小學信息技術課程滲透人工智能教育的探索

沈春曉

摘 要：在信息時代，教師要深入分析現階段我國素質教育改革要求，圍繞教育先進性和融合性特征，重點探討教育生態體系下小學信息技術課程滲透人工智能教育的發展契機與改革途徑，通過具體案例從教學要求、目的、課程設計等方面全面分析人工智能教育滲透策略，打開在素質教育中落地生根新局面，促進教育的現代化需求，落實科教興國現實意義。

關鍵詞：小學；信息技術；人工智能教育；策略研究

【中圖分類號】G623? ? ? ? ? ?【文獻標識碼】A? ? ? ? ? ? ?【文章編號】2097-2539（2023）14-0048-03

1.人工智能教育的概念

人工智能涵蓋信息學、計算機科學、控制論、哲學、數學等學科，屬于利用計算機模擬的學科。人工智能教育所涉及的概念比較抽象且高深，主要針對大腦思維活動進行模擬，例如，識別問題、設計規劃、推理識別、學習求解等。與普通信息技術相對比人工智能更綜合化、復雜化，但相對小學時期學生來說，明顯超出其知識經驗和認知能力?？茖W合理安排人工智能語言基礎知識教育工作，引領智能化求解的學習意識，激發學生探索和操作人工智能興致，為深度學習奠定良好先決條件。

2.小學信息技術課程滲透人工智能教育改革初探

（1）可行性

在小學信息技術課程滲透人工智能教育主要強調三方面：通過體驗認識人工智能；初步理解人工智能基本原理；對初級人工智能應用進行簡單操作。以培養學生計算思維為重點，調動人工智能輔助學習。在學生層面：小學生未必能夠真正領域人工智能高端技術內涵，但通過了解人工智能基礎知識，體驗人工智能技術的廣泛應用，接觸基本算法，提升參與人工智能技術研究積極性；在學校層面：鼓勵支持信息技術課程開發，把握人工智能教育內容與方向，從實際學情出發提升教育先進性和引領性；從教師角度：開放心態接納新時代教育改革變化，主動接觸了解人工智能前沿技術，結合教材內容融會貫通，提質增效。

（2）必然性

《中國教育現代化2035》對我國教育的現代化發展作出重要指示，要創造科技型、智慧型、融合性、發展性、引領性生態教育體系，推進教學改革步伐。教育現代化的顯著特征即融合智慧與智能發展，以考驗學生創新創造能力為基本目標，必然對課程改革方向和設計作出更高要求。智慧時代的創造必須要智慧的人才完成，以先進的教育信息化做支撐。人工智能教育交叉復雜，是新一輪產業變革核心驅動力，無論立足時代發展還是產業結構調整，教育都要與時俱進，不斷探究前沿技術在教育階段的開展。

3.人工智能教育在教育生態化進程中的作用

（1）教育者層面：從教育到觀念的轉變

隨著信息技術發展和在教育領域的鋪開，新的技術觀點迭代更新飛快，教育工作者要不斷提升自身教育理念和知識儲備，完成綜合素養與時代需求匹配。學生生長于信息技術高速發展的時代，對于信息和互聯網學習熱情較高，獲取知識的先進途徑不斷擴展，從某種程度上分析，小學生相較于教師對信息的敏感度更高。人工智能教育在信息技術課程中的滲透，需要教師重新審視教育發展理念，完成教育素質提升。

（2）學習者層面：從學科素養到綜合素養轉變

信息技術課程旨在通過信息技術教育提升學生對信息的敏感性和處理能力，掌握信息技術的應用原則，基礎知識、計算思維等，在數字化、信息化教育中樹立信息社會正確的價值觀，增強技術責任感與信息社會責任。完成信息技術學科素養向綜合素養方向轉變，成長為復合型、全面型人才。人工智能教育作為信息技術課程的補充與延伸，拓展教學內容，增強學習趣味，讓學生真正愛上學習。

（3）學科層面：從單一學科想學科融合轉變

人工智能教育融入信息技術課程，增添心理學、數學、哲學等學科內容。小學階段學生對人工智能技術教育認識缺乏基礎和經驗，將人工智能教育作為獨立學科進行教育的價值和可行性不高，尤其涉及多個領域多門學科，將其融合信息技術教學和其他學科中，完成學科關聯性教育，形成系統、科學的學科意識，為學科融合課題研究提供現實依據。

4.人工智能教育在小學信息技術學科中的應用

（1）目標

小學時期學生不具備理解人工智能算法和概念的能力。在信息技術學科中融合人工智能教育強調結合學生實際情況，有針對性地開展人工智能技術認知和感知教育，重視體驗教學，以實踐教學為主要形式引領學生了解人工智能特征，掌握其應用價值。課堂教學要加強學生思維進行有目的地拓展，形成“實踐—體驗—思考—總結”的教學模式，共享人工智能研究成果，互動交流學習樂趣，要學有所得、學以致用。通過案例輔助理論教學將文字識別、人臉識別、車牌識別等教學內容進行模塊化，整合知識體系，建立開放、科學的課堂。

（2）流程

第一，認識了解。新時代小學生對人工智能技術并不陌生，通過與生活實際相結合，學生能夠舉出生活中常見的多種人工智能例子，天貓精靈、小愛同學、掃地機器人、導購機器人等都是人工智能技術產物。在信息技術課程中融合人工智能教育并不是一味強調技術概念和現狀，而是通過具體的場景和案例切入，引導學生認識理解人工智能原理和應用范圍，端正對人工智能的認知，明確應用價值，樹立科學的、正確的科技觀念。

第二，感悟思考。在認識理解基礎上，通過對理論的研究與探索積累了基本知識基礎，但并未形成完整體系，學生對人工智能的分類與關系理解是廣泛的、模糊的，此時針對性的課程設計尤為關鍵，也是將學生學習層次從興趣轉化為感悟的關鍵時期，本著“重思考”“輕技術”教學原則，從多重感官全面開展知識體系構建，“輕技術”并非完全忽略技術教學，而是將技術教學隱藏域體系構建中，利用具體的形象的實際應用進一步促進思維提升。

第三，體驗吸收。在深入理解人工智能基本內涵后，依托學生比較完整的理論基礎完成對人工智能實踐操作和應用場景的教育。學生在具備一定的理論基礎后對體驗時間躍躍欲試，此時教師往往將教學內容劃分為比較小的操作單元，組織學生以組為單位進行資料收集和實際操作，完成初步的人機互動，加深對人工智能應用過程和價值的理解。

（3）需求

第一，硬件環境：計算機或iPad。

第二，軟件環境：圖像編輯（Prisma）、圖像識別（彩色）、 語音識別（輸入法）、人機交互（天貓精靈）。

5.小學信息技術課程滲透人工智能教育的策略

（1）運用方式

第一，依托教學系統，組織小組合作。在實際教學中，通過智能教學系統組織學生小組合作。第三代教學系統通過互聯網對學習做出即時全面、有效的診斷。以認識基礎為理論依據，結合人工智能、教育心理學等因材施教，實現一對一師生關系，利用智慧教學體統功能指導學生合作互動、提升學習成效，促進教學質量提升。以“智能安防與家居”“無線通信與智能網關”為例，教師可借助智能教學系統交流互動功能，引導學生探討生活中智能家居的應用范圍，在小組內進行交流提出自己在生活中見到的智能家居類型，聽取小組成員見解，通過創設“安全隱患”模擬環境，解決臥室進水、家中被盜、房屋著火等安全事故，完成“了解隱患類型與探測設備、模擬防護體驗，小組合作嘗試建立安防系統模型”教學目標。

第二，利用語音識別，加強互動教學。語音識別系統是人工智能技術比較基礎和常見的方向，依托個體語言特征為依據，多聲音進行鑒別；或是通過語言指令執行解答或搜索命令。語音識別的代表產品是小愛同學、Siri、天貓精靈等。人工智能技術在信息技術課程中滲透融合時，教師大多使用語音識別系統進行互動教學，加強學習趣味性，讓學生積極主動地探究相關知識和技能。以“智能導航”“智慧出行”為例，教師可在課前導入環節利用手機人工智能軟件與學生進行語音互動交流，讓學生發出“hi，siri，打開地圖”指令，向學生展示手機軟件對指令執行過程，進一步延伸至對生活當中共享單車、實時導航等智慧出行的科學應用進行分析，發出“手機為何能直接對共享單車進行開鎖關鎖”“聰明紅綠燈怎么直接感應綠色公交車，發出優先通行綠燈信號”等疑問，引導學生進一步探索智慧出行各場景中的物聯網技術，感受物聯網技術對生活出行的影響，激發學習動力并形成綠色出行的環保意識。

第三，創設生活情境，提升教學效率。技術在實際生活中應用廣泛，學生在生活中使用、接觸信息技術同時享受信息技術對現實生活所帶來的便捷，但平時并沒有過多深究智慧生活背后蘊含的技術原理。通過結合生活實際案例與理論知識，能夠將抽象的技術原理具體化展示出來，幫助學生快速理解相關概念。以“傳感器與感知系統”“電子標簽”為例，在超市進行購物時收銀臺對產品編碼進行掃描輸入完成對物品的結算工作就應用了電子標簽技術，教師可引導學生觀察身邊“不起眼”的小物件觀察認識電子標簽形態，通過對電子標簽的智能應用案例分析掌握應用特點，進一步了解物聯網技術的相關應用，思考技術所帶來的變革，培養探索意識，提高教學效率。

（2）應用策略

第一，立足課堂主體，激發學生興趣。結合小學時期學生身心成長規律和個性特征，圍繞學生好奇心、探究欲進行教育改革，必須重視學生的主體地位，以學生為中心，明白教學目標激發學習興趣，從而實現學科融合的效果。當代小學生對電子產品的操作能力已經具備一定基礎與經驗，常規的信息技術教學無法滿足學生實際學習需求，教師要通過人工智能的滲透教育，引導學生加以熟悉人工智能的運用場景，在充分調動學生學習積極性基礎上開展教育工作，提升學生主動性與能動性。

第二，構建編程體系，拓展學科內容。隨著科技不斷發展，人工智能技術覆蓋生產、生活方方面面，編程作為人工智能技術的基礎非常關鍵，現代化、科技化競爭激烈的未來，編程學科成為必備素養指日可待。小學信息技術課程的教學滲透人工智能教育可以從以下幾方面進行構建：首先以編程知識創設游戲情境，迎合學生成長規律和興趣特征；其次是詳細闡述編程軟件圖形化編程內涵，引導學生具備編程意識，學會使用變成解決問題；再次重視學科立項，健全評價、糾錯、指導體系，鼓勵學生不斷判斷不斷調整；最后掌握計算機基本算法，能夠借助編程功能發出指令，加強實踐經驗。

第三，結合創客教育，鍛煉實操能力。創客教育是集科學技術、數學工程、藝術創造等知識與技能形成的新型教育模式，遵循開放的、自由的、強調體驗感的教育原則，以實踐為主培養學生創新能力、思維能力和創造能力。結合學生興趣在項目指導下利用數字化工具進行合作探究，融合多領域學科教育。人工智能教育與創客教育相結合，削弱學生在經驗不足、技能積累不夠方面的影響，通過合作實踐理解人工智能的建模和算法，完成人工智能啟蒙教育，在實踐能力和創新能力共同得到提升的過程中，培養解決問題能力，拓展創新思維。

（3）實施效果

第一，學生層面。人工智能教育滲透小學信息技術課程教育，結合學生興趣，拓展探究思維，踧踖學生在游戲和體驗中了解人工智能概念，掌握“大數據”“機器學習”等專業術語及概念，增強操作能力，加強對“語音識別”“互動交流”“圖像分析”“人機互動”等方面能力，從教育一體化中真正理解人工智能的內涵與價值，培養深度學習素養。

第二，教師層面。人工智能技術的復雜性和綜合性無疑提升了教師的備課難度、教學水平，在不斷完善教學理念、教學方法中完成個人成長，使個人職業素養與技能得到提升，教師是學生的引路人，確保教師職業水平始終處于時代前沿，全面貫徹落實教育目標。

6.結語

綜上所述，人工智能的快速發展和應用，加速了我國經濟、文化與生活現代化進程建設腳步，教育事業要與時俱進積極面對新時代新一輪教育改革，在不斷探究人工智能滲透小學信息技術教育的研究中，以人工智能發展為契機，逐步調整教學內容及方法，完善教學理念，培養現代化人才。

參考文獻

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