人工智能時代小學信息科技教師教學挑戰分析

□福建省寧德市霞浦縣實驗小學 蔡桂妹

在小學信息科技課上引入人工智能教育技術，能夠將抽象的教學內容以生動的形式呈現出來，有利于提高學生學習興趣和教學的效率，同時也對教師的信息素養提出了更高要求。立足小學信息科技教師的教學現狀，采取多措并舉的方式，促使教師適應智能化的教學環境與要求，全面推進小學信息科技課教學的改革。本文主要對人工智能時代小學信息科技教師教學挑戰和改善對策進行闡述，希望對教師的教學能力提升起到積極參照作用。

教師是學生發展知識技能和素質的重要媒介，教師的職業素養和教學能力，直接影響了教學質量和學生的發展。尤其是在人工智能時代背景下，社會發展對信息人才的需求更高，使得傳統小學信息技術課教學模式和內容的滯后性等特點突出，需要教師具備一定的信息素養，靈活運用人工智能技術設計適合學情和教學目標的教學方案，從而實現教學效果事半功倍。

一、人工智能時代發展對信息科技教育的要求

在現代科技和社會經濟發展的帶動下，人工智能技術有了質的飛躍，發展勢頭正猛，在各行業領域有了廣泛的應用。人工智能技術的功能強大，包括邏輯推理、符號計算、模式識別、機器翻譯等功能，是推動醫療和工業、教育等領域現代化發展的重要支撐。我國重視先進科技的大力發展，并將人工智能產業逐步提升至國家發展戰略層面。但實際上，我國人工智能技術在算法、算力等方面，與國外先進國家相比，仍存在較大的差距，華為芯片生產和采購受限等社會事件是最直接的體現。打破科技壁壘離不開高端人工智能人才的支撐，在此背景下，信息科技學科的教育地位隨之提升，新課改強調加強中小學生信息科技教育，以滿足社會發展對科技人才的需求。在信息科技課上引入人工智能技術，能夠有效灌輸信息科技基礎知識，更利于調動學生學習信息科技的積極性，使其意識到學習信息知識技能的重要性，全身心地投入至信息科技學習中。這一舉措為信息科技人才的培養奠定堅實的基礎。為實現這一目標，就需要教師靈活轉變學生學習引導者、課件設計者、人工智能技術學習者等角色，積極為小學信息科技教學改革和人才培養助力。

二、人工智能時代小學信息科技教師的教學挑戰

教師的專業水平是其教學設計及實施、反思等能力的集中表現，其中教學設計能力是重要的前提與關鍵。針對小學信息科技學科的教學設計，需要教師整合學科情境與教學設計的一般理論，形成指導具體學科教師設計教學的原則、模式、操作程序、方法等。在課堂教學觀察和教學設計比賽等實踐中發現，小學信息科技教師的信息素養水平參差不齊，適應人工智能時代下新教學環境和要求的能力不足，導致教學設計存在諸多問題，不利于學科教學的改革和學生的全面發展，具體表現為：一是小學信息科技教師對教學設計的統籌規劃和系統考慮相對缺位，在知識技能方面，相對于學科知識整體之間的聯系，更注重知識點的設計；在單元教學設計方面，只是簡單的疊加單元課程；教材重構的能力不足，對利用現代教育技術突破教學重難點方面的關注度低；忽視學生之間的個體差異，不關注學生的學習基礎與生活經驗等方面；圍繞教學目標與內容、策略、評價等決定性要素展開整體設計的能力不足；教學設計的撰寫方面，存在形式化的傾向、教學目標虛化、可操作性不強等問題；未設置連續性的教學情境，忽視學生的思維啟發；教學反思意識和能力不足。二是教師學習先進教學經驗，不斷優化教學設計的意識不足，未引入人工智能時代下先進的教學模式，對新型教法的掌握和運用不靈活，導致課堂教學設計缺乏可行性、具體化、先進性等特點，無法滿足學生在人工智能時代下的個性化學習需要。

三、人工智能時代小學信息科技教師的轉型策略

（一）實行“研訓教”一體模式

首先，深入調研和分析教師在人工智能時代下，在專業發展、教學設計等方面的問題。通過日常聽課、教學比賽、評課、磨課等多種途徑，了解教師在專業發展和教學設計、學科知識等方面的需求及困惑。本著具體問題具體分析的原則，采取針對性的措施精準地解決問題。教師的問題體現在學情了解不全面、教學目標設計照搬照用、無法擺脫教材的照本宣科、未及時總結與提升實踐經驗、無法利用先進的教學理論指導教學實踐等方面，使其與專家型的教師存在較大的差距。

其次，對小學信息科技教師展開全區范圍內的學科教學設計能力行動研究。通過對比研究的方式，調動一線教師參與研究過程的積極性，加強各片區、各教齡、各學科間教師的交流，分享教學設計文本和課堂教學、專業成長等方面的經驗，實現取長補短和優勢互補。以研究帶動培訓，在多維交流中形成互相學習、互相幫助的良好氛圍，搭建學習共同體。采取分組的組織形式，讓教師自主發現問題，借助優勢差異使其自主學習，調動教師工作的潛能和主觀能動性，使其盡快具備與時俱進的意識和能力。

最后，系統性培訓計算機基礎、以人工智能為代表的前沿知識與技術、教學設計的教育類原理性知識等方面的內容。一是立足教學實踐問題，組織教師學習教學設計理論的前沿發展內容，包括建構主義和面向理解的教育學、促進認知發展等方面的教育理論，引導教師利用先進理論發現、分析和解決教學設計中的問題。二是組織教師學習計算機及網絡的相關知識，掌握并應用人工智能的相關技術，了解圖形化編程與Py?thon等編程知識技能，提高教學質量，滿足社會發展對人才的信息素養要求。教師要加強對學科本質的了解，將教學設計的教材分析、學生分析、教學目標的制定、教學策略等一般過程模式，深入整合進學科課程特征，指導教師合理規范的設計教學方案，通過帶動教師學科教學設計水平的提升，促進其專業發展，以適應教師日常教學與自主學習等專業發展的需要。

（二）采用全新的教學方式

1.搭建智能學習平臺。

AI 等技術在人工智能時代的廣泛運用，離不開編程的支持，唯有加強對編程知識技能的學習，才能實現人工智能技術的有效利用。神經網絡算法、機器學習算法是編程學習的關鍵所在，利用這兩種算法可滿足人類與計算機有效溝通的需求。作為一名小學信息科技教師，需合理運用編程技術構建編程教學體系，搭建智能學習平臺。以六年級編程為例，首先要根據學情和教學內容，合理創設教學情境。在新課導入環節引入游戲情境，激發學生的學習熱情，更適用于高年級的小學生。其次，實施并指導Scratch圖形化編程，通過學習引導學生樹立編程思維，利用編程解決相關問題，實現所學知識的吸收內化和觸類旁通。再次，設置學習項目或任務，并展開項目測試工作，根據基礎層次提出封閉性、半開放性、開放性的問題，發展學生的整體性思維、糾錯能力、分析能力和判斷能力等綜合素養。最后，利用問題檢驗學生對算法的掌握程度，發展學生的總結和分析、列表等能力。學生學習算法知識后，可利用編程的形式與機器人進行互動。

2.“人工智能+”翻轉課堂。

小學生具有好奇心重、探究欲強的學習特點，為了培養學生參與信息技術知識學習的積極性，教師采用“人工智能+”翻轉課堂的教學方式，依托豐富的教學資源調動學習興趣，依托豐富的教學情境發掘學習潛能，使學生帶著問題融入情境，保持高漲的學習熱情，在探究中加強對知識的理解記憶。如在學習“制作詩集封面”相關內容時，教學目標是掌握制作藝術字的方法并學會修飾藝術字；掌握制作自選圖形的方法并學會該圖形的修飾方法，學會設置圖片的疊放順序；提升學習信息技術的興趣。教學中，教師首先利用“人工智能+”，從網上選擇一些關于詩集封面設計的優秀作品。將這些作品在課堂上一一展示，吸引學生的注意力，營造歡快的學習氛圍。學生在觀察作品時，教師需圍繞學生學習的需求點和興趣點設計問題，如“這些作品是怎樣設計出來的呢？”“這些作品有沒有打動你呢？”“如果你是一名設計師，你會怎樣去設計呢？”依托問題驅動學生思考本課學習的重難點內容，提煉藝術字設計的方法和技巧，包括選擇字庫、編譯藝術字文字、修改字體和字號等。然后利用人工智能技術導入“設計師設計詩集封面”的工作情境，特別是注意展示情境中客戶對封面藝術字的設計質量提出的要求，配合播放相應的微課視頻展示藝術字的制作流程，啟發學生練習操作。在信息技術課堂上，教師要注意利用問題激發學生思考的積極性，指導學生認真分析問題，借助人工智能技術分析和解決問題，使學生明確地認識到人工智能技術的重要性。

（三）突出學生主體地位

1.任務驅動法。

迎合學生的好奇心和探究欲，在信息科技課堂上引入任務驅動教學法，以做任務的方式加深學生對信息科技知識的理解。創客式產品在升級改造過程中，逐步向著智能化的趨勢發展。唯有讓學生掌握更多信息科技相關的專業知識技能，才能快速高效地創作出智能項目。作為一名小學信息科技教師，要充分發揮學生的學習主體作用，讓學生在自主學習、合作探究、討論交流、分享心得中實現對知識技能的內化吸收。在開展任務教學時，教師首先設置任務清單，要求學生圍繞清單上的知識內容進行深度學習。然后根據學生任務完成的程度和情況做出教學總結，以學生學習中遇到的問題為切入點，展開新課的理論知識講解和實踐操作活動。整個教學過程中任務的設計與實施至關重要。通常情況下，設計的任務內容既要體現對前一節課知識的復習，也要體現新課的學習任務。要合理地設置任務難度，保證大部分學生都能按時準確地完成。可以適當提供一些有梯度、有難度的任務，引導學生在闖關挑戰中收獲學習熱情，挖掘學習潛能。如在“迷宮游戲”的教學中，教材分析了小貓走迷宮游戲的性質，讓學生了解到這是一種按鍵類的游戲，通過按鍵控制角色在舞臺中行走。為了使學生準確理解本課知識，教師先以人工智能技術演示“迷宮游戲”的操作過程，通過列知識清單的方式指導學生認識“迷宮游戲”的運作機理。然后將“迷宮游戲”的程序設計分解成腳本編寫、“計時器”等若干個項目，讓學生逐一進行探索學習，加強他們對程序功能的理解和應用。學生有在生活中玩迷宮游戲的體驗，加上文本閱讀能力和抽象思維能力正在逐步增強，依托教師的提問、小組的討論鼓勵學生總結出更適合更精簡的方法，強化其認知水平，進而深入理解“迷宮游戲”程序設計的功能和過程。同時教師要注意加強對學生在游戲設計中的文明用語等問題的規范，充分發揮學生發展的引導和啟發等作用。

2.小組合作交流。

教師組織學生成立小組學習單位，推動其在合作探究中積極參與學習活動，搭建學習共同體，提高學習效率。組織學生參與創作和設計等活動，檢驗學生對知識的掌握情況。小組合作學習模式，有利于發展學生學習的潛能和主觀能動性，提供給學生展示和表達自我的機會，強化學生的信息科技專業知識，提高了學生的綜合素質。如在學習“人工智能在身邊”的相關內容時，教師布置“掃地機器人有什么功能”“什么是人工智能”“生活中有哪些地方用到語音識別輸入”“你在哪里見過人臉識別技術”“機器人有哪些智能部分”“暢想在人工智能技術大發展的時代，未來的教室會變成什么樣子”等問題串，先讓學生進行獨立思考，形成自己的觀點，然后讓學生進行小組合作交流探討，在思維碰撞和集思廣益中獲得完整性的結論，拓展學生的學習思路，確保其深度學習。采取小組互評的評價方式，引導學生反思學習過程和表現，發現對方的優點和長處，實現取長補短和優勢互補。

3.展開實踐教學。

依托現代信息技術開展綜合實踐活動，有利于發展學生的知識技能，學生在探究和創新活動中充分展示自我，更利于促進學生的個性發展。如“創設導航集作品”綜合活動，活動主題是創設導航并添加切換效果、集成作品，活動圍繞案例《清新福建?魅力八閩》的集成、優化和完善展開。在合作探究中掌握超鏈接的概念，使其學會利用超鏈接的方式創設導航，用幻燈片添加切換效果。根據需要設置切換效果屬性，根據創新活動的要求集成演示文稿作品。教材從生活中導航應用的場景出發，讓學生感受演示文稿中導航的魅力，即在不同的展示內容之間跳轉。學生通過創設導航，集成作品實踐探究，掌握創建超鏈接與添加切換效果的方法，全局性地檢查演示文稿，發現和解決作品中的不足與問題。在探究活動中，教師要從超鏈接的定義與對象分析出發，引導學生動手探究創設超鏈接的步驟，通過類比超鏈接與導航的功能，構建思維導圖厘清演示文稿的內容結構，提煉主題內容，借助超鏈接方式制作導航條。同時教師要從演示的目的出發，讓學生感受切換效果在增強演示文稿中的表現力方面的作用，填寫活動記錄單，使其理解切換效果與頁內動畫的不同點。在活動中研究添加切換效果的方法，通過對作品的播放、演示和試講，引導學生欣賞和評價作品，發現作品的不足。創新活動中，教師要創新活動任務，引導學生綜合運用添加切換效果、創建超鏈接等學科技能，集成演示文稿作品，發展學生集成演示文稿等方面的綜合能力。

四、結語

人工智能時代對人才的能力素質標準發生轉變，也對現代信息科技課程的教學有效性提出了更高要求，教師在教學改革方面的壓力和挑戰更大。立足教師的工作現狀，采取“研訓教”的一體模式，培養和提升教師的教學能力和工作能力。引導其運用全新的教學方式，構建高效課堂。