人工智能助推小学课堂教学创新研究

张迪　孙坦坦

[摘 要] 在信息化高速发展的时代背景下，人工智能技术已经被广泛地应用到了各行各业中，为人们的生活、学习和工作带来了极大的便利。在小学课堂教学中，也随处可见人工智能的影子，它推动了课堂教学的创新。作为课堂教学的组织者，教师要充分发挥人工智能技术的强大作用，创新课堂教学形式，丰富课堂教学内容，打造线上线下一体的新型课堂结构形态，提高课堂教学质量。

[关键词] 人工智能；课堂教学；课程资源

课堂是学生学习知识的主要场所。一直以来，我国小学课堂教学都是以教师的讲解为主，教学形式单一，且教学内容以书本知识为主，缺少拓展和延伸，这在一定程度上限制了学生的思维与视野，阻碍了学生的个性发展。人工智能的应用打破了传统教学的桎梏，不仅给学生带来了更为丰富的学习内容，也创新了学习的方式，为学生提供了更为广阔的学习空间，有效地激发了学生的积极性与主动性。教师要巧用、多用、活用人工智能，打造数字化的小学课堂，开创小学课堂教学的新局面。

一、人工智能在小学课堂教学中的应用优势

（一）学习环境智能化

在传统课堂上，教师和一支粉笔、一本教科书、一块黑板就支撑起了整堂课，教学形式和教学内容比较单调，缺乏新颖性和趣味性，容易使学生产生厌学情绪，影响学生课堂参与的积极性。人工智能的应用使教学环境变得智能化，教师可以利用智能设备对学生进行一对一教学，从而根据学生学习实际，利用人工智能技术选择适合学生的教学方法与教学策略，提高教学的针对性。教师引导学生利用人工智能应用自主搜索、探究自己想要了解的学科知识，可以拓宽学生的学习渠道，有助于学生自主学习能力的提升。

（二）教学过程智能化

人工智能在课堂教学过程中具有重要的辅助作用，能为教师提供强有力的技术支持。教师可以利用大数据应用对学生的知识结构、能力水平、性格特征等进行分析，从而客观全面地了解每个学生的具体情况，以便教学时根据学生的个体差异采取个性化的教学策略。基于学生个体差异的教学有助于学生的整体进步。例如，教师可以根据学生的具体差异，利用人工智能为不同的学生推送不同的学习资源，使每个学生都能处于自己的最近发展区。另外，人工智能还可以为学生提供仿真学习空间，将一些在现实生活中无法实现的场景通过虚拟的形式呈现出来。

（三）教学评价智能化

传统的教学评价过于依赖学生的考试成绩，往往成绩好的学生就是教师眼中的“好”学生；同时，学校对教师的评价也与学生成绩挂钩，教师所带的学生成绩好，则是学校眼中的“好”教师。显然，此种评价模式只看到了结果，没有看到过程，很容易打击学生和教师的积极性。人工智能的应用加强了教学评价的科学性和有效性，教师可以利用人工智能应用对学生的学习过程进行量化表示、记录，并通过人工智能系统对这些数据进行分析，自动生成评价报告。人工智能还可以辅助教师批改作业和试卷，为教师和学生提供真实的反馈。显然，人工智能参与下的教学评价有助于消除教师主观因素的影响，减轻教师的工作量，提高评价反馈的及时性、真实性，从而助力教师改进教学，助力学生自我提升。

二、人工智能助推小学课堂教学创新的策略

（一）巧借智慧课程资源，吸引学生参与兴趣

兴趣是学生参与课堂学习的内在动力之一，对学习内容产生浓厚的兴趣后，学生就会积极主动地思考与探究。所以，在课堂教学中，教师要拓宽教学视野，既要立足于教材，又要超越教材，巧妙地将各种智慧课程资源应用到教学中，为学生营造图文并茂、动静结合、生动有趣的课堂环境，用丰富的视听刺激和多彩的教学内容吸引学生的注意力。

在具体的教学实践中，教师应充分利用各种智慧课程资源，比如交互式电子白板自带的资源库，其中有各个学科的教学资料。教师可以根据教学需要，将这些智能化的课程资源灵活地应用到课堂教学中，为学生创设生动的教学情境，丰富学生的感性认识，引导学生自主地学习、理解、应用学科知识，进而从根本上改变传统的灌输式课堂。这样，教师不再花费大量的时间进行讲授，而是给学生留出了更多自主思考、自主探究的空间，大大优化了课堂教学。

人工智能已经应用于生活的很多方面，教师要善于利用相关设备从生活中提炼素材，根据教学内容和教学需要用相应的方式记录下来，特别是那些不被注意的生活细节。利用智能化的教学软件将这些生活素材制作成多媒体课件，或者作为背景材料或辅助材料穿插到授课过程中，可以使学生对所学内容产生熟悉感与亲切感，有利于学生主动地学习、探究。另外，教师还可以利用人工智能整合国内优质课程資源，包括优质的视频课程、教学案例、教学设计等，从中汲取精华，为己所用，不断创新课堂教学形式，丰富课堂教学内容，给学生带去更为丰富的课堂体验，从而提高课堂教学效率。

（二）巧借智能学习活动，锻炼学生思维能力

当前的教育现实更注重学生的想法，鼓励他们在玩中学、学中玩。因此，课堂教学不能再以“讲”为主，而是要让学生在有趣的学习活动中自觉、自主地建构知识。教师可以借助人工智能开展教学活动，为学生营造富于趣味性的学习环境，让学生带着轻松愉悦的心情投入学习活动。

在传统的课堂教学中，教师习惯让学生用刷题或死记硬背的方式巩固知识点，学生对于这种机械、枯燥的学习方式往往抵触。在教育信息化的大背景下，教师引入一些智能化教学手段，可以让学生在玩的过程中不知不觉地学到知识、提升能力。教师可以根据“以游戏练基础，以游戏促提高，以游戏养兴趣”的目标，围绕教学内容设计闯关小游戏，让学生在游戏过程中获得思维的发展，深化学习层次。教师要做的，就是制定游戏规则，由易到难地设置关卡。考虑到小学生正处于思维发展的黄金时期，教师可以联系教学内容和生活实际，引入一些益智类的游戏，让学生根据游戏设定的背景，寻找线索，完成游戏任务，从而锻炼学生的逻辑推理能力。教师还可以利用人工智能开展有趣的课堂练习活动，在一堂课结束后，利用动画、图像等为学生设计练习题目，将传统的书本练习搬上大屏幕，并让学生走到讲台上用拖拽、智能手写等方式完成练习，当学生作答后，再由智能系统自动评价。答对就奖励一朵“小红花”或为学生热烈“鼓掌”，答错则给学生一个“哭脸”或“鼓励”。在这样轻松、愉悦的氛围中完成知识的巩固和思维的训练，学生课堂参与的主动性就能充分调动起来。

（三）巧借智能数据分析，推动学生个性学习

课堂分析有助于教学质量的提升。在传统课堂教学中，教师对教学的分析大多依赖于考试成绩和学生的课堂表现。在人工智能创新课堂上，教学环境日趋智能化，教师要借助大数据技术对课堂教学数据进行智能化的采集与分析，分析学生的实际情况，分析他们之间的差异，引导学生找到适合自己的方法。

新一代人工智能摄像头可以自动发现、识别和跟踪对象，并且可以快速地处理图像中的各种信息，为课堂教学信息的收集和处理提供了便利。在教学实践中，教师可以利用教室中的人工智能摄像头进行无感知的数据采集，获取学生的课堂出勤率、课堂行为、姿态及表情等数据，通过智能化的分析，形成可视化的报告，从而了解学生对课堂教学内容的兴趣、专注程度、理解接受程度等。这样，教师就可以更加直观地认识到教学中的不足，进而对接下来的教学进行及时的调整与优化。教师要借助课堂提问了解学生的学习状况，并以数据的形式记录下来，再综合学生的年龄、爱好、性别等，对学生进行全面的分析，总结每个学生的特点。这样，教师就可以为不同的学生进行有针对性的指导，如设计不同难度的作业，与学生进行一对一互动等。

（四）巧借智能学习平台，创建仿真学习环境

人工智能为课堂教学提供了可视化的交互体验，可以丰富知识点的呈现方式，降低知识的理解难度。教师可以利用虚拟现实技术（VR）、增强现实技术（AR）、混合现实技术（MR），为学生创设高仿真、沉浸式的教学情境，指导学生通过计算机操作完成探究，化抽象为形象，提高课堂教学效率。

小学生抽象思维能力尚在发展中，一般以形象思维为主。在课堂教学中经常会遇到一些抽象的知识点，学生学习起来颇有困难，此时教师就可以借助智能学习平台，利用AR技术为学生进行动态演示，让学生从不同的角度进行观察与思考，加深学生的直观印象。有了丰富的感性认识支持，学生在理解知识点时就会变得更加容易，学习积极性也会提高。小學阶段的教学内容虽然都是基础知识，但是教师在教学过程中如果只是单纯告诉学生“是什么”“怎么样”，就会使他们的认知表面化，知其然而不知其所以然。因此，教师可以利用人工智能应用为学生制作相应的动画，为学生推导知识的形成过程，展示前人的探究过程和事物本身的发展规律，等等。静态、抽象的思想变成立体、生动的具体形象，可以使学生更好地掌握知识。学生学得更加容易，教师教得也更加轻松。新课程标准倡导要让学生在真实情境中学习，教师要根据新课标的要求，借助人工智能为学生搭建仿真学习空间，为学生提供丰富的知识迁移应用场景，引导学生开展探究性学习。

（五）巧借智能评价方式，强化学生学习动机

教学评价是小学课堂教学不可缺少的环节，科学有效的评价可以提高学生的自信心，强化学生的学习动机，对提升学生学习效果具有重要的作用。教师利用人工智能灵活性、互动性强的特点，引入智能化的评价方式，可以对学生的学习情况做出客观、真实的反馈，有助于提高学生的自我认知，帮助他们找到适合自己的学习方法。

在课堂上，教师可以直接录制教学过程，在进行教学评价时给学生播放并引导学生反思，从而促进他们调整自己的学习方式。教师还要发挥学生的主体性，组织学生进行互相评价，结合视频指出对方的优点与不足。显然，这比教师的单一主体评价更有效果。纸笔考试作为一种传统的评价方式，在当今时代仍有其价值。为提高试卷批改和反馈的效率，教师可以利用智能批改系统对学生的试卷进行评分、核分，生成个性化的学习报告，为学生改错和自我巩固提供方向。另外，智能系统还可以对班级的整体卷面情况进行分析，使教师可以更为直观地看到学生的学习情况，从而对课堂教学做出整体性的评价。教师还可以为学生推荐相应的学习软件，鼓励学生课后自练、自评，并根据智能系统的评分和分析，进行巩固和提高。也就是说，利用人工智能应用还可以引导学生进行自我教育、自我提升，培养学生的自主学习能力。学习是一项复杂的活动，教师不仅要根据结果对学生进行评价，还要重视学生的学习过程。教师可以利用人工智能为每个学生建立智能化的成长档案，并定期进行智能化的分析，让学生看到自己的成长与进步。

三、结语

总之，利用人工智能辅助课堂教学是智慧教育发展的趋势。教师要主动把握这一趋势，不断提升自身的信息化素养，将人工智能应用到教学实践中，充分发挥人工智能的优势，解决传统教学中的突出问题，提升课堂教学效率，助推课堂教学创新。

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[作者简介]张迪（1987—    ），女，山东宁阳人，淄博市张店区铁路小学，一级教师，研究方向为小学信息技术教学；孙坦坦（1987—    ），女，山东任城人，淄博市张店区科苑小学，一级教师，研究方向为小学信息技术教学。