智能素養視域下人工智能在小學信息技術教學中的應用

項琴燕 浙江省寧波市北侖區實驗小學

●智能素養

“智能素養”是近幾年基于人工智能時代背景而衍生的概念，“智能素養”在學術界的定義尚未統一。《人工智能思維與人工智能素養的認識》中提出：人工智能作為有一定獨立學科性質的課程，其核心培養目標應為“人工智能素養”，人工智能素養也應包含意識、思維、方法、創新應用、人工智能倫理等方面內容。[1]《人工智能時代中小學生智能素養框架構建及其培養機制探討》一文中提出從智能意識、智能態度、智能倫理、智能知識、智能技能、智能思維、智能創新七個維度構建智能素養金字塔模型（如右圖）。[2]

●教學實踐

筆者將人工智能技術應用于傳統教學，從“自言語言處理（AI寫詩）、語音識別技術、文字識別技術”三個方面，把具有“內容相近，工具性明顯，實踐性強”的教學內容與人工智能進行有效整合，圍繞“智能素養金字塔模型”的七個維度，構建現有課程與人工智能教育的聯系，擴展延伸人工智能前沿知識與內容，從而實現在現有信息技術課程中滲透人工智能教育的目的。

案例1：AI寫詩創新詩畫創作

四年級的《給詩配畫》是一節綜合課，教學內容為：用“寫字板”和“畫圖軟件”形成一幅“詩配畫”圖。本課將人工智能中的“自然語言處理技術”應用于課堂。自然語言處理是指計算機分析和處理人類自然語言的技術，包括機器寫作、機器翻譯等。本課通過人工智能創新寫詩，可分兩種形式進行。

形式一：AI寫詩學生作畫。

①進入人工智能詩歌寫作平臺，選擇詩歌樣式，如七言絕句；②在輸入框里輸入關鍵詞，如陽光；③單擊“作詩”（幾秒就會寫出一首有關陽光的詩）；④單擊“換一首”（同一個關鍵詞可以作出多首不重復的詩）。

形式二：看圖寫詩大比拼。

人工智能“詩人”微軟小冰看圖寫詩非常流行，教師在不改變教學目標的前提下，將教學內容順序進行調換，改為“畫配詩”，并將學生寫的詩和人工智能寫的詩做對比。①學生寫詩：打開第1課時的畫，根據畫中的元素作一首詩，記錄在“寫字板”中。②AI寫詩：打開網站“少女詩人小冰”，上傳畫的圖片。人工智能寫的詩和學生寫的詩的對比如表1所示。

表1

從詩意上看，小冰創作的都是現代詩歌，和學生的詩歌相比，缺少了具體的情感態度，詩歌沒有故事性，用意象詞較多，意境比較朦朧。而學生創作的詩歌通常前后句子互相關聯，具有故事性、趣味性，能體現情感。

案例2：語音識別助力文字輸入

四年級的《計算機寫作》一課要求學生在Word中寫一篇作文，平時學生多以鍵盤拼音輸入，而“語音識別技術”能讓字句直接“讀”入計算機。為了更好地體驗人工智能支持下的語音輸入法，教師要求學生寫一篇以中文為主，中間穿插英文的作文，因為語音識別不僅能識別普通話還能識別多地方言及多種外語，此外還增加了翻譯功能。

通過本課的學習，旨在讓學生在日常學習生活中，不僅能選擇適合自己的輸入法高效地完成各項事務，還能盡可能地發揮輸入法強大的功能解決更多的問題，即能有智能意識和智能思維。

案例3：文字識別解決文檔錄入

四年級的《匯編作文集》一課要求學生把紙質作文錄入到Word中進行編輯。人工智能中的“文字識別技術”可以解決問題。文字識別技術就是計算機能根據字符的特征，將其識別并轉換成可編輯的文本。

課上教師提供三種文字識別的方法：①百度AI開放平臺；②轉易俠OCR文字識別；③搜狗輸入法智能助手圖片識別。

文字的識別率受拍照環境、分辨率、字跡清晰度等因素的影響。本次體驗活動，教師用同一部手機在同樣環境下拍攝手寫作文，發現手寫文字的識別率以字跡為最主要因素，教師將字跡最清晰和字跡最潦草的兩份作文所識別的字數進行計數得出識別率百分比。本課的教學內容是文檔的修改，將識別后的文字復制粘貼到Word中，教師對識別錯誤部分進行文檔修改教學，并分別對字跡清晰和字跡潦草的學生完成修改進行計時（如下頁表2）。通過分析表2可知，除了搜狗輸入法的圖片識別工具對潦草字跡識別率較低外，AI開放平臺和專業OCR軟件的識別率都比較高，修改時間均比直接用拼音輸入短，大大縮短輸入用時，為后期的文檔修改和編輯提供了極大的便利。

表2

本課文檔修改和編輯是教學重點，而文檔錄入是前提，此時應用文字識別技術恰到好處地解決了大量文檔錄入這一實際需求，讓課堂教學更加高效，也讓學生切身感受了文字識別技術的價值和人工智能帶來的便捷，形成了初步意識，萌發了應用人工智能解決需求的動機。

文字識別技術在生活中還有許多應用，如識別車牌號、票據、證件等。教師可根據實際情況進行拓展延伸，讓學生掌握用文字識別技術解決實際問題的方法和能力，培養智能思維和技術。

●收獲與反思

1.收獲：課程環節與智能素養框架表

經過多次案例實踐，筆者梳理了教學過程中融入人工智能的各個環節，結合智能素養，歸納總結出基本的框架結構，如表3所示。

表3

2.反思：人工智能融入課堂的關鍵

人工智能不僅僅是工具，也是重要的教學內容。在人工智能時代，傳統的教學內容和教學方法仍然是非常有價值的，關鍵在于教師應當關注人工智能與教學策略的深度融合，將智能技術以更加靈活和創新的方式應用到教學中，以豐富教學資源、創新教學內容、提高學生學習的體驗性與探索性，從而更好地賦能學生的學習與發展。[3]