人工智能在信息科技教学中的运用

〔摘要〕信息技术的快速发展使我国的科技实力逐步攀升，人工智能逐渐走入人们的日常生活，也为小学信息科技教学带来了更多可能。在小学信息科技课堂上应用人工智能，可辅助学生了解更为前端的信息技术，在丰富课程资源、技术的同时，为培养更多创新型、实用型的信息化人才奠定基础。本研究从教学指导、学习过程与多元评价三个层面，探索人工智能在小学信息科技课堂的运用路径，期望研究能够在突出人工智能优势的同时，为增强信息科技课程育人效果提供支持。〔关键词〕信息科技；人工智能；运用路径信息科技是小学教育体系中的重要组成部分，但信息科技学科涉及内容较多且过于复杂，易导致学生出现认知和理解问题。人工智能属于一门带有综合性特点的学科技术，涵盖语言论、信息论、控制论、计算机科学等内容，具有覆盖面广、更新速度快等特点。将人工智能引入小学信息科技课堂，不仅能够丰富学生的学科知识储备，更能实现对现有信息科技教学模式的革新。但人工智能的应用不可能一蹴而就，如何在突出其优势和价值的同时，使之赋能于信息科技课堂，是教师需要思考的问题。一、注重教学指导，形成理性认知（一）重构教学理念，丰富课程内容传统的小学信息科技教育更多地以提升学生成绩和技能为主，但新课标注重学生核心素养的培养。基于核心素养的分析，更多地指向学生关键能力、必备品格与正确价值观，而以往单一化的教学理念、目标与内容已经无法满足学生的发展需求。因此，在教学指导环节，教师应尝试结合人工智能丰富信息科技内容。具体而言，在把握信息科技课程主题的情况下，提取人工智能资源、技术、相关知识等，辅助学生展开学习，以此深化学生对人工智能的理解，使其能够在人工智能的带动下，进一步内化和迁移信息科技课程知识。以人教版信息科技三年级“初识人工智能”一课为例，本课需要学生把握人工智能特点，了解人工智能在生活等多个领域中的应用。针对本课，教师可从如下几个方向展开教学指导：首先，在课程预习阶段，引导学生结合“什么是人工智能？”“哪些行业领域常应用人工智能？”“人工智能的出现给社会发展带来哪些影响？”等问题，自主收集相关材料，并在课中进行分享。其次，在课堂教学阶段，结合微课视频展现人工智能在社会中的应用场景，如人工智能识别方言、普通话、多国语言的过程等，促进学生进一步了解人工智能特点。最后，从归纳总结层面，鼓励学生叙述“生活中的人工智能技术”，使学生在学习中建立起“人工智能与生活息息相关”的思想意识。这一教学过程突出学生主体地位，带领学生经历自主思考与交流表达过程，改变了传统的以教师为主导的育人模式。同时，人工智能资源与技术的引入过程，也丰富了现有信息科技教材内容，增强学生对信息科技课程的理性认知，也为提高课堂教学的有效性奠定了基础。（二）创设教学情境，增强学生学习兴趣以往的小学信息科技课堂更多地以教师为主导，学生多处于被动学习状态，较难形成对课程知识点的主动思考。加上信息科技学科中涵盖诸多抽象化的概念内容，易增加学习难度，影响学生学习兴趣。教学情境特别指向学生所处的物理环境，也包含教师创设的情感氛围，在情境的辅助下，学生更容易进入深度且积极的学习状态中。为此，教师有必要结合人工智能创设教学情境，即结合先进的智能化教学设备，打造一种带有沉浸式学习特点的课堂空间，带领学生在亲身实践与体验中感受信息科技的魅力，从而产生主动求知的欲望。以人教版信息科技四年级“人工智能耀未来”单元的教学为例，结合单元内容分析不难发现，需要学生在掌握大数据内容的同时，了解生成式人工智能，并建立起“应对智能新挑战”的思想意识。针对本课，教师可以增强学生学习兴趣为目的，从如下几个方向创设教学情境。首先，结合现实生活展现“玉兔号”月球车在月球上行走的视频，再以动画的形式播放月球车的零部件拆解过程，通过展现“人工智能机器人行走原理”的过程创设情境，辅助学生了解“人工智能耀未来”的内涵。其次，以VR形式介绍大数据在人工智能中的应用，包括“大数据帮助人工智能实现个性化服务”“结合用户偏好与行为提供定制化建议与内容”等。最后，以人工智能为学生提供个性化学习路径、习题解答和学习资源推荐，并组织学生表达对人工智能的看法等。这一过程联系现实生活创设课堂情境，将枯燥的理论知识内容以动画等多种形式呈现，有助于增强小学生信息科技学习兴趣，更可增强教学指导有效性，为学生在信息科技学习领域的发展提供助力。二、深化学习过程，提供实践机会（一）结合项目活动，锻炼自主学习能力实践是检验真理的唯一标准，实践也能促进学生进一步内化和迁移信息科技知识。但以往的小学信息科技课堂能够为学生提供的实践空间较小，导致学生对知识的理解停留于表面，无法深入实际。研究中提出的项目活动，特别是指向以信息科技课程主题所创设的自主探知项目，涵盖流程设计、成果展示等多个环节，能够带领学生经历完整的自主实践过程，为提升小学生信息科技学习能力奠定基础。同时，项目活动也能为人工智能与信息科技课程的融合创造便利条件，以人工智能技术优化项目环节，落实项目成果展示，更能增强学生的学习动力，使其获得学习成就感与满足感。为此，教师可结合人工智能与信息科技课程开展项目活动，打造多元化的自主学习与实践空间。以人教版信息科技三年级“美化处理图片”为例，在本课教学中，需要学生结合实践掌握图片编辑软件的应用方法，即了解添加文字、贴纸、裁剪、调色等多种功能，灵活应用美化和编辑图片技巧，并创造出更多具有质量和创意的图片作品。针对本课，教师可确立“美化图片我最行”项目主题。同时，发布项目活动任务，如：以多种美化图片工具与新建图层功能，自主创作一张具有质感的数字图片；整理归纳美化处理图片工具的使用方法，并以校园图片为主题，拍摄一张自认为校园中的美丽景观，并结合图片编辑软件对拍摄图片进行修饰；结合智慧白板或智能一体机展现图片成果，以个人比拼的形式检验学生图片拍摄和美化处理能力。三个环节带领学生经历不同的自主学习过程。第一环节涵盖本课基础知识，能够辅助学生获得美化和处理图片的技能；在第二环节实践中，学生需要结合人工智能，掌握更多美化处理图片技巧，并结合项目主题完成创意实践，促进学生思维与能力的拓展；第三环节依托人工智能为学生打造成果展示平台，也让学生了解到自身优势和不足，更为锻炼小学生自主学习能力奠定坚实基础。（二）开展互动交流，增强合作学习水平学生之间存在个体差异，这种差异表现在学习思维与实践能力等多个方面，因此，学生对于人工智能与信息科技课程的理解也明显不同。在此背景下，合作学习活动能够促进学生之间的互动交流，启发创新思维，挖掘学习潜能。为此，在用人工智能辅助小学信息科技课堂教学的过程中，教师应积极开展互动交流活动，以此增强学生的合作学习水平，使每位学生均能在合作实践中迸发出更多关于信息科技的学习灵感与学习潜能，实现在学科领域的持续性发展。如在人教版信息科技四年级“应对智能新挑战”一课的教学期间，需要学生在把握生成式人工智能特点的情况下，了解该类工具在应用中可能出现的问题，并掌握应对方法。结合本课内容分析不难发现，其包含诸多带有抽象化特点的内容，较容易阻碍学生的学习思维。为增强学生对本课内容的熟悉感，教师可引入“家居设备”主题，展现一些常见电子设备的应用场景，如智能音箱、语音助手等，结合该设备带有的语音指令识别等功能，突出生成式人工智能技术的应用特点。除此之外，为顺利代入本课主题，教师还可以视频的形式展现生成式人工智能工具在数学计算、语音识别方面出现的问题。同时，组织学生以小组为单位交流并讨论“生成式人工智能常出现的问题包含哪些？”“如何应对生成式人工智能工具出现的问题？”再用思维导图总结出“辨识生成数据真假的方法”“形成检查人工智能生成内容的习惯”“降低错误数据的影响”等结论。因每位学生对人工智能的看法不同，互动交流过程可在无形之中拓展学生信息科技思维，也能延伸其学习范围。此外，合作学习水平的提升也能从侧面辅助学生形成良好的学习习惯，促进学生在信息科技领域的学习与发展。三、基于多元视角，实现无纸测评评价是检验教与学成果最为有效的途径之一，但传统的评价模式较为单一，无法充分检验每位小学生的信息科技学习能力。此外，鉴于信息科技课程的独特性，传统纸质测评方式并不能充分迎合课程特点，而无纸化测评建立在人工智能系统应用基础上，可增强测评精准性与有效性。同时，与传统以教师为主导的评价模式相比，人工智能系统能够从综合性的角度提供学情数据，并带领学生参与到评价过程中，使评价更具多元化和规范化，为下一阶段信息科技教学策略的制定、教学目标的确立提供依据。为此，教师有必要结合人工智能，从多元化的视角开展无纸测评活动。具体来说，依托智能测评方法，评估学生整年度的学习状况，分析学生作业的完成度、随堂测验成绩与日常表现等。再利用人工智能自动生成学情评估报告，直观展现学生出现的学习问题。同时，鼓励学生登录人工智能平台，开展自评和互评活动，以此综合性地考查学生学习能力，达到查漏补缺、积极改进的育人效果。以人教版信息科技六年级“智能种植有方法”单元为例，在本单元教学中，需要学生完成一个小型智能种植系统的设计，并亲手调试和搭建土壤湿度、光照、温度控制系统，体悟科技改变生活的实践过程。针对本课，教师可引入人工智能，从无纸测评视角展开评价活动。如搭建人工智能测评平台，组织学生成立学习小组，并以小组为单位在平台中完成“小型智能种植系统”的设计，由平台先给出整体评估，帮助学生从成果性的视角把握自身优缺点。开展自评与互评活动。自评中，学生需要在测评平台记录下自己的学习和实践过程，包括学习中遇到的阻碍、解决问题的方法等，由此积累学习经验；互评中，学生之间需要对小组其他成员的表现做出评价，点评其优势和不足，并传递自己的学习体验。教师则整合测评平台、学生自评和生生互评数据，综合性地考查学生在本课学习与实践中展现的学习思维、实践能力与核心素养等。由此，形成关于本课的评价成果，并将评价成果记录在学习档案中；以每月和每学期为单位，利用人工智能测评平台，生成学生不同阶段的学情数据，考查学生进步情况，由此明确后续信息科技教学方向，检验人工智能在课堂的应用效果。这一过程充分应用人工智能优势，改善小学信息科技传统评价方法，也从多元化的视角检验学生学情，为制定精准信息科技育人策略提供支持。值得注意的是，学生之间的个体差异决定统一化的评价内容与模式并不能充分对接学生学情。为此，教师应结合学生实际情况及时调整评价标准，确保评价能够充分落实于小学信息科技课堂。总而言之，科学技术的发展推进了人工智能技术的应用，而人工智能的出现不仅改变着人们的生产生活方式，也为小学信息科技教学创新与发展提供了助力。加强人工智能在小学信息科技课堂的应用，能够在丰富