[摘 要] 本研究旨在探討在新課程標準指導(dǎo)下，生成式人工智能如何應(yīng)用于小學(xué)信息科技教學(xué)實踐。從解決問題的視角出發(fā)，本文提出了精準化、智慧化和個性化的人工智能教育原則。具體來說，精準化原則側(cè)重于滿足學(xué)生的個性化需求，智慧化原則有助于知識的整合與創(chuàng)新，個性化原則著重于設(shè)計科學(xué)合理的教學(xué)方案。本文進一步闡述了實施數(shù)字學(xué)習(xí)的多種途徑，如精確的資源搜索、深入的數(shù)據(jù)分析，以及利用網(wǎng)絡(luò)平臺承擔社會責任。本文著重于計算思維的培養(yǎng)，并介紹了游戲化、項目驅(qū)動和創(chuàng)意編程等創(chuàng)新的人工智能教學(xué)方法，旨在促進學(xué)生綜合能力的全面提高。

[關(guān)鍵詞] 生成式人工智能；小學(xué)信息科技；智慧化平臺；個性化學(xué)習(xí)方案

隨著信息科技的飛速發(fā)展，人工智能教育已成為當前教育領(lǐng)域的熱門話題。在新課程標準下，人工智能教育需要持續(xù)探索和創(chuàng)新，以適應(yīng)時代的進步。本文旨在探討信息科技在生成式人工智能教育中的教育原則、實施途徑和具體方法，為教育工作者提供新的思考和策略，從而更有效地促進學(xué)生的綜合能力提升。

一、基于解決問題，秉持人工智能教育原則

（一）精準化原則

人工智能教育需根據(jù)學(xué)生的實際需求和水平有針對性地進行教學(xué)，這體現(xiàn)了精準化的教育原則。通過生成式人工智能教育，教師能夠根據(jù)每個學(xué)生的學(xué)習(xí)特點、興趣愛好和學(xué)習(xí)能力等方面的差異，提供個性化的學(xué)習(xí)資源，以滿足他們不同的學(xué)習(xí)需求。

例如，在教學(xué)“修改圖形”時，教師可以先展示一些學(xué)生之前學(xué)過的基本圖形（如正方形、三角形、圓形），并引導(dǎo)學(xué)生討論對圖形修改的想法。隨后，介紹基本的圖形修改命令，如平移、旋轉(zhuǎn)、縮放等，并通過示例來講解這些命令的作用和效果。接著，學(xué)生在計算機上打開圖形編輯軟件（如Scratch），熟悉軟件界面并進行簡單的操作練習(xí)，包括使用平移、旋轉(zhuǎn)和縮放等命令，以觀察修改命令的實際效果。

在學(xué)生掌握圖形編輯軟件的基本操作后，教師可以演示生成式人工智能如何修改圖形，通過輸入指令進行具體操作，并教授學(xué)生生成式人工智能修改圖形的優(yōu)缺點。最終，教師將引導(dǎo)學(xué)生探索多樣的設(shè)計思路，激發(fā)他們的創(chuàng)新思維，以創(chuàng)作出獨具匠心的圖形設(shè)計。

通過使用生成式人工智能工具進行圖形修改，學(xué)生可以初步了解人工智能技術(shù)在圖形處理和設(shè)計領(lǐng)域的應(yīng)用。精準化的人工智能教育不僅能夠更好地滿足學(xué)生的需求，提高教學(xué)質(zhì)量，還能夠有效激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，促進其全面發(fā)展。

（二）智慧化原則

智慧化的教育系統(tǒng)和平臺，可以實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)資源的智能化管理，使學(xué)生更方便地獲取豐富的數(shù)字學(xué)習(xí)資源，并根據(jù)個人學(xué)習(xí)需求進行智能化的重組和調(diào)整。

以教學(xué)“創(chuàng)作圖畫”為例。教師可以先與學(xué)生討論繪畫的重要性和應(yīng)用領(lǐng)域，以激發(fā)學(xué)生對圖畫創(chuàng)作的興趣。隨后，介紹繪畫的基本概念，如線條、色彩、形狀等，并解釋它們在圖畫中的作用和表達方式，引導(dǎo)學(xué)生思考如何運用這些基本要素進行創(chuàng)作。接著，教師使用繪畫軟件或在線繪畫工具進行演示，展示如何使用這些工具來創(chuàng)作圖畫。在演示的同時，教師要求學(xué)生跟隨操作在計算機上創(chuàng)作一幅簡單的圖畫。在學(xué)生掌握基本技巧后，教師布置一個創(chuàng)作任務(wù)，如讓學(xué)生設(shè)計一個自由創(chuàng)作的圖畫，可以是他們喜歡的風(fēng)景、動物、人物等，使用繪畫軟件或在線工具實現(xiàn)他們的創(chuàng)意。在學(xué)生完成后，教師再介紹人工智能在圖畫創(chuàng)作中的應(yīng)用，如自動生成圖案、配色建議等，學(xué)生可以嘗試將人工智能的建議融入自己的作品中。

（三）個性化原則

個性化的人工智能教育強調(diào)為每個學(xué)生制定科學(xué)的學(xué)習(xí)方案，以滿足其個體差異化的學(xué)習(xí)需求。根據(jù)學(xué)生的興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格等個性化因素，教師可以為學(xué)生制定有針對性的學(xué)習(xí)方案。

在開展主題活動“制作電子小報”時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)人工智能提出的建議來制定個性化的學(xué)習(xí)方案。首先，介紹電子小報的特點、結(jié)構(gòu)和制作流程，以及電子版面設(shè)計的基礎(chǔ)知識，并提供一些案例分析，讓學(xué)生了解不同風(fēng)格和類型的電子小報。然后，教師使用電子小報制作軟件或在線工具進行演示，展示如何使用這些工具來制作電子小報，并演示內(nèi)置的生成式人工智能小工具。接下來，教師可以引導(dǎo)學(xué)生圍繞一個主題，如“我的家庭”或“我喜愛的圖書”，讓他們使用電子小報制作軟件制作一份電子小報，包括文字、圖片、圖表等內(nèi)容。學(xué)生在生成式人工智能工具的輔助下進行信息搜索、圖文配色和版式設(shè)計。最后，學(xué)生展示制作的電子小報，并分享設(shè)計思路和創(chuàng)意；教師引導(dǎo)學(xué)生進行互動討論，總結(jié)并分享制作過程中的心得體會。

二、指向數(shù)字學(xué)習(xí)，拓展人工智能教育途徑

（一）搜索資源，創(chuàng)建數(shù)字作品

互聯(lián)網(wǎng)為學(xué)生提供了豐富的學(xué)習(xí)資源，他們可以通過搜索引擎、在線圖書館和學(xué)術(shù)數(shù)據(jù)庫等獲取所需的資料。學(xué)生可以結(jié)合自己的創(chuàng)意，將這些資源和信息整合，創(chuàng)作出優(yōu)秀的數(shù)字作品。

如在教學(xué)“初識LOGO”時，教師可以通過PPT展示使用LOGO編程語言創(chuàng)作的圖案，并提問：“你們想不想創(chuàng)作屬于自己的圖案呢？”隨后，對學(xué)生進行分組，每組通過互聯(lián)網(wǎng)搜索了解LOGO編程語言的基本概念和繪圖功能。教師在教室中巡回指導(dǎo)，解答學(xué)生的疑問。在創(chuàng)作過程中，學(xué)生分組討論并分工合作，運用所學(xué)的LOGO編程知識創(chuàng)作數(shù)字作品。在巡回指導(dǎo)時，教師提醒學(xué)生注意編程規(guī)范，并鼓勵他們發(fā)揮創(chuàng)意。在作品完成后，每組學(xué)生在班級內(nèi)展示作品，并分享創(chuàng)作過程。教師組織學(xué)生進行互評，以引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會欣賞他人的作品，提高審美能力。課末，教師帶領(lǐng)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，總結(jié)LOGO編程語言的特點和應(yīng)用，并引導(dǎo)學(xué)生分享自己在創(chuàng)作過程中的收獲。

（二）數(shù)據(jù)分析與編碼意義的探究

數(shù)據(jù)分析能夠幫助學(xué)生深入理解他們所創(chuàng)作的數(shù)字作品，并在底層編碼的層面發(fā)現(xiàn)潛在的問題與改進的空間。通過對編碼進行細致的分析和挖掘，學(xué)生能夠識別作品中的錯誤、確定改進的方向，并探索優(yōu)化的可能性，進而提升作品的質(zhì)量和表現(xiàn)力。

以教學(xué)“掃地機器人”為例。在教學(xué)中，教師向?qū)W生介紹了掃地機器人的基本原理和使用功能，闡釋了它作為一種能夠自動清掃地面的智能設(shè)備，是如何利用傳感器和編程算法感知環(huán)境并完成清掃任務(wù)的。隨后，教師教授學(xué)生掃地機器人常用的傳感器技術(shù)，并指導(dǎo)他們使用可視化編程工具編寫控制程序。接下來，教師運用人工智能技術(shù)分析掃地機器人收集的數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖表，直觀地展示掃地機器人在不同區(qū)域的清掃次數(shù)、時間和路徑等信息。最后，教師與學(xué)生討論編碼在掃地機器人中的作用和意義，通過共同探討編碼的影響，讓學(xué)生認識到它是實現(xiàn)人工智能的核心技術(shù)。學(xué)生通過數(shù)據(jù)分析來探究數(shù)字作品中的編碼意義，不僅有助于更深入地理解自己的作品，還能找到改進的途徑。

（三）網(wǎng)絡(luò)平臺與踐行社會責任

在網(wǎng)絡(luò)平臺上，學(xué)生可以分享學(xué)習(xí)成果和心得體會，并參與在線志愿活動、知識分享和社區(qū)服務(wù)等各類社會活動。信息科技教育鼓勵學(xué)生積極參與社會活動，傳播正能量，并利用網(wǎng)絡(luò)平臺履行社會責任。

小學(xué)信息技術(shù)教材中專門設(shè)計了“網(wǎng)絡(luò)文明小公民”一課。這節(jié)課的目的是教育學(xué)生：網(wǎng)絡(luò)并非法外之地。在課堂上，教師首先應(yīng)向?qū)W生介紹網(wǎng)絡(luò)文明的概念及其重要性，解釋網(wǎng)絡(luò)文明要求學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)空間中遵守基本道德規(guī)范、尊重他人、保護個人隱私和信息安全。接著，可以引導(dǎo)學(xué)生討論網(wǎng)絡(luò)文明的益處與影響，以及不文明行為可能帶來的問題。

隨后，教師可以教授學(xué)生基本的網(wǎng)絡(luò)安全知識與技能，如怎樣保護個人隱私、避免網(wǎng)絡(luò)詐騙和防止網(wǎng)絡(luò)欺凌。最后，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生思考如何在互聯(lián)網(wǎng)上履行社會責任，并探討網(wǎng)絡(luò)對社會的影響與作用。這樣，學(xué)生才能更好地理解網(wǎng)絡(luò)文明的重要性，從而對自己的網(wǎng)絡(luò)行為負責。

三、聚焦計算思維，創(chuàng)新人工智能教育方式

（一）游戲式教學(xué)：體驗傳輸過程

在教學(xué)中，教師可以設(shè)計富有趣味性和挑戰(zhàn)性的游戲，使學(xué)生能夠在娛樂中學(xué)習(xí)并體驗計算思維的傳輸過程。通過游戲式教學(xué)，學(xué)生在輕松愉快的氛圍中接受知識，激發(fā)學(xué)習(xí)動機。

例如，在教學(xué)“智能交通——ZigBee技術(shù)”時，教師可以利用圖片、視頻或?qū)嵨飦碚故局悄芙煌ㄏ到y(tǒng)和ZigBee技術(shù)的概念與應(yīng)用，并簡要介紹ZigBee在智能交通中的優(yōu)勢。隨后，教師應(yīng)介紹游戲規(guī)則：每組由五名學(xué)生組成，代表一個智能交通系統(tǒng)，需要設(shè)計一個模型智能交通系統(tǒng)，使用道具來象征車輛、信號傳輸和ZigBee通信模塊。游戲的目標是確保車輛順利通過交通信號燈，并通過ZigBee模塊進行信息傳輸，從而體驗智能交通系統(tǒng)的運行流程。

接下來，學(xué)生進行小組合作學(xué)習(xí)：小組成員合作設(shè)計模型并規(guī)劃信號燈布局，每個成員扮演不同角色，包括車輛、信號傳輸和ZigBee模塊。通過模擬信號燈的變化和信息傳遞，學(xué)生能夠親身體驗ZigBee技術(shù)的實際應(yīng)用。這種學(xué)習(xí)方式不僅能夠幫助學(xué)生理解計算思維，還能夠激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)他們的綜合能力和創(chuàng)新意識，從而有利于整體提高信息科技教育的質(zhì)量。

（二）項目式教學(xué)：與生活實例相結(jié)合

項目式教學(xué)不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能培養(yǎng)他們的實踐能力和創(chuàng)新精神。通過將計算思維和人工智能知識應(yīng)用于實際項目中，學(xué)生可以更好地掌握相關(guān)知識和能力。

例如，在“智能樓道燈——紅外傳感器”的教學(xué)中，學(xué)生將通過項目式學(xué)習(xí)的方式，設(shè)計、制作并測試一個智能樓道燈模型，從而深入理解紅外傳感器的原理及其實際應(yīng)用。教師需要為學(xué)生詳細介紹智能樓道燈的概念及其功能，并闡釋如何利用紅外傳感器檢測人體活動，實現(xiàn)燈光的自動點亮效果。

教師要求每個學(xué)生都參與設(shè)計并制作一個可用的智能樓道燈模型。學(xué)生需要根據(jù)設(shè)計方案準備必要的材料和工具，并著手構(gòu)建模型進行調(diào)試，確保紅外傳感器能夠精準地檢測到人體活動并控制LED燈亮起。在面臨問題時，學(xué)生應(yīng)積極嘗試不同的解決方案，以實現(xiàn)模型的持續(xù)優(yōu)化。

（三）編創(chuàng)式教學(xué)：展現(xiàn)可視作品

通過學(xué)習(xí)編程語言和工具，學(xué)生能夠創(chuàng)作、設(shè)計并實現(xiàn)數(shù)字作品，從而展現(xiàn)可視的成果。這一過程可以使學(xué)生更直觀地看到自己的成果，增強他們的學(xué)習(xí)滿足感和成就感。

例如，在教學(xué)“機器人循光”時，教師要向?qū)W生介紹生成式人工智能的應(yīng)用，讓他們了解如何利用這一技術(shù)制作一個能夠追蹤光線的機器人。學(xué)生可以使用Python等編程語言編寫控制程序，或者利用專門的機器人編程工具和軟件。他們還可以運用生成式人工智能模型，如循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Recurrent Neural Networks），來訓(xùn)練一個能夠根據(jù)輸入數(shù)據(jù)生成機器人移動指令的模型。這一模型將使用包含光線數(shù)據(jù)和機器人移動指令的數(shù)據(jù)集進行訓(xùn)練。當機器人檢測到光線變化時，它會將收集到的數(shù)據(jù)輸入生成式模型，生成相應(yīng)的移動指令，并將這些指令發(fā)送給控制程序執(zhí)行。最終，學(xué)生可以通過調(diào)試和優(yōu)化展示出優(yōu)秀的作品。在這一過程中，學(xué)生需要運用創(chuàng)新思維來設(shè)計和實現(xiàn)項目，考慮如何使用人工智能技術(shù)解決問題，并將創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為可行的技術(shù)應(yīng)用，同時不斷進行創(chuàng)新和改進。

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