□福建省寧德市霞浦縣實(shí)驗(yàn)小學(xué) 蔡桂妹

在小學(xué)信息科技課上引入人工智能教育技術(shù)，能夠?qū)⒊橄蟮慕虒W(xué)內(nèi)容以生動(dòng)的形式呈現(xiàn)出來，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)的效率，同時(shí)也對(duì)教師的信息素養(yǎng)提出了更高要求。立足小學(xué)信息科技教師的教學(xué)現(xiàn)狀，采取多措并舉的方式，促使教師適應(yīng)智能化的教學(xué)環(huán)境與要求，全面推進(jìn)小學(xué)信息科技課教學(xué)的改革。本文主要對(duì)人工智能時(shí)代小學(xué)信息科技教師教學(xué)挑戰(zhàn)和改善對(duì)策進(jìn)行闡述，希望對(duì)教師的教學(xué)能力提升起到積極參照作用。

教師是學(xué)生發(fā)展知識(shí)技能和素質(zhì)的重要媒介，教師的職業(yè)素養(yǎng)和教學(xué)能力，直接影響了教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的發(fā)展。尤其是在人工智能時(shí)代背景下，社會(huì)發(fā)展對(duì)信息人才的需求更高，使得傳統(tǒng)小學(xué)信息技術(shù)課教學(xué)模式和內(nèi)容的滯后性等特點(diǎn)突出，需要教師具備一定的信息素養(yǎng)，靈活運(yùn)用人工智能技術(shù)設(shè)計(jì)適合學(xué)情和教學(xué)目標(biāo)的教學(xué)方案，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果事半功倍。

一、人工智能時(shí)代發(fā)展對(duì)信息科技教育的要求

在現(xiàn)代科技和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動(dòng)下，人工智能技術(shù)有了質(zhì)的飛躍，發(fā)展勢(shì)頭正猛，在各行業(yè)領(lǐng)域有了廣泛的應(yīng)用。人工智能技術(shù)的功能強(qiáng)大，包括邏輯推理、符號(hào)計(jì)算、模式識(shí)別、機(jī)器翻譯等功能，是推動(dòng)醫(yī)療和工業(yè)、教育等領(lǐng)域現(xiàn)代化發(fā)展的重要支撐。我國(guó)重視先進(jìn)科技的大力發(fā)展，并將人工智能產(chǎn)業(yè)逐步提升至國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略層面。但實(shí)際上，我國(guó)人工智能技術(shù)在算法、算力等方面，與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比，仍存在較大的差距，華為芯片生產(chǎn)和采購(gòu)受限等社會(huì)事件是最直接的體現(xiàn)。打破科技壁壘離不開高端人工智能人才的支撐，在此背景下，信息科技學(xué)科的教育地位隨之提升，新課改強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)中小學(xué)生信息科技教育，以滿足社會(huì)發(fā)展對(duì)科技人才的需求。在信息科技課上引入人工智能技術(shù)，能夠有效灌輸信息科技基礎(chǔ)知識(shí)，更利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)信息科技的積極性，使其意識(shí)到學(xué)習(xí)信息知識(shí)技能的重要性，全身心地投入至信息科技學(xué)習(xí)中。這一舉措為信息科技人才的培養(yǎng)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就需要教師靈活轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)引導(dǎo)者、課件設(shè)計(jì)者、人工智能技術(shù)學(xué)習(xí)者等角色，積極為小學(xué)信息科技教學(xué)改革和人才培養(yǎng)助力。

二、人工智能時(shí)代小學(xué)信息科技教師的教學(xué)挑戰(zhàn)

教師的專業(yè)水平是其教學(xué)設(shè)計(jì)及實(shí)施、反思等能力的集中表現(xiàn)，其中教學(xué)設(shè)計(jì)能力是重要的前提與關(guān)鍵。針對(duì)小學(xué)信息科技學(xué)科的教學(xué)設(shè)計(jì)，需要教師整合學(xué)科情境與教學(xué)設(shè)計(jì)的一般理論，形成指導(dǎo)具體學(xué)科教師設(shè)計(jì)教學(xué)的原則、模式、操作程序、方法等。在課堂教學(xué)觀察和教學(xué)設(shè)計(jì)比賽等實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，小學(xué)信息科技教師的信息素養(yǎng)水平參差不齊，適應(yīng)人工智能時(shí)代下新教學(xué)環(huán)境和要求的能力不足，導(dǎo)致教學(xué)設(shè)計(jì)存在諸多問題，不利于學(xué)科教學(xué)的改革和學(xué)生的全面發(fā)展，具體表現(xiàn)為：一是小學(xué)信息科技教師對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)的統(tǒng)籌規(guī)劃和系統(tǒng)考慮相對(duì)缺位，在知識(shí)技能方面，相對(duì)于學(xué)科知識(shí)整體之間的聯(lián)系，更注重知識(shí)點(diǎn)的設(shè)計(jì)；在單元教學(xué)設(shè)計(jì)方面，只是簡(jiǎn)單的疊加單元課程；教材重構(gòu)的能力不足，對(duì)利用現(xiàn)代教育技術(shù)突破教學(xué)重難點(diǎn)方面的關(guān)注度低；忽視學(xué)生之間的個(gè)體差異，不關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)與生活經(jīng)驗(yàn)等方面；圍繞教學(xué)目標(biāo)與內(nèi)容、策略、評(píng)價(jià)等決定性要素展開整體設(shè)計(jì)的能力不足；教學(xué)設(shè)計(jì)的撰寫方面，存在形式化的傾向、教學(xué)目標(biāo)虛化、可操作性不強(qiáng)等問題；未設(shè)置連續(xù)性的教學(xué)情境，忽視學(xué)生的思維啟發(fā)；教學(xué)反思意識(shí)和能力不足。二是教師學(xué)習(xí)先進(jìn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，不斷優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)的意識(shí)不足，未引入人工智能時(shí)代下先進(jìn)的教學(xué)模式，對(duì)新型教法的掌握和運(yùn)用不靈活，導(dǎo)致課堂教學(xué)設(shè)計(jì)缺乏可行性、具體化、先進(jìn)性等特點(diǎn)，無法滿足學(xué)生在人工智能時(shí)代下的個(gè)性化學(xué)習(xí)需要。

三、人工智能時(shí)代小學(xué)信息科技教師的轉(zhuǎn)型策略

（一）實(shí)行“研訓(xùn)教”一體模式

首先，深入調(diào)研和分析教師在人工智能時(shí)代下，在專業(yè)發(fā)展、教學(xué)設(shè)計(jì)等方面的問題。通過日常聽課、教學(xué)比賽、評(píng)課、磨課等多種途徑，了解教師在專業(yè)發(fā)展和教學(xué)設(shè)計(jì)、學(xué)科知識(shí)等方面的需求及困惑。本著具體問題具體分析的原則，采取針對(duì)性的措施精準(zhǔn)地解決問題。教師的問題體現(xiàn)在學(xué)情了解不全面、教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)照搬照用、無法擺脫教材的照本宣科、未及時(shí)總結(jié)與提升實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、無法利用先進(jìn)的教學(xué)理論指導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐等方面，使其與專家型的教師存在較大的差距。

其次，對(duì)小學(xué)信息科技教師展開全區(qū)范圍內(nèi)的學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)能力行動(dòng)研究。通過對(duì)比研究的方式，調(diào)動(dòng)一線教師參與研究過程的積極性，加強(qiáng)各片區(qū)、各教齡、各學(xué)科間教師的交流，分享教學(xué)設(shè)計(jì)文本和課堂教學(xué)、專業(yè)成長(zhǎng)等方面的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)取長(zhǎng)補(bǔ)短和優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。以研究帶動(dòng)培訓(xùn)，在多維交流中形成互相學(xué)習(xí)、互相幫助的良好氛圍，搭建學(xué)習(xí)共同體。采取分組的組織形式，讓教師自主發(fā)現(xiàn)問題，借助優(yōu)勢(shì)差異使其自主學(xué)習(xí)，調(diào)動(dòng)教師工作的潛能和主觀能動(dòng)性，使其盡快具備與時(shí)俱進(jìn)的意識(shí)和能力。

最后，系統(tǒng)性培訓(xùn)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、以人工智能為代表的前沿知識(shí)與技術(shù)、教學(xué)設(shè)計(jì)的教育類原理性知識(shí)等方面的內(nèi)容。一是立足教學(xué)實(shí)踐問題，組織教師學(xué)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)理論的前沿發(fā)展內(nèi)容，包括建構(gòu)主義和面向理解的教育學(xué)、促進(jìn)認(rèn)知發(fā)展等方面的教育理論，引導(dǎo)教師利用先進(jìn)理論發(fā)現(xiàn)、分析和解決教學(xué)設(shè)計(jì)中的問題。二是組織教師學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)知識(shí)，掌握并應(yīng)用人工智能的相關(guān)技術(shù)，了解圖形化編程與Py?thon等編程知識(shí)技能，提高教學(xué)質(zhì)量，滿足社會(huì)發(fā)展對(duì)人才的信息素養(yǎng)要求。教師要加強(qiáng)對(duì)學(xué)科本質(zhì)的了解，將教學(xué)設(shè)計(jì)的教材分析、學(xué)生分析、教學(xué)目標(biāo)的制定、教學(xué)策略等一般過程模式，深入整合進(jìn)學(xué)科課程特征，指導(dǎo)教師合理規(guī)范的設(shè)計(jì)教學(xué)方案，通過帶動(dòng)教師學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)水平的提升，促進(jìn)其專業(yè)發(fā)展，以適應(yīng)教師日常教學(xué)與自主學(xué)習(xí)等專業(yè)發(fā)展的需要。

（二）采用全新的教學(xué)方式

1.搭建智能學(xué)習(xí)平臺(tái)。

AI 等技術(shù)在人工智能時(shí)代的廣泛運(yùn)用，離不開編程的支持，唯有加強(qiáng)對(duì)編程知識(shí)技能的學(xué)習(xí)，才能實(shí)現(xiàn)人工智能技術(shù)的有效利用。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、機(jī)器學(xué)習(xí)算法是編程學(xué)習(xí)的關(guān)鍵所在，利用這兩種算法可滿足人類與計(jì)算機(jī)有效溝通的需求。作為一名小學(xué)信息科技教師，需合理運(yùn)用編程技術(shù)構(gòu)建編程教學(xué)體系，搭建智能學(xué)習(xí)平臺(tái)。以六年級(jí)編程為例，首先要根據(jù)學(xué)情和教學(xué)內(nèi)容，合理創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境。在新課導(dǎo)入環(huán)節(jié)引入游戲情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，更適用于高年級(jí)的小學(xué)生。其次，實(shí)施并指導(dǎo)Scratch圖形化編程，通過學(xué)習(xí)引導(dǎo)學(xué)生樹立編程思維，利用編程解決相關(guān)問題，實(shí)現(xiàn)所學(xué)知識(shí)的吸收內(nèi)化和觸類旁通。再次，設(shè)置學(xué)習(xí)項(xiàng)目或任務(wù)，并展開項(xiàng)目測(cè)試工作，根據(jù)基礎(chǔ)層次提出封閉性、半開放性、開放性的問題，發(fā)展學(xué)生的整體性思維、糾錯(cuò)能力、分析能力和判斷能力等綜合素養(yǎng)。最后，利用問題檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)算法的掌握程度，發(fā)展學(xué)生的總結(jié)和分析、列表等能力。學(xué)生學(xué)習(xí)算法知識(shí)后，可利用編程的形式與機(jī)器人進(jìn)行互動(dòng)。

2.“人工智能+”翻轉(zhuǎn)課堂。

小學(xué)生具有好奇心重、探究欲強(qiáng)的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，為了培養(yǎng)學(xué)生參與信息技術(shù)知識(shí)學(xué)習(xí)的積極性，教師采用“人工智能+”翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式，依托豐富的教學(xué)資源調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)興趣，依托豐富的教學(xué)情境發(fā)掘?qū)W習(xí)潛能，使學(xué)生帶著問題融入情境，保持高漲的學(xué)習(xí)熱情，在探究中加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的理解記憶。如在學(xué)習(xí)“制作詩(shī)集封面”相關(guān)內(nèi)容時(shí)，教學(xué)目標(biāo)是掌握制作藝術(shù)字的方法并學(xué)會(huì)修飾藝術(shù)字；掌握制作自選圖形的方法并學(xué)會(huì)該圖形的修飾方法，學(xué)會(huì)設(shè)置圖片的疊放順序；提升學(xué)習(xí)信息技術(shù)的興趣。教學(xué)中，教師首先利用“人工智能+”，從網(wǎng)上選擇一些關(guān)于詩(shī)集封面設(shè)計(jì)的優(yōu)秀作品。將這些作品在課堂上一一展示，吸引學(xué)生的注意力，營(yíng)造歡快的學(xué)習(xí)氛圍。學(xué)生在觀察作品時(shí)，教師需圍繞學(xué)生學(xué)習(xí)的需求點(diǎn)和興趣點(diǎn)設(shè)計(jì)問題，如“這些作品是怎樣設(shè)計(jì)出來的呢？”“這些作品有沒有打動(dòng)你呢？”“如果你是一名設(shè)計(jì)師，你會(huì)怎樣去設(shè)計(jì)呢？”依托問題驅(qū)動(dòng)學(xué)生思考本課學(xué)習(xí)的重難點(diǎn)內(nèi)容，提煉藝術(shù)字設(shè)計(jì)的方法和技巧，包括選擇字庫(kù)、編譯藝術(shù)字文字、修改字體和字號(hào)等。然后利用人工智能技術(shù)導(dǎo)入“設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)詩(shī)集封面”的工作情境，特別是注意展示情境中客戶對(duì)封面藝術(shù)字的設(shè)計(jì)質(zhì)量提出的要求，配合播放相應(yīng)的微課視頻展示藝術(shù)字的制作流程，啟發(fā)學(xué)生練習(xí)操作。在信息技術(shù)課堂上，教師要注意利用問題激發(fā)學(xué)生思考的積極性，指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真分析問題，借助人工智能技術(shù)分析和解決問題，使學(xué)生明確地認(rèn)識(shí)到人工智能技術(shù)的重要性。

（三）突出學(xué)生主體地位

1.任務(wù)驅(qū)動(dòng)法。

迎合學(xué)生的好奇心和探究欲，在信息科技課堂上引入任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，以做任務(wù)的方式加深學(xué)生對(duì)信息科技知識(shí)的理解。創(chuàng)客式產(chǎn)品在升級(jí)改造過程中，逐步向著智能化的趨勢(shì)發(fā)展。唯有讓學(xué)生掌握更多信息科技相關(guān)的專業(yè)知識(shí)技能，才能快速高效地創(chuàng)作出智能項(xiàng)目。作為一名小學(xué)信息科技教師，要充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主體作用，讓學(xué)生在自主學(xué)習(xí)、合作探究、討論交流、分享心得中實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)技能的內(nèi)化吸收。在開展任務(wù)教學(xué)時(shí)，教師首先設(shè)置任務(wù)清單，要求學(xué)生圍繞清單上的知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。然后根據(jù)學(xué)生任務(wù)完成的程度和情況做出教學(xué)總結(jié)，以學(xué)生學(xué)習(xí)中遇到的問題為切入點(diǎn)，展開新課的理論知識(shí)講解和實(shí)踐操作活動(dòng)。整個(gè)教學(xué)過程中任務(wù)的設(shè)計(jì)與實(shí)施至關(guān)重要。通常情況下，設(shè)計(jì)的任務(wù)內(nèi)容既要體現(xiàn)對(duì)前一節(jié)課知識(shí)的復(fù)習(xí)，也要體現(xiàn)新課的學(xué)習(xí)任務(wù)。要合理地設(shè)置任務(wù)難度，保證大部分學(xué)生都能按時(shí)準(zhǔn)確地完成?？梢赃m當(dāng)提供一些有梯度、有難度的任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生在闖關(guān)挑戰(zhàn)中收獲學(xué)習(xí)熱情，挖掘?qū)W習(xí)潛能。如在“迷宮游戲”的教學(xué)中，教材分析了小貓走迷宮游戲的性質(zhì)，讓學(xué)生了解到這是一種按鍵類的游戲，通過按鍵控制角色在舞臺(tái)中行走。為了使學(xué)生準(zhǔn)確理解本課知識(shí)，教師先以人工智能技術(shù)演示“迷宮游戲”的操作過程，通過列知識(shí)清單的方式指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)“迷宮游戲”的運(yùn)作機(jī)理。然后將“迷宮游戲”的程序設(shè)計(jì)分解成腳本編寫、“計(jì)時(shí)器”等若干個(gè)項(xiàng)目，讓學(xué)生逐一進(jìn)行探索學(xué)習(xí)，加強(qiáng)他們對(duì)程序功能的理解和應(yīng)用。學(xué)生有在生活中玩迷宮游戲的體驗(yàn)，加上文本閱讀能力和抽象思維能力正在逐步增強(qiáng)，依托教師的提問、小組的討論鼓勵(lì)學(xué)生總結(jié)出更適合更精簡(jiǎn)的方法，強(qiáng)化其認(rèn)知水平，進(jìn)而深入理解“迷宮游戲”程序設(shè)計(jì)的功能和過程。同時(shí)教師要注意加強(qiáng)對(duì)學(xué)生在游戲設(shè)計(jì)中的文明用語(yǔ)等問題的規(guī)范，充分發(fā)揮學(xué)生發(fā)展的引導(dǎo)和啟發(fā)等作用。

2.小組合作交流。

教師組織學(xué)生成立小組學(xué)習(xí)單位，推動(dòng)其在合作探究中積極參與學(xué)習(xí)活動(dòng)，搭建學(xué)習(xí)共同體，提高學(xué)習(xí)效率。組織學(xué)生參與創(chuàng)作和設(shè)計(jì)等活動(dòng)，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況。小組合作學(xué)習(xí)模式，有利于發(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)的潛能和主觀能動(dòng)性，提供給學(xué)生展示和表達(dá)自我的機(jī)會(huì)，強(qiáng)化學(xué)生的信息科技專業(yè)知識(shí)，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。如在學(xué)習(xí)“人工智能在身邊”的相關(guān)內(nèi)容時(shí)，教師布置“掃地機(jī)器人有什么功能”“什么是人工智能”“生活中有哪些地方用到語(yǔ)音識(shí)別輸入”“你在哪里見過人臉識(shí)別技術(shù)”“機(jī)器人有哪些智能部分”“暢想在人工智能技術(shù)大發(fā)展的時(shí)代，未來的教室會(huì)變成什么樣子”等問題串，先讓學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立思考，形成自己的觀點(diǎn)，然后讓學(xué)生進(jìn)行小組合作交流探討，在思維碰撞和集思廣益中獲得完整性的結(jié)論，拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)思路，確保其深度學(xué)習(xí)。采取小組互評(píng)的評(píng)價(jià)方式，引導(dǎo)學(xué)生反思學(xué)習(xí)過程和表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)對(duì)方的優(yōu)點(diǎn)和長(zhǎng)處，實(shí)現(xiàn)取長(zhǎng)補(bǔ)短和優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

3.展開實(shí)踐教學(xué)。

依托現(xiàn)代信息技術(shù)開展綜合實(shí)踐活動(dòng)，有利于發(fā)展學(xué)生的知識(shí)技能，學(xué)生在探究和創(chuàng)新活動(dòng)中充分展示自我，更利于促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展。如“創(chuàng)設(shè)導(dǎo)航集作品”綜合活動(dòng)，活動(dòng)主題是創(chuàng)設(shè)導(dǎo)航并添加切換效果、集成作品，活動(dòng)圍繞案例《清新福建?魅力八閩》的集成、優(yōu)化和完善展開。在合作探究中掌握超鏈接的概念，使其學(xué)會(huì)利用超鏈接的方式創(chuàng)設(shè)導(dǎo)航，用幻燈片添加切換效果。根據(jù)需要設(shè)置切換效果屬性，根據(jù)創(chuàng)新活動(dòng)的要求集成演示文稿作品。教材從生活中導(dǎo)航應(yīng)用的場(chǎng)景出發(fā)，讓學(xué)生感受演示文稿中導(dǎo)航的魅力，即在不同的展示內(nèi)容之間跳轉(zhuǎn)。學(xué)生通過創(chuàng)設(shè)導(dǎo)航，集成作品實(shí)踐探究，掌握創(chuàng)建超鏈接與添加切換效果的方法，全局性地檢查演示文稿，發(fā)現(xiàn)和解決作品中的不足與問題。在探究活動(dòng)中，教師要從超鏈接的定義與對(duì)象分析出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手探究創(chuàng)設(shè)超鏈接的步驟，通過類比超鏈接與導(dǎo)航的功能，構(gòu)建思維導(dǎo)圖厘清演示文稿的內(nèi)容結(jié)構(gòu)，提煉主題內(nèi)容，借助超鏈接方式制作導(dǎo)航條。同時(shí)教師要從演示的目的出發(fā)，讓學(xué)生感受切換效果在增強(qiáng)演示文稿中的表現(xiàn)力方面的作用，填寫活動(dòng)記錄單，使其理解切換效果與頁(yè)內(nèi)動(dòng)畫的不同點(diǎn)。在活動(dòng)中研究添加切換效果的方法，通過對(duì)作品的播放、演示和試講，引導(dǎo)學(xué)生欣賞和評(píng)價(jià)作品，發(fā)現(xiàn)作品的不足。創(chuàng)新活動(dòng)中，教師要?jiǎng)?chuàng)新活動(dòng)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用添加切換效果、創(chuàng)建超鏈接等學(xué)科技能，集成演示文稿作品，發(fā)展學(xué)生集成演示文稿等方面的綜合能力。

四、結(jié)語(yǔ)

人工智能時(shí)代對(duì)人才的能力素質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生轉(zhuǎn)變，也對(duì)現(xiàn)代信息科技課程的教學(xué)有效性提出了更高要求，教師在教學(xué)改革方面的壓力和挑戰(zhàn)更大。立足教師的工作現(xiàn)狀，采取“研訓(xùn)教”的一體模式，培養(yǎng)和提升教師的教學(xué)能力和工作能力。引導(dǎo)其運(yùn)用全新的教學(xué)方式，構(gòu)建高效課堂。