STEAM教育理念下小學人工智能課程教學初探

朱丹

（常州市廣化小學，江蘇 常州 213000）

隨著信息技術的飛速發展，學校信息技術教學也需要不斷與時俱進。小學作為學生成長的關鍵時期，是養成良好學習生活習慣和終身學習思想意識的重要階段，所以，教師應給予小學生正確的引導，幫助學生認識到目前的形勢以及學習信息技術的重要性。教師在教學中融入STEAM 的教學理念，不斷探索小學人工智能課程的教學模式，使學生能夠感受到全新的教學理念和教學內容，從而強化學生信息技術的學科素養，全面推進素質教育的核心價值觀，保障學生的學習能力與學習水平，以尋求“未來教育”的創新路徑。《教育信息化“十三五”規劃》提到，跨學科學習（STEAM 教育）、創客教育等新的教育形式可以促進學生的全面發展，學校教學工作對這些新的教學模式應給予重視并努力實施。當今在中小學，機器人教學模式是體現STEAM 教育理念的主要方式之一，如樂高機器人、mBot 汽車等。

一、STEAM教育概述

（一）STEAM教育的內涵

STEAM 代表了科學、技術、工程、藝術、數學。所以，STEAM 教育理念是指一種科學、技術、工程、藝術、數學多領域融合的綜合教育。與傳統教育理念不同的是，STEAM 教學理念更為注重學生的實踐過程，是一種超學科教育理念，需要教師將各方面理念進行融合，從而實現教學的目標。所以，在素質教育普及、推行提升學生綜合素養的當下，STEAM 的教育理念是非常適合提升學生核心素質的一種方式。因此，在教學中，教師也應注重將理念與教學進行融合，從而達到素質教育的教學目標。

（二）STEAM教育價值解讀

STEAM 教育理念的出現突破了傳統教學的模式，從單一的學科教學發展為綜合運用多學科的知識，培養學生以創新思維和實踐方法解決問題的能力。所以，STEAM 教學理念的出現也為小學信息技術的教學賦予了更加深厚的教育價值。

第一，STEAM 教育理念有助于推動學生創新能力的提升。素質教育背景下，創新能力是學生成長發展所應具備的一項能力素質。教學中，教師需要打破傳統教育模式下的教學方式，使學生在學習中逐漸學會總結經驗，發現學習的樂趣，從而能夠成長為社會有用之才。通過將STEAM 教育理念融入教育教學中，為學生提供全新的教學模式，幫助學生在學習中不斷突破，利用有限的學習知識和學習環境達到理想的學習效果。創新能力是學生必備的，教師應良好地融合教學理念，全面培養學生的創新能力，促進學生健康發展。

第二，STEAM 教育理念有助于學生實踐動手能力的提升。在傳統教育過程中，教師大多僅是將教學知識的傳授作為教學的重點，忽略了實踐操作能力對于學生的重要性，也從根本上限制了學生的全面發展。所以，通過STEAM 教育理念的滲透，使學生能夠通過實踐學習到知識，并在實踐中促進學生的發展，這也符合素質教育的要求，使學生逐漸在實踐中體驗真知。STEAM 的教育理念為小學信息技術的教學賦予了更多實質性的意義，也從根本上解決了傳統教育理念的弊端，為促進學生的全面發展提供了有效的教學保障。

二、人工智能課程概述

（一）小學人工智能課程的目標

2017年國務院頒發了《新一代人工智能發展規劃》，其中指出應逐步開展全面智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育，從而建設人工智能學科，培養符合時代發展的全面型人才。所謂小學人工智能課程是小學信息技術教學的一個分支，是指Artificiallntelligence，縮寫為AI 課程。小學階段的AI 課程是以機器人或編程為主展開教學，幫助學生初步認識人工智能，感知機器，認識機器，從而奠定一定的學習基礎，為之后的學習做好鋪墊。人工智能是一門龐大且復雜的科學，對于小學生而言具有一定的難度。但在小學階段學習人工智能課程已經成為一種趨勢，其教學的主要目的是為了幫助學生初步掌握人工智能科技，使學生能夠了解未來社會的發展趨勢，從而為學生提供更為廣泛的教育輸出，使學生能夠在關鍵階段學到更多的內容，為學生的未來發展奠定堅實的基礎。

（二）小學人工智能課程的核心內容

在當下，人工智能逐漸成為國際競爭的新焦點，全民智能教育項目也逐漸被推廣在義務教育階段中。關于小學生學習人工智能課程的重要性依舊存在著一定的爭議，調查表明，在39000 余名開發人員中，有26%的人是在5 歲到15 歲開始進行人工智能課程的學習，這也證明了在學生接受新知識的關鍵時期應適當地開展人工智能課程，以保證學生的學習進度和學生的創新能力。小學人工智能課程具體包括以下核心內容。

第一，提升學生學習與推理的能力。人工智能課程需要學生具有一定的思維能力，思維能力的提升能夠幫助學生解決實際生活中的大部分問題，使學生能夠在面對復雜問題時，將題目進行分解，分析已知條件，從而順利寫出解題步驟，通過良好的邏輯思維理順題目。所以，人工智能課程的開展是培養小學生邏輯思維能力的重要學科，也從根本上提升了學生分析問題的能力，從而促進學生解決難題、挑戰難題，全面提升學生的學習態度。

第二，改變學生對以往電子設備的錯誤認知。隨著時代的快速發展，電子設備在為學生的學習提供了便利的同時，也為學生的學習帶來了不小的弊端，大部分學生過于依賴電子設備，甚至出現厭學等不良現象。但是經過人工智能課程的學習，能夠有效降低學生對電子設備的依賴，使學生能夠將注意力轉移到人工智能課程的學習中，將主要精力放在鉆研課程中，從而改變學生的錯誤觀念，使學生能夠正確利用電子設備，為學生的未來發展奠定堅實的基礎。所以，小學人工智能課程的開展對于小學生而言有著積極且重要的意義，教師應進一步探索小學人工智能課程的意義，為學生營造良好的學習環境，全面培養學生，促進學生健康發展。

三、STEAM 教育理念與小學人工智能課程教育相結合的優勢

STEAM 教育理念深度融合了多學科的知識。在課堂上，學生可以采用合作、探究等多種學習方式，目的是培養學生的動手能力和創造力。人工智能教育為STEAM 教育提供了新的實踐平臺。學生構建和組裝零件，然后編程，使機器人最終可以完成相應的指令。因此，人工智能教育很好地體現了STEAM 教育的理念。而從人才戰略的角度來看，在中小學開展融入STEAM理念的人工智能教育，將推動人才向多元化方向發展，為國家建設提供人才支撐。

四、STEAM 教育理念下小學人工智能課程教學策略

（一）明確人工智能課程的學習內容

人工智能課程對于小學生而言是一種全新的學習內容，教師應做好教學的引導，帶領學生共同感知教學內容，為人工智能的教學課程融入STEAM 教育理念，使學生能夠從多方面初步了解人工智能的學習內容，從而為順利開展小學人工智能課程做好充足的準備。更好地落實小學人工智能課程的教學目標，離不開教師的基礎教學，因此教師應對小學人工智能的教學知識進行梳理，將人工智能課程中的知識點從多角度進行分解，從而為學生營造良好的學習環境，幫助學生奠定良好的基礎，以便于開展更為復雜的人工智能課程。

對此，教師應制定對應的人工智能課程的流程，幫助學生更好地了解人工智能課程的具體內容。教師可以設計“人工智能課程簡介”的教學模塊，通過多樣化的教學手段幫助學生初步了解人工智能課程。比如教師可以為學生播放“神奇的AI 世界”或者“AI 是什么”的介紹課程，使學生在視頻與教師的講解下，學習領會人工智能課程中所涵蓋的大致內容，從而幫助學生進一步理解知識、掌握知識。人工智能課程作為新型的教學內容，需要教師給予學生正確的引導，以引導學生初步了解人工智能課程。教師應在課堂教學中對于人工智能課程內容進一步進行探索，將STEAM 教育理念與人工智能課程有效結合，創設學習情境，促進學生全面發展。

（二）在生活中應用人工智能

在教師的引導下，學生已經初步了解了人工智能課程的學習內容，在此基礎上，教師需要進一步通過教學幫助學生感知人工智能課程，使學生能夠初步學習到簡單的人工智能知識，將之在生活中進行應用。所以在感知人工智能的過程中，教師可以帶領學生認識一些生活中的人工智能，以幫助學生感知智能、體會智能，進而學會智能。

對此，教師可以圍繞“人工智能在生活中的應用”這一主題帶領學生開展人工智能課程的學習，通過生活中的實際情況帶領學生共同感知智能的發展，從而幫助學生認識到智能在生活中的應用與重要性，激發學生學習人工智能課程的興趣。教師可以帶領學生認識生活中的識別軟件，幫助學生感受到科技為生活提供的便利。例如微信中的“搖一搖”是最原始的一種識別軟件，人們可以通過搖一搖的動作簡單識別當下環境中所播放的歌曲或電視，又或者是聽歌軟件中的“聽歌識曲”功能，抑或是視頻軟件中掃描識別人臉的功能，都是利用人工智能系統進行識別和優化。不僅如此，教師還可以帶領學生真正感受生活中的人工智能，使學生能夠對人工智能的應用研究進一步地理解，從而通過教師的引導幫助學生理解復雜的知識。教師應做好教學的主導工作，通過STEAM 教學理念的融入，使學生在科學、技術等方面進一步完善知識，從而加速學生對人工智能知識的理解，完善學生的整體認知。

（三）開展實踐，完善認知

STEAM 教育理念的精髓即是培養學生的創新實踐能力，所以在小學人工智能課程的教學中，教師應適當地帶領學生開展實踐教學活動，以培養學生的學習能力，使STEAM 教育理念與小學人工智能課程有效融合，從而進一步完善學生對人工智能課程內容的理解與掌握。

對此，教師可以帶領學生開展實踐課程，使學生能夠通過動手操作進一步了解人工智能的實踐操作，從而完善學生對人工智能的認知。以“智能燈”的教學為例，為了保障學生樹立正確的學習觀念，教師可以鼓勵學生多思考、多實踐，使學生能夠通過自身的努力完成本節課的學習。教師可以鼓勵學生先通過思維導圖等可視化工具列舉制作“智能燈”所需要的內容，將制作思維通過工具整理出來，以保障學生后續的制作。爾后再要求學生根據整理的條件，選擇對應的軟件進行制作，使學生保持清晰的思維，圍繞“智能燈”開展設計。學生是學習的主體，教師應在教學過程中做好引導，使學生能夠在教師的引導下選擇正確的制作方法，從而進一步提升學生的實踐能力，完善STEAM 教育理念在小學人工智能教學中的應用。

（四）定期鞏固，總結經驗

任何一種學習模式都離不開定期地鞏固復習，人工智能課程的學習同樣也離不開學生的鞏固復習，只有定期鞏固才能夠幫助學生總結學習經驗，從而更好地踐行STEAM 的教育理念，保障學生的全面發展。但是小學生的學習經驗不足，缺乏復習的學習意識，教師應做好正確引導，帶領學生進行鞏固總結。教師可以通過定期開展人工智能課程將學生學過的內容進行梳理，形成思維導圖，再根據學生的疑問給予學生針對性的幫助，減少學生的困惑，提升學生的整體發展水平。鞏固整理小學人工智能課程，在教學中也具有促進掌握知識的作用，教師應結合學生的具體情況，使每位學生形成屬于自己的經驗總結，從而使學生能夠在科學、技術、工程、藝術、數學等多方面得到優化提升，全面推進STEAM 教育理念在小學人工智能課程中的應用。

綜上所述，在目前的教學環境中，人工智能課程依舊存在一定的教學困境，教師仍在不斷探索教學手段，幫助學生不斷優化人工智能課程的內容。教師應合理關注學生發展的關鍵時期，基于STEAM 教育理念，將教學理念和教學內容有效結合，使學生能夠接受并掌握有關人工智能的知識，為小學人工智能課程的教學奠定基礎，從而全面促進學生發展與成長。