從信息科技課教學看引入AI的機遇與挑戰

〔摘" "要〕" 本文探討了在小學的基礎教育中引入AI技術的機遇與挑戰，并以2024年蘇科版小學四年級的《信息科技》為例，剖析了當前小學的信息科技課程只關注基礎教育，在深度廣度上的不足，進而間接性地引出將AI引入信息科技課帶來的好處。本文基于此研究了如何在四年級《信息科技》這門課程中加入AI的基礎知識介紹，繼而研究了將AI技術引入小學信息科技課的機遇與挑戰。研究表明，將AI技術引入小學基礎教育的好處是多重的，如提升學生的邏輯思維和問題解決能力、促進個性化學習和即時反饋、為學生的終身學習和職業發展打下堅實基礎。本文還對引入AI所面臨的挑戰進行了深入探討，特別是知識易得性對遺忘曲線的影響，以及可能導致的學習主動性與動機下降等問題。據此提出了一系列解決方案，旨在幫助教育者更好地應對并充分利用AI技術在小學信息科技教育中的潛力。

〔關鍵詞〕" 信息科技；AI；機遇與挑戰

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " "〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）" 08" " 070-072

當今社會，人工智能（AI）技術已經漸漸滲入我們生活的方方面面，智能家居、智能駕駛等人工智能技術正在悄然改變著這個世界。作為未來世界的主人，小學階段的學生正處于認知與能力發展的關鍵時期，引入AI教育不僅有利于幫助學生使用前沿科技產品，促進學生更好地了解科技發展的進度，也能讓教育本身更貼近學生日常生活中面對的優秀科技產品，讓學生在生活中感受到教育的適用性。

蘇科版四年級信息科技教材所介紹的相關內容，具有當下小學信息科技教育的顯著時代特點，即雖然內容相對基礎，但其中的每一個知識都是培養學生科技素養至關重要的基礎。基于此，我們探索了將AI技術知識融入四年級信息科技課程內容，用前沿科技引領課堂教學，為學生打開認識世界、了解信息技術的窗口，同時也能為未來人才的培養奠定基礎。本文將著重探討在蘇科版四年級信息科技的課堂教學中，引入AI教育的可行性，及其帶來的機遇與挑戰。

一、信息科技課教材分析

四年級的信息科技教材的主要內容包括，從數據到編碼，再到數據的傳輸與解碼，整體上介紹了在信息社會背景下，數據與編碼作為底層邏輯，為人們帶來了生活與工作上的方便。從整本書的角度來看，該教材雖為培養學生信息素養方面提供了堅實的基礎，但在教學內容方面仍有提升空間。

從深度上來說，本教材雖然已經涉及了信息科技的一些基本概念，但這些基本概念仍然停留在表層，比如在介紹智慧工廠以及智慧手術室的概念時也是一帶而過。這就使得教材缺乏深入探討的空間與機會。其實，我們可以在課堂教學中加入一些更深的內容。例如，在第一單元教學中，我們在討論數據與生活時，或許還可以深入討論我們在生活中創造的數據，是否也正在反過來影響我們？我們在創造數據的過程中，是否也會有人利用數據來控制我們？我們生活中哪些數據是可以公開的？哪些數據是隱私數據？我們應該如何保護數據不被壞人利用？

從廣度上來說，本教材在介紹相關概念的過程中，缺乏具有時代性的舉例，使得內容更基礎的同時，也與學生現實生活產生了脫節。我們仍以第一單元介紹數據的內容為例。雖然教材提到了城市規劃、天氣預報、智慧農植園、智慧工廠等概念，但其實很多并沒有走入學生的具體生活，還不如更多地探討互聯網購物的推薦算法是如何通過我們的購買記錄進行選擇的，或者討論大數據系統如何為汽車提供更便捷的路線導航等等。

通過分析我們可以看出，如果以蘇科版四年級信息科技的內容作為教材，我們還需要更深更廣的課堂教學內容來拓寬學生的視野，用更貼近學生生活的視角讓他們認識到當今信息社會發展的水平。將人工智能教育引入小學信息科技的課堂教學，不僅可以填補現有教材在科技前沿領域內容上的空白，還能讓學生更好理解信息科技這門課程，為他們未來的學習與職業生涯發展奠定更加堅實的基礎。

二、AI在信息科技課堂的應用

（一）AI技術基礎知識的引入與實踐

縱觀蘇科版四年級信息科技教材，能引入AI相關基礎知識的地方很多。我們經過討論與分析，可以在第二單元、第三單元、第四單元分別引入不同的AI技術基礎知識，進而將教材中對編碼與數據的知識點作為跳板，設計更具時代性的AI教學內容。

以第二單元為例。我們可以在《編碼的規則》一課中，引入機器學習的基本概念。例如，如何讓機器通過學習數據對不同形狀的水果進行編碼，幫助學生理解如何通過數據訓練模型。引入AI概念，可以更好地讓學生理解生活中的AI是如何在編碼下進行工作的，激發他們對科學探索的興趣。

（二）適合小學階段的AI教學內容

在課堂教學中，我們需要設計適合小學階段的AI教學內容，讓學生在自己的認知范圍內，更好地理解AI相關的基礎知識。如，圖像識別入門、編程與AI等內容都是可以讓5～6年級學生了解與認識的基礎知識，可以多用游戲化教學和項目式教學的方式作為課堂教學和課后教學的延伸，以增強信息科技這門課程的深度和廣度。

三、信息科技教學引入AI的機遇

（一）邏輯思維和問題解決能力

從信息科技課程的基礎知識中跳出來，嘗試引入AI的基礎知識，介紹AI的基本運行邏輯與具體算法，可以讓學生進行更為嚴謹的邏輯推導，激發學生對編碼、數據的探索興趣。AI是處理編碼和數據的高級呈現系統，學會實際使用AI，能更好地引導學生對思維邏輯的構建，令其直面與程序的交流與思考，促進學生用更嚴謹的方式去思考問題。

思考問題就需要解決問題。學生在使用AI的過程中，必然會面對一些課本中從未出現過的挑戰，這些挑戰包括自己建立的模型不夠準確或者數據方面的不足。學生自然需要自己思考哪方面數據不足，以及怎樣修改模型等等，這些同樣也是在鍛煉學生的問題解決能力。

（二）個性化學習和即時反饋

隨著學生越來越多地接觸AI技術的知識，自然而然就會接觸到成熟的AI產品。AI產品可以給學生提供更多個性化教學的機會，對AI技術感興趣的學生，也就自然會通過詢問AI獲得更多的知識，而AI本身也在為學生提供一種有效的個性化學習路線。AI會根據學生的提問，不斷為學生提供全面而有效的回答，并根據學生的下一步提問給出更適合學生個體理解的回答。隨著提問的深入，AI會更多地了解使用者個體的理解能力，識別用戶感興趣的領域，進而為其提供更加個性化的學習空間。

這種個性化學習體驗的建立，也會間接激發學生對自主學習的興趣。這是一種即時反饋帶來的成就感，當知識變得更加易得時，學生所獲得的成就感是豐沛的，進而能夠推進學生更好地控制自己，進行深度學習，并形成這樣一種習慣，掌握自我學習的主動權。

（三）為終身學習和職業發展打基礎

AI提供的學習內容是具有專業性的，同時也是深度的。學生接觸到全面而專業的知識，并進行個性化學習的過程中，自然而然就會形成一種終身學習的態度，并對某一專業領域產生長久學習的興趣，這種興趣會在漫長的學習過程中逐漸穩固，并產生跟隨該領域發展的學習習慣。AI教學不同于師生間的教學，會隨著學齡階段的不同而轉換。AI教學的優勢之一就在于長久的陪伴性，它可以伴隨學生進行終身學習，成為學生身邊的“小秘書”，隨時為學生獲取知識而服務，因而是非常好的終身學習伴侶。

四、信息科技教學引入AI的挑戰

（一）知識的易得性對遺忘曲線的破壞

毫無疑問，AI提供的輔助性會使小學生在學習過程中，知識獲取變得更加方便，即知識的易得性。當學生依賴AI提供即時答案的時候，就會喪失一定程度的深度學習能力，也會放棄通過思考去掌握知識帶來的好處。

喪失深度學習的能力，會使學生只能獲得知識的淺層化理解。這是傳統學習非常有優勢的方面，傳統學習可以通過反復練習進行深度學習，從而讓知識在大腦中得到鞏固。遺忘曲線表明，反復練習會讓逐漸遺忘的知識快速重新鞏固。這是AI學習無法比擬的。

（二）學習主動性與動機的下降

過度依賴AI的學生，同樣也會出現學習主動性下降的情況。這是因為AI總是會及時提供系統的解決方案，這些解決方案系統而全面，能直接給學生提供全套的指導。這種由AI技術提供的分析問題和解決問題的能力，會讓學生覺得主動學習毫無意義，只需要依賴AI的建議，就足夠解決當下絕大部分的問題了。

學習主動性和學習動機的建立是需要一個過程的，它不能從AI的及時反饋中獲得，而是需要學生在更多的、復雜的學習過程中逐漸培養的。如果在整個學習過程中，學生沒有遇到需要深度思考才能解決的挑戰性問題，正反饋帶來的成就感就會減少，從而削弱他們的內在學習動機。

五、面對挑戰的解決方案

AI是不能代替傳統的教學過程的，重復的練習與復習本身是符合人類獲取知識、牢記知識的規律的。我們在小學基礎教育中引入AI技術，要特別關注學生對AI的使用范圍，不要讓其形成依賴。AI的作用應更多地像是一本“超級課外書”，它給學生提供了更大的學習空間，但不能取代傳統教學和基礎教育。

如果一定要用AI來提供更多的教學輔助，就要讓學生接觸更多的學習方法，來對抗淺層學習和知識的易得性。比如，我們可以多讓學生將目前已得的知識繪制知識圖譜，并將其串聯起來，用圖像與文字結合的方式，強化學生的記憶點，對抗遺忘曲線的變化。

為了解決AI可能存在的造成學生學習主動性與學習動機下降的問題，我們應該更多地注重探究式學習帶來的益處。探究式學習對促進學生深度學習，提高學生學習主動性有很大幫助，還能為學生提供更好的自我發展思路。

綜上所述，本文以2024年蘇科版的四年級信息科技為研究切入口，認為目前小學信息科技教育雖然有著優秀的基礎性，但仍表現出現代科技與生活貼合不緊密，且不具有深度和廣度。在此基礎上，我們提出了將AI相關的基礎知識引入四年級信息科技課程的方法。教育工作者要在該課程中引入AI概念，自然需要評估AI應用對學生學習能力的影響，這也是本文題中應有之義。

研究分析表明，AI對小學生接受基礎教育帶來的好處是多重的。AI的引入能顯著提升學生的學習效果和興趣，通過提供個性化和即時的反饋，支持學生的個體成長和發展。然而，過度依賴AI則可能導致學生的學習主動性下降以及知識遺忘加快等問題。

為此，教育工作者要在教學中平衡AI技術的應用，結合傳統教學方法，促進學生的深度學習和思考。科學設計課程內容和教學策略，可以有效發揮AI的優勢，培養學生的創新能力和獨立思考能力，為其未來的學習和職業生涯奠定良好的基礎。整體而言，AI技術在小學信息科技教育中的應用前景廣闊，但需謹慎應對挑戰，以實現教育質量的全面提升。

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