“教一學(xué)-評”一體化下小學(xué)人工智能“一鏈雙線”教學(xué)模式的構(gòu)建

中圖分類號：G434文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A論文編號：1674-2117（2025）14—0034-04

人工智能技術(shù)正深刻變革社會生產(chǎn)生活方式，成為國家創(chuàng)新發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力。在此背景下，中小學(xué)人工智能教育承擔(dān)著培養(yǎng)創(chuàng)新型人才、夯實(shí)新質(zhì)生產(chǎn)力基礎(chǔ)的重要使命。在政策層面，《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“新課標(biāo)\"）首次將人工智能納入課程邏輯主線，《教育部辦公廳關(guān)于加強(qiáng)中小學(xué)人工智能教育的通知》2進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)任務(wù)式、項(xiàng)目式與問題式學(xué)習(xí)的實(shí)踐路徑；在實(shí)踐層面，廣州等地區(qū)已開展全學(xué)段課程實(shí)踐，為全國提供范本。然而，當(dāng)前小學(xué)人工智能教育仍面臨諸多挑戰(zhàn)： ① 師資結(jié)構(gòu)性失衡，教師專業(yè)素養(yǎng)不足；② 教材內(nèi)容與學(xué)生認(rèn)知水平失配，導(dǎo)致學(xué)生興趣不足； ③ 教學(xué)方式固化與評價(jià)體系滯后，制約學(xué)生創(chuàng)新能力發(fā)展。盡管已有研究引入項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、游戲化教學(xué)等模式，但如何系統(tǒng)整合“教-學(xué)-評”一體化理念，構(gòu)建適配小學(xué)階段的完整教學(xué)框架仍是關(guān)鍵瓶頸。為此，本研究提出基于“教-學(xué)-評”一體化理念的“一鏈雙線”教學(xué)模式，以問題導(dǎo)向（PBL）為核心，通過問題驅(qū)動(dòng)、雙線并進(jìn)與評價(jià)互融，促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展與人工智能素養(yǎng)提升。

同類研究綜述

當(dāng)前，對小學(xué)人工智能教學(xué)模式探索的研究呈現(xiàn)出多樣化的趨勢。李強(qiáng)倡導(dǎo)案例教學(xué)法（CBL）3，借助案例解析來輔助學(xué)生掌握復(fù)雜原理；王芳創(chuàng)設(shè)了一種融合線上與線下資源的AI教學(xué)法，旨在增強(qiáng)教學(xué)的適應(yīng)性。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)及問題導(dǎo)向式教學(xué)（PBL）被廣泛采納與應(yīng)用，游戲化學(xué)習(xí)、翻轉(zhuǎn)課堂等方法也被引入小學(xué)人工智能教育中，顯著增強(qiáng)了教學(xué)成效并激發(fā)了學(xué)生的求知熱情。但在課程問題設(shè)計(jì)及“教-學(xué)-評”一體化實(shí)施領(lǐng)域的探討相對匱乏。

“教-學(xué)-評”一體化下小學(xué)人工智能“一鏈雙線”教學(xué)模式的構(gòu)建

本研究以政策導(dǎo)向與理論成果為支撐，構(gòu)建了\"教-學(xué)-評”一體化下以問題導(dǎo)向（PBL）為核心的“一鏈雙線”小學(xué)人工智能教學(xué)模式（如下頁圖1），其中“一鏈”指課程問題鏈，“雙線”則指教師主導(dǎo)線與學(xué)生主體線，前者側(cè)重于教師的引導(dǎo)作用，后者關(guān)注學(xué)生的自主探究，以此促進(jìn)教學(xué)、學(xué)習(xí)與評價(jià)的高效融合。該模式堅(jiān)持“問題驅(qū)動(dòng)、雙線并進(jìn)、評價(jià)互融”的原則，有效促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的精準(zhǔn)達(dá)成與學(xué)生核心素養(yǎng)的全面提升。

1.模式關(guān)鍵要素解讀

（1）一鏈為核心—問題鏈構(gòu)建

① 三維定位。

問題鏈的設(shè)計(jì)遵循“基于學(xué)情、圍繞課程標(biāo)準(zhǔn)、以目標(biāo)為導(dǎo)向的三維架構(gòu)，旨在構(gòu)建科學(xué)合理的問題鏈，有效引導(dǎo)學(xué)生開展深度學(xué)習(xí)活動(dòng)。所以，教師在設(shè)計(jì)問題鏈時(shí)，應(yīng)先基于前期調(diào)研全面了解學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)與學(xué)習(xí)訴求，以確保設(shè)計(jì)的問題鏈符合學(xué)生實(shí)際需求；同時(shí)，結(jié)合新課標(biāo)規(guī)定的學(xué)生在不同學(xué)習(xí)階段應(yīng)達(dá)到的知識和技能水平，將大綱總體教育目標(biāo)細(xì)化為課程具體學(xué)習(xí)目標(biāo)，確保問題與目標(biāo)的一致性。

② 四維原則。

一是目標(biāo)導(dǎo)向性。教師結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)際情況及人工智能教育核心素養(yǎng)要求，靈活調(diào)整教材內(nèi)容，確立清晰的教學(xué)目標(biāo)，進(jìn)而圍繞課程目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)若干“主干問題”，每個(gè)主干問題又可以輔以系列“子問題”，以此細(xì)化主題。

二是問題關(guān)聯(lián)性。教師基于學(xué)生的認(rèn)知反饋，確保前一問題的解決能為后續(xù)問題提供知識鋪墊，形成連貫的問題鏈。而子問題既承擔(dān)分解主干問題難點(diǎn)的功能，又為高階認(rèn)知任務(wù)提供基礎(chǔ)支撐。

三是認(rèn)知遞進(jìn)性。教師應(yīng)抓住學(xué)生潛在的認(rèn)知發(fā)展特點(diǎn)，通過設(shè)計(jì)從具體到抽象、簡單到復(fù)雜、低階到高階思維的課堂問題鏈，引導(dǎo)學(xué)生逐步跨越最近發(fā)展區(qū)。

四是思維開放性。問題設(shè)計(jì)應(yīng)避免單一化，教師需摒棄過于簡單或封閉的問題，適當(dāng)引入開放性問題，以激發(fā)學(xué)生的探究興趣與創(chuàng)造性思維。

（2）雙線并進(jìn)——教師活動(dòng)線與學(xué)生活動(dòng)線協(xié)同作用

在小學(xué)人工智能課堂中，教師主導(dǎo)活動(dòng)線與學(xué)生主體活動(dòng)線通過“雙線交互”實(shí)現(xiàn)協(xié)同共生（如下表），共同推動(dòng)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成與核心素養(yǎng)的培育。

① 教師主導(dǎo)活動(dòng)線。教師從“知識傳遞者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)習(xí)指導(dǎo)者”，并通過明確的目標(biāo)引導(dǎo)、循序漸進(jìn)的環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)和互動(dòng)式的教學(xué)方式有效實(shí)施問題驅(qū)動(dòng)的教學(xué)活動(dòng)。

② 學(xué)生主體活動(dòng)線。學(xué)生圍繞自主探索、合作學(xué)習(xí)及實(shí)踐操作開展活動(dòng)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維與科技興趣。

（3）評價(jià)互融——“教一學(xué)-評”一體化實(shí)施

“教-學(xué)-評”一體化強(qiáng)調(diào)以“教”為起點(diǎn)，通過“評”優(yōu)化教學(xué)與學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)三者的有機(jī)統(tǒng)一。學(xué)習(xí)評價(jià)應(yīng)側(cè)重于學(xué)生在解決問題過程中的表現(xiàn)，教師利用課程觀察、在線互動(dòng)及操作評價(jià)等多種手段實(shí)時(shí)評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，進(jìn)而調(diào)整教學(xué)進(jìn)度、優(yōu)化學(xué)習(xí)質(zhì)量。

2.模式關(guān)鍵要素間的運(yùn)作關(guān)聯(lián)

問題鏈構(gòu)建、教師主導(dǎo)活動(dòng)線、學(xué)生主體活動(dòng)線與“教一學(xué)一評”一體化四要素彼此關(guān)聯(lián)、相互促進(jìn)，共同為達(dá)成教學(xué)目標(biāo)而協(xié)作運(yùn)作。問題鏈?zhǔn)菐熒p線設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，而“教-學(xué)-評”一體化則為教學(xué)過程提供保障。在教師活動(dòng)線中，教師通過引導(dǎo)與啟發(fā)，激發(fā)學(xué)生參與，促進(jìn)學(xué)生活動(dòng)線的有效展開；在學(xué)生活動(dòng)線中，學(xué)生的積極參與與創(chuàng)造性發(fā)揮又推動(dòng)教師優(yōu)化教學(xué)策略。同時(shí)，“教-學(xué)-評”一體化理念通過及時(shí)反饋，幫助師生調(diào)整教學(xué)與學(xué)習(xí)方法。四要素緊密圍繞教學(xué)目標(biāo)，共同推動(dòng)教學(xué)活動(dòng)的有效開展，最終實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。

教學(xué)案例

1.案例介紹

本案例選自四年級上冊人工智能第4課《和電腦下棋》，本課理論性強(qiáng)、內(nèi)容廣而深，涉及深度學(xué)習(xí)、蒙特卡洛樹搜索及強(qiáng)化學(xué)習(xí)等復(fù)雜技術(shù)原理。為適應(yīng)小學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，筆者重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，圍繞教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)核心問題鏈，采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)策略：以“人下井字棋”的思考過程為切入點(diǎn)，遂步過渡至“AlphaGo下圍棋”的技術(shù)原理，通過動(dòng)畫演示、角色扮演等手段解析核心技術(shù)；同時(shí)，結(jié)合實(shí)體機(jī)器人下棋體驗(yàn)與生活應(yīng)用場景分析，引導(dǎo)學(xué)生直觀感受人工智能技術(shù)的魅力，并理性思考其社會影響。本課的問題鏈設(shè)計(jì)、師生活動(dòng)線設(shè)計(jì)及學(xué)習(xí)評價(jià)框架如圖2所示。

2.教學(xué)過程設(shè)計(jì)

（1）課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)

教師從“井字棋”對弈切入，引導(dǎo)學(xué)生推演棋局、總結(jié)人類下棋的思考過程，通過“做中學(xué)”建構(gòu)知識。利用問卷星實(shí)時(shí)反饋學(xué)情數(shù)據(jù)，并提出“機(jī)器是否會下棋”的探究問題，自然引出課題。

（2）實(shí)踐探究環(huán)節(jié)

學(xué)生通過與下棋機(jī)器人及計(jì)算機(jī)進(jìn)行五子棋對弈，直觀感受人工智能技術(shù)的應(yīng)用。圍繞“電腦下棋又是怎么思考的”主干問題，教師以AlphaGo案例為切入點(diǎn)，借助微課、教材等資源，采取問題導(dǎo)向、動(dòng)畫演示與角色扮演等策略，引導(dǎo)學(xué)生從人類決策邏輯出發(fā)逐漸遷移至對機(jī)器原理的理解，讓學(xué)生充分理解蒙特卡洛樹搜索、深度學(xué)習(xí)及強(qiáng)化學(xué)習(xí)等復(fù)雜概念，對比人機(jī)差異并歸納技術(shù)優(yōu)勢，深化對人工智能技術(shù)本質(zhì)的理解。

（3）辯證思維環(huán)節(jié)

教師提出“在下棋領(lǐng)域中，機(jī)器的高智商是福還是禍”的倫理議題，指導(dǎo)學(xué)生與生成式人工智能大模型協(xié)作，形成辯證觀點(diǎn)。學(xué)生以小組辯論、學(xué)習(xí)單撰寫、匯報(bào)等形式，探討技術(shù)應(yīng)用的雙面性，培養(yǎng)批判性思維與社會責(zé)任感。

（4）總結(jié)提升環(huán)節(jié)

教師通過課堂小結(jié)引導(dǎo)學(xué)生梳理知識脈絡(luò)，并結(jié)合形成性評價(jià)實(shí)時(shí)診斷學(xué)習(xí)效果，為教學(xué)策略調(diào)整提供依據(jù)。

教學(xué)案例數(shù)據(jù)分析

本研究以筆者所在學(xué)校四年級5班（45名學(xué)生）為對象，依據(jù)新課標(biāo)的評價(jià)指引，通過前后測問卷課堂觀察與學(xué)生訪談，驗(yàn)證“一鏈雙線”教學(xué)模式在小學(xué)人工智能課程中的有效性。

1.量化評價(jià)

本研究采用鐘柏昌等人提出的人工智能素養(yǎng)量表，從知識、情感、思維三個(gè)維度評估學(xué)生的人工智能素養(yǎng)。根據(jù)小學(xué)生特點(diǎn)與本課教學(xué)內(nèi)容，筆者對該量表進(jìn)行修訂，采用問卷星對教學(xué)班學(xué)生進(jìn)行前后測。前后測共發(fā)放問卷90份，回收問卷90份，有效率 100% 。前后測數(shù)據(jù)顯示，學(xué)生在技術(shù)原理認(rèn)知、技術(shù)應(yīng)用能力及倫理意識等方面均有顯著提升，驗(yàn)證了“一鏈雙線”教學(xué)模式在知識建構(gòu)與實(shí)踐能力培養(yǎng)方面的顯著效果。

2.質(zhì)性評價(jià)

除了量化評價(jià)，本研究還采用了教師聽評課與學(xué)生訪談等質(zhì)性研究方法，深入了解該教學(xué)模式的實(shí)施效果、學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度及課堂滿意度等難以量化的方面。

教師聽評課采用崔充濠提出的四維度課堂觀察法，選取關(guān)鍵觀察點(diǎn)記錄“一鏈雙線”教學(xué)模式的有效性。觀察表明，在學(xué)生學(xué)習(xí)方面，學(xué)生在下棋體驗(yàn)、原理探索和辯證思考等環(huán)節(jié)表現(xiàn)出濃厚興趣，能夠主動(dòng)運(yùn)用數(shù)字化工具開展自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)目標(biāo)達(dá)成度較高；在教師教學(xué)方面，教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)緊湊有序，教學(xué)資源豐富且運(yùn)用靈活，有效支持了教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)；在課程性質(zhì)方面，教學(xué)內(nèi)容根據(jù)目標(biāo)進(jìn)行重組，邏輯層次清晰，教師通過問卷星將實(shí)時(shí)評價(jià)與師生互評相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了“教-學(xué)一評”的一致性；在課堂文化方面，問題驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)方法促進(jìn)學(xué)生通過一系列問題逐步構(gòu)建知識，整體課程設(shè)計(jì)具有顯著特點(diǎn)。

此外，本研究通過隨機(jī)抽樣的方法選取了15位學(xué)生參與課后訪談。調(diào)研結(jié)果表明，學(xué)生對課程內(nèi)容展現(xiàn)出高度的興趣，普遍認(rèn)為課程設(shè)計(jì)生動(dòng)、易于理解，并且偏好于探究式及合作性的學(xué)習(xí)模式，對教師的指導(dǎo)方法表示認(rèn)同。

結(jié)論

本研究基于“教-學(xué)-評”一體化理念，構(gòu)建了以問題導(dǎo)向（PBL）為核心的小學(xué)人工智能“一鏈雙線”教學(xué)模式，旨在促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展，提升其問題解決能力與人工智能素養(yǎng)。通過教學(xué)實(shí)施與評估，得出以下結(jié)論： ① 該模式可操作性強(qiáng)，在小學(xué)人工智能教學(xué)中具有較好的適用性； ② 該模式通過問題鏈的引導(dǎo)和實(shí)時(shí)評價(jià)，有效豐富了學(xué)習(xí)體驗(yàn)，提高了學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作與問題解決能力，同時(shí)，該教學(xué)模式在培養(yǎng)人工智能素養(yǎng)方面展現(xiàn)出了顯著效果。

未來研究將進(jìn)一步探討該模式在不同教育環(huán)境與年齡段中的適用性，并結(jié)合教材內(nèi)容與學(xué)情，與其他教學(xué)方法如游戲化學(xué)習(xí)、STEM教育等融合，進(jìn)行個(gè)性化調(diào)整，以進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)效果。

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