小學信息科技教學中人工智能的運用

隨著經濟的發展與社會的進步，我國科技發展水平不斷增強，具有創新性與實效性的科學技術逐漸運用在各行各業，為人們的生產生活帶來新的發展機遇。教育是國家發展大計，科技水平的提升推動了教學模式的創新與教學手段的發展，當前信息技術被廣泛應用于教學中，智慧化、數字化課堂也逐漸走向教學實踐中，推動教學質量與效果的顯著提升，促進我國教育事業的穩步發展。

小學階段，信息科技學科作為一門具有理論性與實踐性的學科，是培養學生信息技術素養的重要路徑。因此，信息科技的教師也要樹立創新意識，結合當前信息技術發展趨勢，不斷推動教學模式的發展與變革。當前，人工智能技術發展迅速，已成為社會中最具影響力與潛力的領域之一，特別是在中小學階段的教育工作中，人工智能的合理運用有助于提升教育質量，培養當前社會所需的創新型人才。基于此，文章圍繞著“小學信息技術教學中人工智能運用”這一主題，詳細論述人工智能在小學信息技術教學中的應用意義、現實困境以及具體的實踐路徑，通過優化教學情況，讓小學信息科技教學迎來新發展。

一、小學信息科技教學中人工智能的應用意義

（一）提高教師的教學素養

人工智能在小學信息科技教學中的應用，既實現了課堂模式的變革，豐富了教學資源，又在很大程度上推動了教師教學素養的發展。要想讓人工智能的應用更具實效性與創新性，教師要基于現代化教育理念下，從全方位、多角度了解人工智能技術的類型及其主要特點、應用價值，深研教材內容，找到人工智能應用的恰當切入點，確保其與教學活動深度融合，以此來取得理想化的教學效果。而要想實現這一目標，教師要不斷加強學習，深化對教學內容的理解與認識，不斷提高自身的信息素養，使人工智能真正發揮效用。以先進的語言模型人工智能系統GPT-4為例，教師可以在掌握其使用方法的基礎上，使其成為教學輔助工具，將其運用于備課工作、課堂講授、教學評價等多個環節，提高教學質量，提升教學效率。同時，教師還可以用GPT-4拓展自己的視野，實現專業能力與水平的提高。

（二）促進教學結構的優化

小學階段是學生培養信息素養基礎的關鍵時期，因此需要格外重視教學質量，為學生未來的信息科技學習之路順利發展創設條件。縱觀當前的小學信息科技課堂不難發現，由于受到課時限制以及傳統教育理念的局限，一些教師在教學過程中存在重視理論講解、輕視實踐操作的具體問題，同時教學內容與學生操作內容的安排局限于教材，存在一定的落后性，沒有與當前信息技術的發展相融合，并不符合新課程改革的具體要求。信息科技課程教學的目的不僅在于幫助學生了解信息技術，更在于培養其信息素養。基于此，教師要改變傳統教學零散化、缺乏邏輯性等問題，提高教學結構的邏輯性。也正因如此，人工智能的應用就顯得尤為重要，能夠在很大程度上突破課堂教學時間與空間的限制，促進學生課堂內外的高質量學習。不僅如此，人工智能技術還能根據不同學生的具體學習情況制定有針對性與個性化的學習方案，讓每一位學生都能按照自己的學習節奏學習信息科技，促進教學結構的優化發展。

（三）增強學生的思維能力

在小學信息科技教學中，學生的思維能力很大程度上影響教育的質量與效果，這也是培養學生信息素養的先決條件。在小學信息科技教學活動中，學生的認知能力、思維發展水平有待提高，因此在學習抽象化的知識時容易陷入學習困境。與此同時，小學階段的學生想象力豐富，容易對新鮮事物產生濃厚的學習興趣。基于此，教師運用人工智能順應小學階段學生的學習特點。例如，小學生的思維主要以想象思維為主，教師可以讓人工智能進課堂，為學生創設虛擬的學習情景，既提高學生學習興趣，又符合學生的學習情況。不僅如此，人工智能技術的應用還可以讓學生基于實踐，更好地掌握編程知識與人工智能算法，促進學生的質疑精神、驗證能力與科學創新能力的全面發展。除此之外，人工智能還能讓學生更好地了解當前科技行業的發展趨勢，初步確定未來的職業方向，培養學生的職業發展意識。

二、小學信息科技教學中人工智能的應用路徑

（一）利用人工智能，豐富教學資源

課堂是學生進行學習活動的主要場所，也是學生培養信息素養的關鍵環境。在傳統信息科技課堂上，教學資源存在單一性與滯后性等問題，導致學生難以全身心投入學習活動中，教學環境也無法激發學生的學習興趣。在此背景下，人工智能技術的融入尤為重要且必要。人工智能實際上與我們的生活息息相關，融入我們生活的方方面面。教師可以立足這一要點，激發學生對人工智能的探索欲與求知欲，充分發揮人工智能的輔助作用，為學生創設良好的學習環境。

以閩教版小學信息科技三年級中《信息技術真奇妙》的教學活動為例。在教學實踐中，教師可以充分發揮人工智能的智能教學系統作用，通過智慧化平臺對全班學生的學習成果與學習狀態進行精準化與即時性的呈現，幫助教師調整教學模式，有針對地進行教學設計，讓教學流程個性化。首先，教師可以在教學活動的導入環節設計問題：“同學們，你們生活中有哪些情境運用到了信息技術？你覺得信息技術在我們的生產生活中起到了怎樣的作用？”通過提問引導學生調動生活經驗，激發學習熱情。其次，教師可以利用智能教學系統篩選整合出所需的教學資源，讓學生直觀感受信息技術在生活中的具體應用，既展示教材內容，又開拓學生的思維與視野。再次，教師可以讓學生就所學內容進行提煉與總結，實現知識的內化與吸收。教師可以播放信息技術發展為主題的紀錄片，讓學生直觀地感受信息技術的意義與作用。最后，教師可以就信息技術中的人工智能，引導學生更為深層地討論與探究，幫助學生感受人工智能的具體應用，教師可以根據學生的討論結果引導學生對人工智能中圖像識別、語言處理、機器識別等類型分類，激發學生的學習興趣與探究欲望，也讓學生建立對人工智能概念的初步理解。

（二）巧用人工智能，突破教學困難

信息科技的知識存在一定的抽象性，導致學生在學習中存在一定的困難，阻礙教學質量與效果的提升。基于此，教師可以根據學生當前學習意識、思想觀念形象化階段的具體特點，引入人工智能技術，通過形象化的方式進行授課，加強學生的理解，提高教學質量，從而克服教學困境。

以閩教版小學信息科技三年級上冊《計算機部件我愛護》的教學活動為例。首先，通過對教學目標的分析，教師明確這一課的教學目的在于讓學生加強對計算機結構、功能與作用的了解與認識。其次，結合教學經驗進行總結與分析，確定教學重點與難點為計算機的結構與作用。基于此，教師在開展教學活動時可以先發揮人工智能技術的優勢，為學生展示計算機的相關歷史內容，并且提出問題：“什么是計算機？”由此來引發學生的思考。在完成基本內容的教學活動后，教師可以利用人工智能技術實現教學內容的可視化，讓學生能跟隨教學視頻逐步認識計算機的五個部分。這樣的教學設計既適應學生當前的思維特點，又能加強學生對所學知識的記憶，從而克服教學困境，實現教學效率與質量的提高。

（三）開創創客教育，啟蒙人工智能教育

在人工智能融入小學信息科技的教學工作中，教師既要發揮人工智能的作用，又要激發學生對人工智能技術的興趣，通過教學設計啟蒙人工智能教育。為實現這一目標，教師可以充分發揮數字化與多媒體工具的作用，通過項目式學習方式，開創創客教育，激發學生學習與探索的主觀能動性。創客教育融合多學科，結合數學、機械原理、人工智能等多方面技術，有助于提高小學信息科技教學的質量，提升學生的思維能力、創造能力與學習能力，在符合學生學習特點的同時滿足學生的學習需求。

以閩教版小學信息科技六年級下冊《仿真機器人避障》的教學為例。首先，教師通過學情分析可以認識到學生已經學習了Scratch，具備一定的圖形化編程基礎，在《認識機器人構建》的教學活動中，學生認識了簡易機器人，了解了mind+在軟件編程后如何將編好的簡單程序傳遞給機器人小車，為下節課打下基礎。其次，教師通過對這一教學內容的目標分析意識到這一教學設計讓學生了解紅外避障傳感器的組成，分析掃地機器人的行走規律，編寫程序，在虛擬環境中模擬掃地機器人躲避障礙行走。最后，教師可以根據教學目標，在課堂上創建創客團隊，以此來培養學生的團隊合作能力。學生以小組為單位在mind+軟件當中編寫程序，并完成上傳、調試等操作。在學生的學習過程中，教師及時指導、科學引領，強調團隊精神，發揮創客精神與人工智能融合的最大價值。

（四）利用學習載體，提高學生實踐力

現如今小貓科技、奇樂方等科技產品都融入了人工智能的相關元素，教師可以在課堂教學中引入這些產品，在拓展學生認知的同時，為學生提供操作應用的實踐機會，提高學生的動手能力，推動學生對人工智能基礎建模工程的理解與掌握。

以小貓科技為例，這一科技產品應用Scratch3.0平臺，實現了開源編程運行。因此，教師可以根據學生的學習特點，利用這一工具引導學生進行簡單人工智能算法游戲的創設，以此來提高學生的編程游戲能力，通過實際操作，學生體會到了信息科技的意義、價值與樂趣，也能更為深刻地體會人工智能“深度學習”的內在含義。這一產品的引入能夠加深學生對算法與建模的理解，幫助學生樹立學習自信心，推動未來學習活動的順利開展。

三、人工智能技術融入小學信息科技所存在的現實困境

（一）教學工具的困境

首先，由于受到教育經費緊張的限制，不少學校在開展信息科技課程時所使用的教學工具具有一定的滯后性，更新速度也無法跟上時代發展的步伐，導致人工智能技術在融入過程中存在一定的困難與制約。其次，人工智能技術融入教學設計要想達到理想的效果需要配合一定的教學工具，然而由于使用頻率較高，教學工具會被磨損，出現操作性能差、信號較差等諸多問題，影響人工智能的運用。在此基礎上，為了保證教學活動的順利開展，不少教師會運用理論教學或借助計算機的方式呈現人工智能，降低了教學效果。

（二）教師操作水平的困境

人工智能技術在小學信息技術學科的運用，對教師的操作水平也提出了較高的要求，然而一些年齡較大的教師在操作中存在一定的困難，而年輕化、專業化的教師又因缺乏教學經驗而使教學操作能力受限，難以使人工智能在教學實踐中發揮理想的效果。因此，教師操作水平的困境也是人工智能技術難以在小學信息科技教學中發揮實效的問題所在。想要解決這類問題，就要不斷更新教師的教育理念，提高教師自身的信息素養，引導其不斷學習創新，這是一個循序漸進的長期過程。

四、結語

在信息時代的大背景下，隨著教育理念的革新與發展，將人工智能技術融入小學信息科技教學已成為信息科技學科發展的必然趨勢，這一教學設計有助于提高教師的教學素養、推動課程結構化發展以及提高學生的思維能力。作為信息科技學科教師，要結合學生的具體學習情況、教學內容、課程標準以及人工智能的意義作用，以此來豐富教學資源、克服教學困境、啟蒙人工智能教育以及提高學生的實踐能力。與此同時，教師也要針對當前教學活動中的教學工具困境與操作水平困境展開進一步的思考，盡可能解決問題，如果問題難以解決，也需要通過科學手段降低問題產生的影響，進一步保證人工智能應用效果的最優化發展。

（劉" 蕓）