鄭璐

〔摘? ? 要〕? 隨著科技的不斷發(fā)展，人工智能技術在各個領域中的應用越來越廣泛。人工智能作為信息科技的核心組成部分，人工智能人才的高效化培養(yǎng)，是素質教育體系深化改革下，信息科技教學改革的根本任務和重要主題。小學信息科技教育作為培養(yǎng)學生信息素養(yǎng)的重要階段，將人工智能引入課堂教學，可以幫助學生更好地了解和掌握信息科技的前沿知識，提高他們的學習興趣和創(chuàng)新能力。本文將探討小學信息科技教學中人工智能的運用，旨在為小學信息科技教學提供新的思路和方法。

〔關鍵詞〕? 信息科技；人工智能；思路

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 14? ? 139-141

人工智能（AI）是當今世界最為熱門的新技術方向之一，其應用已經滲透到我們日常生活的方方面面。教育作為國家發(fā)展的基石，應當與時俱進，將新技術引入課堂教學。小學信息科技教學作為學生信息素養(yǎng)培養(yǎng)的基礎階段，更應當積極探索如何將人工智能技術運用到課堂教學中，以提升學生的信息科技水平，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識和探索精神。信息科技的快速發(fā)展，為教育教學事業(yè)增添了很強大的內生動力，其中人工智能技術一直處于信息科技的前沿，人工智能教育教學工作的開展，有利于改善當前信息科技教育教學現(xiàn)狀，在提升學生核心素養(yǎng)以及綜合能力中發(fā)揮著重要作用。

一、人工智能運用在小學信息科技教學中的意義

（一）豐富教學方式

從小學信息科技的教學計劃來看，目前小學生的信息科技教育已不再注重教學的深度，而是注重教學的廣度、實效性。注重實踐技能的培養(yǎng)，注重實踐與思考，小學的信息科技課程偏向于興趣型，沒有明確的分數(shù)標準，也沒有嚴格的評分標準，所以在教學中經常會遇到—些流于形式、浮于表面的問題。教學方式僵化，教學效果差。

（二）創(chuàng)新教學模式

人工智能對于教師和學生來說都是一種全新的東西，它可以有效地改變傳統(tǒng)的小學教育信息化的現(xiàn)狀，提高教育質量。同時，也有助于提高我國的科技人才素質，塑造新世紀的未來科技公民。所以，要提高人才素質，推進新世紀的科技觀念，必須充分發(fā)揮教育的優(yōu)勢，促進人才隊伍的發(fā)展。在此時代大背景下，開展小學信息化教學改革也就有了必要，而同時開展人工智能方面的教學課程改革是必然趨勢。

（三）擴展信息教學作用

1.掌握人工智能的本質

人們在掌握新知識時會習慣于和舊知識聯(lián)系，即：新知識是舊知識的延續(xù)。同時，新知識獲取模式還包括了感知、思考、聯(lián)系以及自動性。進一步證明了人類認知能力不是單一的，而是彼此相互聯(lián)系的。而知識連接和交互也是人工智能的重點研發(fā)內容，在課程中教師可以通過講述這些知識點使學生更清楚地了解人類學習的基本智能、本質發(fā)展，并幫助挖掘創(chuàng)造新意識、想象力。

2.培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維

小學信息科技課程主要聚焦于單純的運算操作，對技術性教學涉足較少。將人工智能運用到小學信息科技課程中，可以使學生在運用人工智能理論知識與技能的同時得到對信息結構化性質的了解，從而培養(yǎng)創(chuàng)造意識，提高信息素質。

3.與其他學科協(xié)同發(fā)展

人工智能是多學科知識的綜合體，涉及數(shù)學、科學、哲學、心理學、控制論和信息論等多個學科。作為計算機科學中一個分支的信息科技，人工智能是基于多學科知識進行發(fā)展，所具備的核心技術也是非常多的，主要包括計算機視覺、知識圖譜、生物特征識別、機器學習、增強現(xiàn)實技術等。人工智能的研究方向是通過計算機模擬大腦所從事的問題求解、推理、規(guī)劃、證明、思考、識別、學習、理解和設計等思維活動，來解決較為復雜的問題，其中包括規(guī)劃、咨詢、預測和診斷等問題。素質教育體系深化改革下，在中小學階段鼓勵學生積極進行人工智能創(chuàng)作，已經成為未來教育行業(yè)發(fā)展的主要趨勢，在很大程度上不僅有利于培養(yǎng)更多的人工智能基礎型人才，在提升學生信息素養(yǎng)、幫助學生熟悉人工智能語言特征、激發(fā)學生學習興趣以及培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維中，也發(fā)揮著重要作用。

二、人工智能為小學信息科技教學提供新思路

（一）利用人工智能培養(yǎng)學生的學習興趣

新課改將學生作為課堂教學主體，為確保人工智能基礎型人才的高效培養(yǎng)，在信息科技教學中教師需以“激發(fā)學生人工智能教育學習興趣”為目的，圍繞學生這一教學主體開展教學工作，以便于保證學生主體作用的充分發(fā)揮。由于小學生的認知水平較低，他們對于某個事物的看法都來源于第一感受，而要讓小學生參與信息科技課堂教學活動，就需要激發(fā)小學生對信息科技課堂教學的興趣，提升其學習動力。在課堂教學中，教育工作者可通過運用生活場景詮釋人工智能，在降低學生對人工智能課程抵觸情緒的前提下，利用多媒體等輔助性教學設備展示機器人的圖片，以及操縱機器人模擬人類的一些動作的視頻，讓學生對機器人有一個直觀的感受，強化學生的自主學習意識和學習興趣。除此之外，為幫助學生充分認識信息科技的用途，教育工作者可輔導學生進行機器人設計，并通過借鑒高年級學生的設計方案，讓學生以小組為單位，設計出屬于自己的機器人，以此來明白學習信息科技的重要性。

人工智能技術就在我們日常生活之中，課堂上教師可運用日常生活場景解讀新一代人工智能，通過體驗人工智能，理解其圖片辨認、語音識別等的實際使用情景，培養(yǎng)學生的學習積極性。比如，小學生人工智能系列STEAM課程之《基于深度學習的物體識別》一課中，學生掌握了物體類別、置信度、錨點等基本概念，使用yoloy3模型訓練出《課室地面AlI保潔小衛(wèi)士》《基于深度學習的紅領巾、口罩識別器》《老師，您辛苦了——課間十分鐘校園安全A小助手》《建筑工地頭盔預警系統(tǒng)》《盲人的眼鏡——危險品輔助識別器》《動物救助站》，共6個模型，嵌入K210人工智能開發(fā)板，可以在真實情境中應用，讓學生獲得真實感受。通過理解和掌握人工智能的基本概念、模型訓練的過程和方法，為學生將來的學習和發(fā)展打下堅實基礎。

（二）開發(fā)人工智能的啟蒙教育

現(xiàn)代的信息科技教育也一直引發(fā)人們思索，怎樣讓人工智能技術真實“落地”于信息課堂，要明白，人工智能是借助于特定智慧的人工控制系統(tǒng)，思考運用特定的技能“命令”計算機用人的方法與智慧去辦理事務，勝任特定的崗位，簡要來說，就是交給機械以人的思想、行為，讓其理性地開展工作，提高效率。創(chuàng)客教育的誕生，給人工智能的“落地”預備好了“降落傘”，讓其得以順利“備降”。要了解，創(chuàng)客教學正是以項目式教學的方法，利用學生的學習興趣，實現(xiàn)創(chuàng)客文化和課堂教學的融合，引導學生通過數(shù)字化的教學工具，實現(xiàn)造物與共享，開展跨學科的團體合作、解決社會問題和創(chuàng)造等的教學活動，從而形成當前一個熱點的教育。創(chuàng)客教育和人工智能二者之間最明顯的特點就是“創(chuàng)新”，從它們自身出發(fā)，都屬于多領域結合的前沿領域，包含許多先進技術，它的實現(xiàn)可以顯著提高學生的綜合素養(yǎng)。

（三）利用人工智能擴展學生編程思維

大數(shù)據(jù)時代下，人工智能的快速發(fā)展，為國家發(fā)展注入新動力的同時，也保證了可持續(xù)發(fā)展目標的確立。在人工智能教育開展過程中，人工智能這種深度抽象的理念能否被小學生所接受理解，是影響人工智能基礎型人才培養(yǎng)質量以及課程整體教學效率的重要因素。在小學階段開展人工智能教育時，為培養(yǎng)學生編程思維，教育工作者需在貫徹“生本”教育理念的基礎上，通過完善編程機制，培養(yǎng)小學生編程思維。編程將成為人們普遍所需要具備的一種能力，是以后融入人工智能時代的基礎，編程的核心在于算法，算法包括機器學習算法和神經網絡算法，這也是人工智能更加“智能”的基礎，為更好地進行編程教學，在課堂教學中教師可通過游戲化、圖形化表現(xiàn)與拖拽達到編程的核心邏輯，并通過合理化利用Scratch圖形化編程，了解Scratch模塊、結構，嘗試處理簡單的問題，最后引導學生分析教師提出的問題，加深學生對課程知識的記憶力和理解力。

根據(jù)小學生的成長特點，程序設計機制又可以分成四個階段。第一，以游戲為主要場景，充分調動學生的學習積極性，以游戲化思維、圖形化表達為手段拖拽，達到程序設計的核心邏輯。第二，編程貓、mixly等國內圖形化編程工具的普及，學生能理解圖形化編程工具的功能、架構，并嘗試利用它解決簡單的問題。第三，由教師指出具體問題、指導與分析，學生根據(jù)評估、整體結構理解變量、判定等知識點。第四，方法包含循環(huán)、排列、分治等，教師可引入數(shù)學教育問題，學生加以利用，從中理解各種計算的應用環(huán)境。

（四）利用人工智能促進學生自主學習

在小學信息科技教學中，人工智能主要是掌握運用計算機編程的技能，單純地死記硬背使學習方式由主動變?yōu)楸粍?，學習質量無法達到最優(yōu)效果。這就需要在信息科技教學中對學生的學習方式進行改變。通過與其他學科知識相結合開展教學，正確引導學生積極主動地參與到信息科技教學中去，從而激發(fā)學生興趣，以滿足學生的愛好需求。這樣學生在主動學習信息科技知識的過程中就能更好地了解人工智能的運用技巧，培養(yǎng)學生的邏輯思維能力。

例如，以《晝夜交替》一課為例，開展信息科技教學前，需要學生先了解太陽和地球之間的關系，提出并收集更多相關資料。在教學過程中，教師可以有效地將人工智能與信息科技相結合，通過編程軟件展示出來。計算機編程作為人工智能領域的一個重要內容，也是未來研究的主要方面，在信息科技教學過程中，將“公轉”“自轉”的相關視頻或圖片為學生呈現(xiàn)出來，然后創(chuàng)設問題情境，引導學生主動參與教學中，思考晝夜交替對生活有哪些影響，包括人、動物、環(huán)境等等，通過循序漸進地提問，學生能夠更主動地學習。

三、結語

人工智能技術為小學信息科技教學帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。通過將人工智能技術引入課堂教學，教師可以幫助學生更好地了解和掌握信息科技的前沿知識，提高他們的學習興趣和創(chuàng)新能力。同時，教師也需要不斷更新自己的教育理念和技術能力，更好地運用人工智能技術提高教學質量和效果。我們期待在未來，有更多的人工智能教育產品和服務涌現(xiàn)出來，為小學信息科技教學提供更多的選擇和支持。

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