生沿著自己感興趣的方向進行研究。在學生自主探索、自主學習后，教師可將學生劃分為若干學習小組，引導學生在組內分享自己學習到的內容，促使學生在共享彼此的學習成果中進一步豐富自身的知識面。

教師尊重學生之間的差異性，為學生創建相對自由的學習空間，能夠讓學生沿著自己喜歡的方向，對人工智能技術進行探索，讓學習熱情在課堂上得到充分的釋放。

結語

綜上所述，人工智能已成為當前主流技術之一，也是信息技術的重要組成部分。在信息技術快速發展的背景下，將人工智能技術引入小學信息技術教學中，可以引導學生自主探索人工智能，為學生創建一個良好的學習環境。教師可以通過應用算法，將人工智能技術更靈活地應用于課堂中，滿足學生對人工智能學習的需求。

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