人工智能在小学信息技术课程中的实践探究

【摘要】人工智能已经成为推动技术进步和社会发展的关键技术，虽然我国的人工智能教育还处在起步阶段，但人工智能教育在中小学信息技术教育教学中得到了空前的重视。人工智能在小学信息技术课程中的实践应用有其独特的优势存在，能为小学信息技术课程教学开展实践活动提供参考。本文从人工智能的现状，到人工智能能改变教学方式、扩展学习方式、强化实践活动、提升实践应用以及对未来教育的展望等几个方面展开讨论。

【关键词】信息技术;人工智能;实践活动

作者简介：张红（1981.10—），女，现任江苏省昆山市周市镇永平小学副校长，研究生学历。

人工智能技术的飞速发展对人们现在的生活和学习产生了巨大的影响，现在人们在家就可以通过智能化家居系统享受更加舒适的自助式服务，比如智能窗帘、智能马桶、智能影音设备、智能监控等都已经在生活中出现。在我们的日常生活中，人工智能的参与使我们享受了许多智能服务，如完成购物后利用人工智能进行支付;市民可以通过叮咚买菜、多多买菜、美团优选、淘菜菜等便利买菜平台实现网上买菜;同时疫情期间，网上购物实现无人自动配送……可见，人工智能技术正日渐强大，无处不在，人们的生活越来越离不开人工智能技术。

人工智能技术同样渗透到了校园中，学生在学校可以借助智能教学系统，用更少的时间掌握更多的知识和技能，如智慧黑板、未来教室上课体验、智能广播系统、校园智能灌溉系统、楼道声控灯等都让学生开阔了眼界。當前的小学教育教学中，小学生对人工智能的了解还不全面，因此在信息技术课程的开展过程中，教师应用人工智能技术一来可以提高教学效率，二来可以让学生对其有更全面的了解和掌握。

一、引入人工智能，改变教学方式

智能教学课堂跟传统课堂教育中老师起的作用不同，传统课堂上是真实存在的教师向学生传授各种知识，而智能教学中传授知识的可以是虚拟存在的老师。比如在教授某个知识点时，教师可在课前设计好一个微课，让学生通过反复观看视频学习操作重点与难点，再结合操作要点完成练习，这也是增强学生的自主学习能力的一种方式。

人工智能课堂中，学生的学习过程更加个性化，这样的课堂是非常灵活的，而教师能有更多的时间与学生进行互动。并且，教师可以利用人工智能技术对学生的学习方式、学习进度进行数据分析，帮助学生及时定制学习计划，满足不同学生的学习需求，进而优化课程设置。如现在流行的“AI”系统，可以根据过去的实践和预测的未来结果，为每一位学生定制学习体验，人工智能在慢慢改变现有的传统教学方式。

例如，对苏教版小学信息技术三年级《认识计算机》这一课程内容，教师在正式开展教学时可先提出“同学们，你们认识计算机吗？你知道计算机的组成是什么吗？”这些问题，再在课堂上利用人工智能“AI”模拟情境让学生感知计算机，认识计算机的基本组成。教师可通过人工智能让学生了解计算机硬件，看到主机的外观就像一个黑色的大箱子，“大箱子”里面藏着很多的硬件，有主板、CPU、硬盘、显示器等。教师可在借助人工智能直观呈现它们的样子的同时加以讲解，如在展示显示器时告诉学生显示器就是可以显示电脑的各个程序的一个硬件。而后，学生可以提出疑问，可以对计算机发送指令，让它通过模拟三维空间向其介绍相关信息，如此学生就通过人工智能真实情境完成了相关知识点的学习。这样的体验，让信息技术课更加生动形象。[1]

二、培养个性化学习，扩展学习方式

在小学信息技术课程中，学生学习的方式由于人工智能的参与已经得到了扩展。与传统的课堂学习相比，有人工智能的课堂，学生的个性化得到了充分的体现，学生可以选择多种学习方式。现在比较盛行的“走班式”学习在慢慢进入校园，不过“走班式”教学虽然有利于学生的学习，但也有一定的局限性，比如一生一课表、一室一课表在排课等方面给学校带来很多不便，所以想要大范围的铺开还是不太现实。但在人工智能时代，学校可以借助智能化的排课软件，通过合理的算法，优化学校课程，这样的安排也能满足广大学生的意愿，当然“走班式”教学现在在小学完全实施还有点困难。

笔者所在的学校虽然已经开始尝试“走班式”教学，但主要是针对家长开放日设置的。学校利用一个年级的家长开放日时间，组织部分家庭教育指导师准备好课程内容，让家长先在网上预约上课内容，到时间再到相对应的地点听课，这样的个性化上课模式深受家长欢迎，比传统的家长开放日的专家讲座更能迎合家长的需要。

把这样的“走班式”模式用到信息技术课堂上也未尝不可，教师在布置任务的时候按难易程度分组分类，设置不同的关卡。每个组由小组长进行管理，小组长利用智能软件记录学生的完成情况。教师在课堂上是一个统筹者，每个学生根据自己的喜好选择不同的任务去完成，通过一个关卡后，学生可以再次选择另一个关卡，这样的课堂是开放式的，学生从自身的兴趣出发，自主选择挑战关卡，如果实在有困难就由小组长负责指导，这样也能保证学习效果。笔者也在实际的信息技术课堂上对这样的“走班式”教学进行了尝试，学生对于这样的学习方式非常感兴趣，有了不一样的学习体验。

三、提高思维技巧，强化实践活动

信息技术课堂上学生的实践活动是必不可少的，在此笔者以小学信息技术四年级的《感悟技术发展》一课为例，讲解教师可如何利用人工智能引导小学生学习信息技术课程。四年级的学生已经学习了两年的信息技术知识，学会了通过多种渠道进行网络交流，比如腾讯QQ、微信、论坛、邮箱等。他们对新事物、新技术的兴趣很高，在课堂学习中注重的是技术的体验。《感悟技术发展》这一课从几个方面介绍技术，重在让学生了解与信息技术有关的技术发展。教师可通过智能化体验、互联网搜索、微视频自学等多种方式让学生感受信息时代计算机应用的无处不在，以及信息技术发展给人民的生活带来的便利。教师还可向学生介绍计算机发展史、新一代信息技术等让学生充分感悟技术的发展，拓展和启迪学生的思维空间。[2]随着新的技术不断涌现，科技的不断发展，教师要抓住事物发展的特点，引导学生对所学知识形成知识体系，充分调动学生的学习积极性。E9B8F959-D547-4B76-B934-6CF830CAA07E

（一）真实情境，引入信息技术课堂

在《感悟技术发展》这一课程的教学中，教师可以进行协同教学，首先教师需要提前设置好一个实际的教学情境，然后由教师、学生在教学情境中分别扮演不同的角色，最后由教师提出问题，学生解决问题。教师通过这样的一个过程，将人工智能顺利的应用到小学信息技术课程的实践活动中。

例如，现在的新冠疫情还没结束，新型变异毒株间或涌现，国内和国外的防控压力都很大，仍在坚持着“外防输入，内防反弹”的要求，做好常态化疫情防控工作。在这样的背景下，教师在上课伊始为学生引入一段视频，视频内容为2020年5月8日在新加坡的一个公园出现了一只神奇的狗，它一出现就引起了轰动。原来它是一只波士顿动力机器狗，它不断地发出语音信号，反复提醒居民戴好口罩，保持适当社交距离，还一边在公园走动。它还能够估算出在公园的人数，帮助公园保安完成巡逻的工作。学生一看到这个视频就都被这只神奇的狗吸引住了，体会到智能时代下技术的发展给我们的生活带来的便利。

（二）网络助力，体验智能的知识传授

信息技术课堂的优势是可以利用网络完成多个环节的教学。在《感悟技术发展》课堂的导入环节学生认识了一只波士顿动力机器狗，这时教师再引出AlphaGo。AlphaGo是一个机器程序，了解围棋的学生大部分都知道，世界围棋冠军李世石在2016年与计算机程序AlphaGo对弈，结局是被打败了。一年后，又有一个计算机程序AlphaZero诞生，它跟AlphaGo比赛时，成绩惊人，以100∶0的成绩获胜。

學生在日常生活中也或多或少接触过人工智能，教师在课上可给学生一点时间利用网络查阅有关人工智能的知识。例如，现在是5G时代，有5G通信网络;无人驾驶技术在现实生活中得到实现，百度Apollo无人车亮相，震撼了春晚舞台，也让世界见证了中国速度。还有，现在人们外出购物不再只能使用现金支付，还可以使用电子支付，人们可以通过扫描二维码完成支付，甚至支付宝还支持刷脸支付。现在提倡绿色出行，人们乘坐公交车时，也有着多种支付形式，不仅仅可以通过投币、刷卡乘车，还可以通过相应的APP实现扫码乘车……

在《感悟技术发展》这一课程中，教师利用计算机教室的现有电器设备，让学生体验用智能手机操控空调、电视等设备，只要匹配一下型号，手机就是一个现成的遥控器。学生看到这样的简单快捷的物与物的对接操控，都惊讶地张大了嘴巴。智慧生活已经悄悄地进入我们的生活，还有云端存储、电子纸、触摸屏一体机和iPad平板显示设备等都出现在我们的生活中。如果条件允许，学生在课堂上还可以通过网络查找了解身边更多的智能应用。

（三）拓展思维，加强评价管理展示

在课堂评价中，传统教学管理主要由教师自己进行现场评价，或者是学生之间的相互评价，导致教师容易陷入教学误区，很多教学失误很难靠自己发现。教师将人工智能技术引入到小学信息技术课程中，利用人工智能技术开展教学评价，小学信息技术课程的评价会更加客观。从科学的角度对教学管理进行评价，教师可以直接从评价结果中发现自己的问题。信息技术课堂有着独特的优势，可以以课堂为载体，通过聚焦人脸识别技术、语音识别技术对课堂行为进行分析等，而后教师对这些数据进行收集和整理，在此基础上统计分析学生的学习成果，或是通过学生问卷反馈等教学辅助手段帮助学生查漏补缺。这样的大数据采集分析教学评价方式为教学提供了一种新的可能，大大提高了教师的教学效率，也让更多的学生参与到课堂中，而相互评价也能拓展学生的思维。

四、展望智能教育，提升实践应用

人工智能在未来的信息技术教育教学中或将起到主导作用，不过在此基础上也需要教师对教学的程序进行统筹设计。教师可以将人工智能与问题教学法相互融合设计出一套可以在人工智能教学中应用的教学程序，这样即可利用人工智能技术高效地完成小学信息技术课程实践教学，也可以让学生完成基本的学习任务。比如学生在课堂上先对教师预先提供的浏览器的使用方法了解清楚，再完成教师提出的扩展教学任务。学生若要完成线上听歌、看视频的任务，得先了解听歌需要什么软件，看视频又需要什么软件，然后还要自己研究如何下载计算机上没有安装的软件，而听歌使用的软件不局限于一个，在这过程中，学生会发现有酷狗音乐、千千静听、华为音乐、百度音乐盒等多种听歌软件，还会发现有的软件是免费的，有的是要收费的。学生在计算机上搜索软件的过程也是学习的过程，最终教师进行总结评价，这样教师的扩展教学效果和学生的创新创造能力都可以得到提高，以后学生遇到其他问题也可以通过计算机自行解决，同时也提升了学生的创新思维能力。[3]

人工智能在小学信息技术课程中的实践应用能提高学生的学习效果，但需要注意的是，教师在小学信息技术课程教学中不能因过度倚重人工智能而忽视了与学生的情感交流。课堂教学中，教师还是教学主体，教师需要找到合适的方式让学生的自主学习能力得到提升。如果教师在教学中长期使用人工智能开展教学，那么学生的日常沟通交流能力也会有所下降，学生无法占据学习主体地位，在人工智能教学中学生仍然处在被动接受知识的位置。学生在人工智能教学中虽然能够提高知识掌握水平，但是知识的运用能力和创造性学习能力还有待进一步提升。因此虽然人工智能在教育教学中的使用能够使教学增色不少，但是实际使用过程中也是要谨慎对待它的，教师在教学时需要先衡量利弊再使用。

总之，人工智能时代需要的是有丰富的想象力和创造力的人才，教师必须紧跟时代的步伐，在教育中多给予学生广阔的思维空间供其驰骋想象，引导学生养成创新思维，努力使他们成为开拓创新、善于思考的新时代人才。人工智能技术发展起来之后对教育行业的改变非常大，学生对信息技术课程的期望更高，学生可以独立自主地完成对知识技能的学习。对此，教师可以将主要精力放在扩展教学方面，也就是借助人工智能技术来完成基础教学工作，学生在这样的课堂上也能有不同的学习体验，这样才能从理论和实践两个角度提高学生的学习能力和成绩。

【参考文献】

[1]廖栩，陈雪松.人工智能在信息技术课堂教学中的应用探究：以AI双师课堂《救援呱呱》为例[J].中国现代教育装备，2020（8）：25-27.

[2]胡欣华.人工智能在信息技术课程的教学实践[J].电子技术，2020，49（6）：138-139.

[3]郭丽娜.中小学信息技术教学存在问题及对策研究：以人工智能运用为例[J].软件导刊：教育技术，2019，18（9）：17-19.E9B8F959-D547-4B76-B934-6CF830CAA07E