借助人工智能推進(jìn)高效教學(xué)

〔摘 要〕 在人工智能科學(xué)領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展并不斷推陳出新的同時(shí)，教育界也正在不懈地研究和尋找如何運(yùn)用人工智能技術(shù)來提高教與學(xué)的效率與質(zhì)量。針對小學(xué)階段信息科技課程這一具體領(lǐng)域，本文將深度解析了人工智能教育在小學(xué)信息科技授課中初步實(shí)施及可能產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的關(guān)鍵要素。此外，通過嚴(yán)謹(jǐn)周密地分析人工智能教育面臨的挑戰(zhàn)以及所蘊(yùn)含的巨大潛力，總結(jié)并歸納出一套切實(shí)可行的教學(xué)策略和方法體系，期望借助人工智能推進(jìn)信息科技高效教學(xué)。

〔關(guān)鍵詞〕 信息科技；人工智能；高效教學(xué)

〔中圖分類號〕 G424 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕 A 〔文章編號〕 1674-6317 （2024） 24 130-132

針對小學(xué)階段的學(xué)生，信息科技課程肩負(fù)著一項(xiàng)至關(guān)重要且具有層次性的任務(wù)——引導(dǎo)學(xué)生逐步提升其信息素養(yǎng)水平并培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維能力。鑒于此，如何巧妙地將人工智能教育融入小學(xué)信息科技課程體系當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)與課程的相互促進(jìn)、協(xié)同進(jìn)步，已經(jīng)成為當(dāng)今教育領(lǐng)域中一個(gè)具有深度及廣度的研究方向。本文的研究目標(biāo)便是詳細(xì)解讀人工智能教育在小學(xué)信息技術(shù)課程領(lǐng)域的初步探索成果，致力于為教育實(shí)踐提供一定的啟示與借鑒意義。

一、人工智能教育的潛力與挑戰(zhàn)

在小學(xué)階段將人工智能教育引入信息科技課程中，的確蘊(yùn)含著無可估量的發(fā)展?jié)撃?，它有助于提升小學(xué)生的學(xué)習(xí)成果與積極性，培育他們在創(chuàng)新性思維及解決復(fù)雜問題方面的卓越能動(dòng)性。然而，若想在這一時(shí)期成功導(dǎo)入人工智能教育這一目標(biāo)，我們必須應(yīng)對下列幾個(gè)艱巨的挑戰(zhàn)。

（一）師資力量不足

在目前大力推進(jìn)人工智能教育創(chuàng)新之際，作為肩負(fù)教育社會(huì)責(zé)任的教育工作者，要深入理解這個(gè)轉(zhuǎn)型升級的嶄新領(lǐng)域知識的必要性與迫切性。然而頗為遺憾的是，無數(shù)教育機(jī)構(gòu)正面臨著嚴(yán)重的人才短缺困境，嚴(yán)重地制約著它們在未來的可持續(xù)繁榮發(fā)展。因此，我們必須實(shí)施強(qiáng)有力的策略與行動(dòng)來打破這種窘境，其中包括啟動(dòng)以人工智能教育為主線的深度培訓(xùn)項(xiàng)目，以及不斷增強(qiáng)那些具備擔(dān)當(dāng)起人工智能教育推動(dòng)重任的優(yōu)秀師資力量。這些經(jīng)過精準(zhǔn)策劃的培訓(xùn)課程應(yīng)充分關(guān)注諸如人工智能基礎(chǔ)理論框架、高效有力的教學(xué)方法以及優(yōu)質(zhì)教育資源的智慧應(yīng)用等核心要素，意在全面提高廣大教師群體對于人工智能教育核心理念的理解能力以及教育教學(xué)技藝水準(zhǔn)的掌控程度。

（二）教學(xué)資源匱乏

在策劃與推行精心設(shè)計(jì)的人工智能教培方案的過程中，必須借助尖端的科學(xué)技術(shù)及其相輔相成的多元化課程資料之力。然而，不可忽視的是，由特定環(huán)境所決定，不少學(xué)?？赡軙?huì)面臨獲取及充分利用上述寶貴資源的難題。面對該類挑戰(zhàn)，應(yīng)該著手探索能夠滿足本地實(shí)際需求的教學(xué)戰(zhàn)略，以及資源的運(yùn)用模式。應(yīng)積極行動(dòng)起來，與相關(guān)教育團(tuán)體展開深入緊密的合作，實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀教學(xué)資源的共享。在此過程中，涉及的策略與措施可能包括引入高效率的計(jì)算機(jī)設(shè)備、自主研制編程工具套裝、購置多種教學(xué)輔助器材如機(jī)器人等等。

（三）課程設(shè)計(jì)與教學(xué)方法

創(chuàng)建面向小學(xué)階段且具備頂尖水準(zhǔn)的人工智能教育教材，并施行成效顯著的教學(xué)方法策略，無疑是當(dāng)前社會(huì)所面臨的重大研究課題之一。在規(guī)劃課程題材時(shí)，務(wù)必緊密貼合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展進(jìn)程，而在教學(xué)方式上則需展現(xiàn)其趣味性與互動(dòng)性，從而有效吸引學(xué)生的關(guān)注力，進(jìn)一步激發(fā)他們對知識研究的渴望?？梢苑e極嘗試采納諸如項(xiàng)目式學(xué)習(xí)模式、把教習(xí)活動(dòng)轉(zhuǎn)化為游戲形式以及著重實(shí)踐操作等多種多樣的教學(xué)策略，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)踐過程中逐漸揭示人工智能領(lǐng)域的奧秘，同時(shí)要努力培養(yǎng)他們的實(shí)際工作技能和創(chuàng)新思考能力。

（四）評估機(jī)制

在當(dāng)前社會(huì)環(huán)境中，建立一套具備科學(xué)依據(jù)且能實(shí)際發(fā)揮作用的評估體系，用以全面掌握并深入分析學(xué)生在人工智能教育領(lǐng)域中所獲得的學(xué)術(shù)成就，無疑是目前的重要挑戰(zhàn)之一。我們可以通過全方位評估來深入了解每名學(xué)生在學(xué)業(yè)方面的能力與優(yōu)缺點(diǎn)，以便更精準(zhǔn)地提供有效的指導(dǎo)幫助。

二、人工智能教育在小學(xué)信息科技課程中的應(yīng)用

在面向小學(xué)生層次的計(jì)算機(jī)科學(xué)課程教學(xué)大綱構(gòu)建過程中，應(yīng)當(dāng)有意識地將涉及編程教育及人工智能基礎(chǔ)理論等深層次內(nèi)容融入其中，因?yàn)檫@些內(nèi)容對小學(xué)生來說具有極其重要的意義和價(jià)值。這些內(nèi)容的深度教育能激發(fā)小學(xué)生對人工智能原理及其實(shí)際應(yīng)用的初級認(rèn)知和了解，有利于推動(dòng)他們的邏輯思考能力和問題解決能力的提升。在小學(xué)教育的啟蒙階段，我們推薦采用易于理解且簡單直觀的圖形化編程工具，例如廣泛流行的Scratch軟件等。在此環(huán)節(jié)，需要細(xì)致入微地向?qū)W生解釋人工智能的核心概念，如機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，并結(jié)合實(shí)際的案例和實(shí)例進(jìn)行生動(dòng)形象的解說，以便他們能更好地理解人工智能在現(xiàn)實(shí)生活中的具體應(yīng)用場合，比如智能音箱、人臉識別等先進(jìn)領(lǐng)域的應(yīng)用。除此之外，我們還將鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生深入探討和發(fā)掘人工智能所帶來的效益和面臨的挑戰(zhàn)，分析探究其對社會(huì)、經(jīng)濟(jì)及每個(gè)人日常生活產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響。在上述過程中，我們的目標(biāo)是培育學(xué)生形成批判性思維習(xí)慣以及高度的社會(huì)責(zé)任感。為進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提升學(xué)習(xí)質(zhì)量，還可以借用虛擬實(shí)驗(yàn)室這樣的先進(jìn)教學(xué)手段，以組織開展諸如機(jī)器人編程、智能交通系統(tǒng)設(shè)計(jì)等多種多樣的模擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生在虛擬的數(shù)字世界中真切感受到人工智能技術(shù)所散發(fā)出來的無盡可能和無盡魅力。

三、可行的教學(xué)策略和方法

（一）制訂符合學(xué)生實(shí)際水平的教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容

在規(guī)劃與設(shè)定適合小學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)水準(zhǔn)的教學(xué)內(nèi)容及目標(biāo)時(shí)，考慮到小學(xué)生相應(yīng)的認(rèn)知層次與學(xué)習(xí)潛力至關(guān)重要?？梢詫θ斯ぶ悄艿乃枷胱龊唵位幚?，規(guī)避特別專業(yè)化或者模糊性的術(shù)語，比如把“機(jī)器學(xué)習(xí)”詮釋為“教導(dǎo)機(jī)器去學(xué)習(xí)并儲存信息”。換個(gè)角度來看，利用小學(xué)生日常生活中的具體案例及其環(huán)境來闡述如何運(yùn)用人工智能如智能語音助手、智慧家居等，這無疑能使學(xué)生更直接地理解何謂人工智能。經(jīng)過深度剖析中小學(xué)學(xué)生熱衷的話題以及他們在日常生活中的真實(shí)看法，可以精確地制訂出以娛樂為導(dǎo)向且富有啟發(fā)意義的教學(xué)方案。例如，運(yùn)用卡通圖片或角色模擬等新穎手段形象生動(dòng)地闡述人工智能的相關(guān)核心概念；再者，將游戲元素融入其中，舉辦能夠喚醒學(xué)生學(xué)習(xí)熱情并提高其參與積極性的各類小型活動(dòng)或有創(chuàng)意的互動(dòng)項(xiàng)目，使學(xué)生于輕松愉悅的氣氛中學(xué)習(xí)新知，使其學(xué)習(xí)熱情和參與意識大幅上升。借助鮮活的案例和引人入勝的歷史故事詳細(xì)闡釋人工智能原理及其實(shí)際應(yīng)用，引發(fā)學(xué)生探究的興趣，助力他們更深入地理解和把握知識點(diǎn)。除此之外，也可借用如神話傳說、科幻文學(xué)等具有豐富內(nèi)涵的藝術(shù)形式，讓學(xué)生身臨其境地感受人工智能帶來的變革性影響力，進(jìn)而激發(fā)他們對科技發(fā)展的強(qiáng)烈欲望和向往。

（二）結(jié)合多媒體教學(xué)資源提升教學(xué)效果

深度整合多元化的多媒體教學(xué)資源能夠有力地提高人工智能教育的教學(xué)成果。精心制作極具吸引力與趣味性的動(dòng)畫視頻，展示人工智能在日常生活中所涉及的各種應(yīng)用領(lǐng)域，諸如智能音響、智能無人駕駛汽車等實(shí)例，使學(xué)生通過視覺與聽覺的雙重途徑深入感受人工智能的無窮魅力。借助各類動(dòng)畫視頻詳細(xì)解析人工智能的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制及基本理念，使得那些抽象的理論概念化繁為簡，更易被學(xué)生理解與吸收。另外，編制具有極高互動(dòng)性的課件，使學(xué)生得以通過點(diǎn)擊、拖拽等操作參與到課程進(jìn)程當(dāng)中，大幅度增加其學(xué)習(xí)主動(dòng)性以及互動(dòng)體驗(yàn)興趣。在撰寫涉及教育主題的材料之時(shí)，要堅(jiān)持對人工智能相關(guān)內(nèi)容的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)理念，并廣泛運(yùn)用形式多樣且豐富多彩的多媒體素材，如音頻文件、圖像展示及動(dòng)態(tài)圖表等，旨在努力讓廣大學(xué)生得以充分體驗(yàn)到探索知識的無盡樂趣。如此獨(dú)特的表現(xiàn)手法實(shí)際上不僅有助于引發(fā)學(xué)生對于人工智能領(lǐng)域的濃厚興趣以及深深的探求欲望，還能引領(lǐng)他們深刻洞察人工智能技術(shù)前沿趨勢的本質(zhì)，加深對其的理解。此外，借助尖端的多媒體技術(shù)展示人工智能技術(shù)所釋放出的無限魅力，以便讓學(xué)生真切感受科技力量所孕育的無盡潛力，從而激發(fā)學(xué)生對人工智能學(xué)習(xí)的極度熱情與積極性。

（三）引入項(xiàng)目式學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力

引入項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方式作為教學(xué)方法中的重要環(huán)節(jié)，對培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力以及突破常規(guī)的創(chuàng)新思維有著顯著的效果?？梢栽O(shè)計(jì)出具有創(chuàng)意且富挑戰(zhàn)性的小型人工智能相關(guān)項(xiàng)目，例如研發(fā)智能機(jī)器人或者開發(fā)有趣味性的電子游戲等等，力求使學(xué)生在親身體驗(yàn)的過程中深入了解人工智能這項(xiàng)前沿科學(xué)的基本概念及各種應(yīng)用技術(shù)。對于項(xiàng)目設(shè)計(jì)方面，應(yīng)盡量想辦法增加其難度與創(chuàng)造性元素，以便更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)他們應(yīng)對挑戰(zhàn)的能力，培養(yǎng)其獨(dú)特的創(chuàng)新思維。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，教師要指導(dǎo)學(xué)生有效地進(jìn)行任務(wù)分配、整合資源、處理沖突，這對于塑造他們在團(tuán)隊(duì)協(xié)作中的領(lǐng)導(dǎo)才能也至關(guān)重要。在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)倡導(dǎo)學(xué)生在項(xiàng)目執(zhí)行全過程中積極持續(xù)地調(diào)整改善，以應(yīng)對可能出現(xiàn)的各類復(fù)雜情況，并借此良機(jī)提高實(shí)戰(zhàn)能力。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)操過程中勇于嘗試新穎獨(dú)特的觀點(diǎn)，深挖個(gè)人在創(chuàng)新才能和探索精神方面的潛能。依托開展如設(shè)計(jì)制作簡便型智能機(jī)器人或編程智能化游戲等諸多微小型人工智能項(xiàng)目的規(guī)劃操作平臺，提升學(xué)生在實(shí)踐技能、創(chuàng)新思路以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作方面的能力。

（四）鼓勵(lì)學(xué)生參與討論和分享，促進(jìn)學(xué)習(xí)交流和互動(dòng)

在教育活動(dòng)具體執(zhí)行過程中，教師應(yīng)當(dāng)向?qū)W生清晰傳達(dá)并積極鼓勵(lì)他們勇于提問，主動(dòng)分享自身在獨(dú)特視角下所洞察到的觀點(diǎn)和見解。這一舉措已經(jīng)得到了廣泛認(rèn)可，它被視為推進(jìn)學(xué)生間學(xué)術(shù)交流與互動(dòng)的重要的手段，乃至是決定教學(xué)策略制訂的關(guān)鍵要素。正因如此，我們需要傾力激發(fā)學(xué)生，使得他們可以在嚴(yán)肅而富有活力的課堂環(huán)境中，毫無保留地大膽提出心中的困惑，共享那些充滿個(gè)性特色、與眾不同的觀點(diǎn)和洞察。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，我們倡導(dǎo)在課堂教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)為學(xué)生預(yù)留專門的時(shí)間，以期讓他們有機(jī)會(huì)更充分地展現(xiàn)自己對于人工智能技術(shù)的深度理解以及批判性獨(dú)立見解。在此期間，需要引導(dǎo)學(xué)生更加努力地挖掘問題的深度和廣度，激發(fā)他們質(zhì)疑傳統(tǒng)思維、追求真理的熱情，最終塑造出他們對知識進(jìn)行前沿探索和深度思考的習(xí)慣。

在基礎(chǔ)教育階段，積極有意識地運(yùn)用以上方法，將智能科技元素，巧妙地融入各個(gè)有關(guān)信息科技的課程系統(tǒng)當(dāng)中，這一舉措無疑贏得了來自社會(huì)各界的熱烈贊譽(yù)，被廣泛地認(rèn)為是具有深遠(yuǎn)歷史意義和卓越創(chuàng)新精神的實(shí)踐典范。這樣一種全新的教學(xué)模式，既能顯著提高學(xué)生的全面素質(zhì)水準(zhǔn)，也對培養(yǎng)和提升他們在信息科技學(xué)科上的專業(yè)功底、啟發(fā)并挖掘他們的創(chuàng)造性思維能力起著關(guān)鍵性的推動(dòng)作用。

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