“科技共生”：生成式人工智能賦能小學(xué)信息科技教學(xué)的路徑探索

中圖分類號(hào)：G434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A論文編號(hào)：1674—2117（2025）15—0042-03

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》確立了“科”“技\"并重的核心教育理念，強(qiáng)調(diào)通過(guò)信息科技原理教學(xué)培育數(shù)字素養(yǎng)，在素養(yǎng)與技能協(xié)同發(fā)展中踐行立德樹(shù)人根本任務(wù)，實(shí)現(xiàn)基于自主可控的國(guó)家安全觀的素養(yǎng)提升。但當(dāng)前教學(xué)實(shí)踐面臨的核心挑戰(zhàn)在于如何立足小學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，系統(tǒng)推進(jìn)原理認(rèn)知與技術(shù)實(shí)踐的有機(jī)融合。生成式人工智能（GAI）技術(shù)的快速發(fā)展，為破解一線教學(xué)難題提供了新的契機(jī)。基于近期的教學(xué)實(shí)踐以及與教師研討的成果，筆者系統(tǒng)梳理了GAI賦能信息科技教學(xué)的“科技共生”實(shí)施路徑，旨在為教學(xué)改革提供實(shí)踐參考。

用GAI生成內(nèi)容與方式，有效提升原理認(rèn)知思維

在教學(xué)中，筆者結(jié)合“山東省課程開(kāi)發(fā)'和‘?dāng)?shù)字賦能教師專業(yè)發(fā)展工程”實(shí)踐，在分析學(xué)情后，重點(diǎn)提升較難的原理認(rèn)知思維，主要包括應(yīng)用GAI合理生成原理內(nèi)容和原理學(xué)習(xí)的方式，提倡學(xué)生自我生成探索，學(xué)會(huì)分步降低原理內(nèi)容難度和認(rèn)知負(fù)擔(dān)，遵循輕量級(jí)原理認(rèn)知思維不斷積累與迭代。

1.用適當(dāng)?shù)奶崾驹~生成原理的知識(shí)內(nèi)容

在課堂教學(xué)中，鼓勵(lì)學(xué)生解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，進(jìn)行信息科技原理內(nèi)容的生成。例如，在學(xué)習(xí)“數(shù)據(jù)與編碼”原理時(shí)，讓學(xué)生針對(duì)這個(gè)標(biāo)題，用“百度AI+”等進(jìn)行“自由提問(wèn)”，如“什么叫數(shù)據(jù)？”“什么叫編碼？”“數(shù)據(jù)為什么要編碼？”“編碼的結(jié)果是數(shù)據(jù)嗎？”等，觀察GAI生成的答案是否能看懂。由于大量的內(nèi)容小學(xué)生是讀不懂的，所以，在此環(huán)節(jié)筆者不要求學(xué)生閱讀多少知識(shí)，只要求他們體驗(yàn)由人提問(wèn)和由GAI解答的生成式的思維過(guò)程。當(dāng)然，也有的學(xué)生提不出具體問(wèn)題，筆者則建議他們把GAI當(dāng)教師，如可以提問(wèn)“我是一個(gè)小學(xué)生，對(duì)數(shù)據(jù)與編碼能提出哪些問(wèn)題？”等。

2.以適合的角色生成“有聲故事”等學(xué)習(xí)方式

筆者在課堂教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，小學(xué)生看不懂GAI生成的編碼原理，原因是多用比較直接的提示詞生成內(nèi)容，GAI以成人化語(yǔ)言描述原理，詳細(xì)、難懂且不易閱讀。所以，筆者進(jìn)一步提示學(xué)生告訴GAI“我是一名小學(xué)三年級(jí)學(xué)生，請(qǐng)你用生活中的例子給我講講有趣的數(shù)據(jù)與編碼”，從內(nèi)容與方式上同時(shí)提問(wèn)，它不僅會(huì)給出生動(dòng)有趣的例子，還會(huì)用活潑的語(yǔ)言來(lái)描述，并可以結(jié)合豆包等的朗讀功能進(jìn)行朗讀，像一位小朋友在講“有聲故事”。這種輕松活潑提問(wèn)、追問(wèn)式的學(xué)習(xí)，可以讓低年級(jí)學(xué)生用“有聲故事”等學(xué)習(xí)方式講信息科技原理，并且學(xué)會(huì)自己生成有趣的內(nèi)容、選擇適合的學(xué)習(xí)方式。

用GAI生成流程方案，分步解決子問(wèn)題提升技術(shù)操作能力

對(duì)信息科技教學(xué)來(lái)說(shuō)，比較關(guān)鍵的是實(shí)踐體驗(yàn)。如果不動(dòng)手，小學(xué)生會(huì)因體驗(yàn)欠缺而理解不了原理的實(shí)踐意義，也掌握不了技術(shù)的應(yīng)用。可是，小學(xué)信息科技涉及的不少知識(shí)因?yàn)槠潆y度大而限制了學(xué)生的理解、操作。于是，筆者嘗試將GAI與學(xué)生的技術(shù)操作相互協(xié)同，由學(xué)生自主生成不同階段的技術(shù)操作步驟，在學(xué)習(xí)過(guò)程中因需分解出子問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)從易到難的技術(shù)操作能力培養(yǎng)。

1.生成技術(shù)操作的流程化設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行學(xué)習(xí)階段自主劃分

在教學(xué)中，筆者大多是通過(guò)任務(wù)單來(lái)羅列操作步驟，讓學(xué)生按步驟操作，這樣的流程導(dǎo)致部分學(xué)生缺乏耐心、不遵章行事。因此，筆者在教學(xué)中針對(duì)“過(guò)程與控制”等實(shí)踐性較強(qiáng)的部分內(nèi)容，讓學(xué)生學(xué)會(huì)自主生成操作流程，形成學(xué)習(xí)方案，旨在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)自豪感與責(zé)任感。例如，向GAI詢問(wèn)“小學(xué)五年級(jí)進(jìn)行聲控傳感器實(shí)驗(yàn)的流程是什么？”，生成相關(guān)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備，包含實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)工具等；實(shí)驗(yàn)的步驟包含連接電路、測(cè)試聲控效果、調(diào)整傳感器等；對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察與記錄，包括用表格記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果（如下表）；思考的問(wèn)題及思維引導(dǎo)，如“為什么聲音能讓燈亮？（聲控傳感器能‘聽(tīng)到聲音，把聲音變成電信號(hào)，從而控制燈的開(kāi)關(guān)）”“哪些聲音更容易讓燈亮？（通常聲音越大、頻率越高，傳感

聲控測(cè)試拓展實(shí)驗(yàn)方案

器越敏感）”等，甚至還可以生成一些相關(guān)的拓展實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)材料與結(jié)果的整理等不同的學(xué)習(xí)階段，共同組成更完整的學(xué)習(xí)方案。

2.分類生成子問(wèn)題的需求與解決，提高整體知識(shí)與系統(tǒng)學(xué)習(xí)的能力

傳統(tǒng)講授式技術(shù)教學(xué)常導(dǎo)致技術(shù)學(xué)習(xí)與現(xiàn)實(shí)問(wèn)題脫節(jié)，難以培養(yǎng)學(xué)生的整體認(rèn)知與系統(tǒng)學(xué)習(xí)能力。項(xiàng)目式學(xué)習(xí)則能充分發(fā)揮GAI生成算法與程序代碼的優(yōu)勢(shì)，使算法學(xué)習(xí)與真實(shí)場(chǎng)景深度融合。以“校園植物識(shí)別”項(xiàng)目為例，學(xué)生在掌握基礎(chǔ)原理后，更重要的是可以繼續(xù)生成“設(shè)計(jì)一段Python程序通過(guò)攝像頭采集各種植物樣本照片”“生成另一段程序讓電腦學(xué)習(xí)各種植物圖片，并生成模型文件”“利用模型文件識(shí)別認(rèn)識(shí)的照片進(jìn)行模型測(cè)試”“怎樣提高模型識(shí)別圖片的準(zhǔn)確性”“如何將各程序代碼整合生成一個(gè)植物識(shí)別系統(tǒng)”等，這種實(shí)踐方式不僅讓學(xué)生親歷人工智能模型的完整開(kāi)發(fā)流程，更使其通過(guò)模塊化實(shí)踐深化對(duì)人工智能深度學(xué)習(xí)原理的理解。

可見(jiàn)，生成符合流程的階段性學(xué)習(xí)方案，并引導(dǎo)學(xué)生基于實(shí)際需求解決子問(wèn)題，能在分步生成中提高學(xué)生整體、系統(tǒng)化的學(xué)習(xí)認(rèn)知與實(shí)踐能力。此外，可以讓學(xué)生嘗試用GAI生成代碼驗(yàn)證算法解決問(wèn)題，改變過(guò)去僅靠手寫(xiě)代碼的認(rèn)知局限，同時(shí)促進(jìn)學(xué)生用GAI實(shí)現(xiàn)體驗(yàn)與創(chuàng)新相結(jié)合的技術(shù)自主可控價(jià)值觀的形成。

用GAI生成課程體系，積累個(gè)性化的教學(xué)資源

在數(shù)字賦能教學(xué)階段，曾經(jīng)存在統(tǒng)一學(xué)習(xí)資源不符合本地實(shí)際，而本地學(xué)習(xí)資源構(gòu)建又常遇技術(shù)瓶頸等問(wèn)題，致使雖然地方平臺(tái)眾多但信息孤島現(xiàn)象嚴(yán)重?，F(xiàn)在，則可以借助GAI的智能體設(shè)計(jì)，高效地提供個(gè)性化課程體系構(gòu)建。以“身邊的算法”為例，筆者使用豆包智能體，要求它根據(jù)小學(xué)五年級(jí)學(xué)生的知識(shí)水平，隨時(shí)生成生活化的應(yīng)用案例、趣味化的學(xué)習(xí)活動(dòng)、形象化的原理介紹等課程內(nèi)容，并將GAI智能體二維碼發(fā)給學(xué)生在課外進(jìn)行持續(xù)探索。另外，筆者還嘗試結(jié)合ima生成、管理教學(xué)內(nèi)容，并將分類生成的原理知識(shí)、技術(shù)操作與價(jià)值觀引導(dǎo)聚沙成塔，構(gòu)建符合本人教學(xué)風(fēng)格的個(gè)性化課程資源體系，形成信息科技教育的“智能記錄本”，對(duì)校本課程的建設(shè)起到了很好的推進(jìn)作用。

借力GAI構(gòu)建“研一教一學(xué)一評(píng)”的課程實(shí)施協(xié)同模式

近期，筆者帶領(lǐng)本校的課題研究組開(kāi)始構(gòu)建以智慧課堂為中心的“研一教-學(xué)-評(píng)”協(xié)同模式，確立以課堂教學(xué)新模式的構(gòu)建研究為落腳點(diǎn)，通過(guò)GAI生成教學(xué)案例，設(shè)計(jì)跨學(xué)科學(xué)習(xí)方案及評(píng)估體系，結(jié)合新課標(biāo)要求優(yōu)化備課、觀課、評(píng)課等教研環(huán)節(jié)，為教師發(fā)展和課程建設(shè)賦能。筆者在新疆疏勒縣支教期間，充分發(fā)揮GAI在教研、教學(xué)和課程建設(shè)中的賦能價(jià)值，通過(guò)送教下鄉(xiāng)、示范課觀摩、集體備課展示等，有效提升了當(dāng)?shù)亟處煹膫湔n質(zhì)量和教學(xué)效率，同時(shí)也為促進(jìn)城鄉(xiāng)教育優(yōu)質(zhì)均衡發(fā)展尋找更多的地區(qū)聯(lián)動(dòng)、智能協(xié)同進(jìn)步的課程發(fā)展新形態(tài)。

結(jié)束語(yǔ)

GAI將以其開(kāi)放、專業(yè)和動(dòng)態(tài)生成等特點(diǎn)，讓信息科技課程深度實(shí)現(xiàn)“雄關(guān)漫道真如鐵，而今邁步從頭越”的雄心壯志，從教學(xué)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法到資源建設(shè)的“科技共生”路徑賦能課程，會(huì)不斷在提出問(wèn)題中解決問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知水平與實(shí)踐技能的共同飛躍，持續(xù)為培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)字素養(yǎng)與技能書(shū)寫(xiě)更加光輝燦爛的明天。

參考文獻(xiàn)：

[1中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn) （2022年版）[].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

[2]中華人民共和國(guó)教育部.中小學(xué)生成式人工智能使用指南（2025年版）[EB/OLJ.https：//www.cse.edu.cn/index/detail.html？category=31amp;id=4242.e