人工智能輔助信息科技教學面臨的問題以及對策

〔摘" "要〕" 隨著科技的飛速發展，人工智能逐漸滲透到教育領域，在小學信息科技教學中的應用也備受關注。人工智能具有獨特的優勢，如個性化學習支持、智能輔導等。在小學信息科技教學中，它可以為教學內容提供更多樣化的呈現形式，如通過智能動畫展示復雜的編程概念。同時，能精準分析學生的學習情況，為教師調整教學策略提供依據。合理應用人工智能有助于提高小學信息科技教學的質量與效率，培養適應時代發展的創新型人才。

〔關鍵詞〕" 信息科技；人工智能；應用探索

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）16" " 0094-03

在當今數字化時代，人工智能已經成為不可忽視的力量。小學信息科技教學旨在培養學生的信息素養和科技能力，為他們的未來奠定基礎。將人工智能融入小學信息科技教學是教育發展的必然趨勢。一方面，順應了科技進步對教育創新的要求；另一方面，也能更好地滿足學生日益多樣化的學習需求。但如何有效地將人工智能應用于小學信息科技教學是一個值得深入探索的課題。

一、人工智能在小學信息科技教學中的應用現狀

（一）教學內容呈現方面

概念講解。在小學信息科技教學中，人工智能可用于將抽象的概念轉化為生動、直觀的形式。例如，在教授算法概念時，通過人工智能算法生成的動畫展示算法的執行過程。如排序算法，傳統的教學方式可能只是簡單地講解算法步驟，學生理解起來較為困難。而利用人工智能技術，例如，科大訊飛AI教育平臺，它提供動態編程可視化工具，可將算法步驟轉化為動畫演示，支持拖拽交互，幫助學生直觀理解排序過程，可以展示數據在不同排序算法下的動態排序過程，如冒泡排序中數據像氣泡一樣逐漸上升到正確位置的過程，這樣的展示方式更加形象，有助于小學生理解算法的原理。對于數據結構的概念，如鏈表、樹等，人工智能可以創建交互式的可視化模型。學生可以通過點擊、拖動等操作來觀察數據結構的組成和特點，這比單純的文字和靜態圖片講解更加有效。

實例引入。人工智能在生活中的廣泛應用實例被引入教學內容。教師可以介紹智能語音助手，如Siri或小愛同學，讓學生了解語音識別技術是如何將聲音轉化為文字指令，進而實現各種功能的利用。還可以介紹圖像識別技術在安防監控、手機拍照中的應用，例如，百度AI開放平臺中有集成圖像識別的API，調用這些API可以讓學生了解人工智能在識別圖像中的物體、人物等方面的神奇之處，提高學生的學習積極性。

（二）教學方法創新方面

自適應學習。人工智能系統能夠根據學生的學習進度、知識掌握情況等因素，為每個學生提供個性化的學習路徑。這種自適應學習方法還可以應用于信息素養的培養方面。對于信息搜索和篩選能力較弱的學生，人工智能系統可以根據他們的搜索歷史，提供如何更精準搜索信息的提示和練習，逐步提高學生的信息搜索能力。

協作學習支持。人工智能技術可以為小學信息科技教學中的協作學習提供支持。在小組項目式學習中，例如在學習閩教版信息技術三年級下冊“創作數字作品”這一單元時，人工智能系統可以分析每個小組成員的優勢和劣勢，給予學生充分的建議，讓學生能夠充分發揮各自的優點和長處，彌補不足。同時，人工智能系統還可以監測小組協作過程中的交流情況，當發現交流出現障礙或者某個成員參與度較低時，及時給出提示和建議，促進小組協作的順利進行。例如，燧機科技AI課堂行為分析系統對學生在課堂上的表情狀態、課堂表現和互動行為進行實時監測和評估。AI課堂行為分析系統通過攝像頭采集學生的圖像，并通過算法分析學生的表情、姿態和互動行為，從而評估學生的參與度、專注度和互動質量，幫助教師更好地了解學生的學習情況。

（三）教學評價體系方面

過程性評價。人工智能可以對學生在整個學習過程中的表現進行全面、細致的評價。在小學信息科技課程中，從學生登錄學習平臺開始，人工智能系統就可以記錄他們的操作行為，如在編程練習中的代碼編寫速度、錯誤率，在信息搜索任務中的搜索策略、所用時間等。例如，編程貓內置AI分析系統，可以自動記錄學生代碼編寫過程，生成錯誤率與邏輯思維報告，從而對學生的編程能力有一個更加深層次的認識。

多元化評價。人工智能技術使小學信息科技教學的評價更加多元化。除了傳統的知識測試外，還可以評價學生的創新能力、實踐能力等。例如，對于學生在編程項目中的創新思維，如是否采用了獨特的算法解決問題，是否創造性地組合了不同的編程模塊等，這種多元化評價有助于全面發掘學生的潛力，鼓勵學生在信息科技學習中培養多方面的能力。

二、人工智能在小學信息科技教學中的優勢

（一）對學生學習體驗的優化

增強學習興趣。人工智能以其新奇、有趣的技術特性，能夠極大地吸引小學生的注意力。例如，在介紹人工智能繪畫時，可以通過文心一言等AI軟件，讓學生看到自己輸入簡單的描述后，人工智能系統就能創作出一幅精美的畫作，這種神奇的體驗會讓他們對信息科技課程充滿期待。

提高學習參與度。人工智能支持的個性化學習路徑使每個學生都能在自己的能力范圍內積極參與學習。在協作學習中，人工智能的支持也能提高學生的參與度。學生知道自己在小組中的角色和任務是根據自己的優勢分配的，并且有系統的提示和監督，這使他們更加積極地參與到小組項目中，為實現共同的目標而努力。例如，網易有道智云提供小組項目管理工具，實時監測討論參與度，對較長時間沉默的成員推送提醒，有針對性地提高學生的學習活躍度。

（二）對教學質量提升的助力

精準的教學決策。人工智能系統對學生學習數據的分析為教師提供了精準的教學決策依據。教師可以根據學生的學習情況調整教學進度、教學內容和教學方法。例如，如果大部分學生在某個編程概念上理解困難，教師可以放慢教學進度，增加更多的實例和練習；如果發現個別學生已經提前掌握了教學內容，教師可以為他們提供拓展性的學習資源。在信息素養培養方面，教師可以根據學生信息搜索和篩選能力的分析結果，有針對性地開展專項訓練，提高教學的精準性。這種基于數據的教學決策能夠使教學效果得到顯著提升。

資源高效利用。人工智能可以幫助學校和教師更高效地利用教學資源。通過分析學生的學習需求和興趣，學校可以合理采購和配置教學軟件、硬件資源。例如，如果學生對人工智能編程的需求較大，學校可以增加這方面的設備投入和軟件采購。教師也可以根據人工智能系統的建議，將有限的課堂時間更合理地分配給不同的教學內容。例如，對于學生已經掌握較好的內容，可以減少教學時間，將更多時間用于學生較薄弱的環節，從而提高教學資源的利用效率。

三、人工智能在小學信息科技教學中面臨的挑戰

（一）教師的專業素養與培訓需求

知識結構更新。小學信息科技教師大多是傳統的信息技術教師，他們的知識結構主要集中在計算機基礎知識、辦公軟件等方面。而人工智能涉及復雜的算法、數據挖掘、機器學習等知識領域，教師需要更新知識結構才能更好地開展人工智能教學。

教學方法調整。人工智能教學需要教師采用不同于傳統信息技術教學的方法。教師需要從傳統的以教師為中心的教學模式轉變為以學生為中心的個性化、自適應教學模式。例如，在傳統教學中，教師可能是按照固定的教材內容和教學進度進行授課，而在人工智能支持的教學中，教師需要根據學生的實時學習數據調整教學策略。這需要教師具備較強的應變能力和創新精神，但目前很多教師在這方面的能力還有待提高。

（二）教育倫理與數據安全問題

教育公平性。如果人工智能在小學信息科技教學中的應用不能得到合理的推廣和普及，可能會加劇教育的不公平性。由于技術設備、師資等資源在不同地區、不同學校之間存在差異，一些學生能夠享受到優質的人工智能教學，而另一些學生則被排除在外。例如，城市學校可能更容易獲得人工智能教學資源，而農村學校則面臨資源匱乏的困境。這種差距可能會進一步拉大城鄉學生在信息科技素養方面的差距，違背教育公平的原則。

數據安全與隱私保護。在人工智能教學過程中，會收集大量學生的學習數據，如學習進度、操作行為、測試成績等。這些數據的安全和隱私保護至關重要。如果數據泄露，可能會對學生的個人信息安全造成威脅。例如，學生的學習弱點可能被不法分子利用，進行針對性的不良營銷或其他侵害學生權益的行為。同時，如何合理使用這些數據也是一個問題，學校和教師需要在利用數據提高教學質量和保護學生隱私之間找到平衡。

四、應對人工智能在小學信息科技教學中挑戰的策略

（一）加強教師專業發展與培訓

培訓體系構建。教育部門可以構建完善的小學信息科技教師人工智能培訓體系。培訓內容應包括人工智能的基礎知識、人工智能在小學教學中的應用案例、人工智能教學方法等。培訓方式可以采用線上線下相結合的方式。線上培訓可以提供豐富的學習資源，如視頻教程、在線答疑等；線下培訓可以組織教師集中學習、進行實踐操作和交流研討。

教師自我提升。教師自身也應具有自我提升的意識。可以通過參加學術研討會、閱讀相關的專業書籍和期刊等方式，不斷更新自己的知識結構。教師還可以與其他學校的教師組成學習小組，共同探索人工智能教學的方法和經驗，相互學習，共同提高。

（二）建立健全教育倫理與數據安全機制

教育公平保障。學校方面要重視各種線上教育資源平臺的運用，促進相關的教學資源在不同地區、不同學校之間的均衡分配。例如，通過教育資源共享平臺，如希沃白板、國家教育資源公共服務平臺、班級優化大師等，將優質的人工智能教學資源免費提供給偏遠地區的學校。學校之間也可以開展結對幫扶活動，城市學校幫助農村學校提升人工智能教學水平，縮小教育差距。

數據安全管理。學校應建立嚴格的數據安全管理制度。對學生學習數據的采集、存儲、使用等環節進行規范管理，確保數據的安全性和隱私性。可以采用加密技術對數據進行加密存儲，同時限制數據的訪問權限，只有經過授權的人員才能使用學生學習數據。

五、總結

綜上所述，人工智能在小學信息科技教學中的應用有著巨大的潛力。它能夠豐富教學資源、優化教學過程、提高學習效果。在未來，應不斷探索人工智能與小學信息科技教學的深度融合模式，以提升教學質量，讓學生更好地適應智能時代的發展需求，使小學信息科技教學朝著更加智能化、高效化的方向發展。

參考文獻

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