小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中人工智能的運(yùn)用探究

李蕾

【摘要】? ? 科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展使人工智能走入大眾視線，并隨著其驚人的發(fā)展速度被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中，推動(dòng)了時(shí)代的全新發(fā)展。其中人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用為學(xué)生學(xué)習(xí)知識、先進(jìn)的技術(shù)帶來了來有利的契機(jī)。特別是在小學(xué)信息技術(shù)技術(shù)教學(xué)中，如何引入高精尖的人工智能技術(shù)成為信息技術(shù)教育創(chuàng)新發(fā)展的重要研究內(nèi)容。本文從創(chuàng)設(shè)情境激發(fā)學(xué)生對人工智能的學(xué)習(xí)興趣、借助軟件，實(shí)現(xiàn)小學(xué)人工智能的教學(xué)目標(biāo)、重視實(shí)踐，讓學(xué)生創(chuàng)編人工智能成為現(xiàn)實(shí)三個(gè)方面對小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中人工智能的運(yùn)用策略進(jìn)行了探討，以供參考。

【關(guān)鍵詞】? ? 小學(xué)? ? 信息技術(shù)? ? 人工智能? ? 運(yùn)用

引言：

人工智能運(yùn)用到教育領(lǐng)域推動(dòng)了教育信息化向2.0時(shí)代邁進(jìn)，這為教育信息化發(fā)展帶來了全新的發(fā)展期間和上升空間，可以有效推動(dòng)教育信息化發(fā)展的新變革，因此小學(xué)信息教育運(yùn)用人工智能開展教學(xué)是十分有必要的。

人工智能是集合了多種知識內(nèi)容的交叉發(fā)展而形成的一門綜合性學(xué)習(xí)科目，其內(nèi)容包含多個(gè)知識體系，如信息論、語言論、計(jì)算機(jī)技術(shù)、神經(jīng)生理學(xué)等，所以它也是一種前沿學(xué)科。將此技術(shù)運(yùn)用到小學(xué)信息技術(shù)教育中，不僅能夠豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容，開闊視野和思維，而且有助于促進(jìn)學(xué)生積極主動(dòng)的參與到信息技術(shù)的學(xué)習(xí)中，助推教師構(gòu)建高效的信息技術(shù)課堂。

一、創(chuàng)設(shè)情境激發(fā)學(xué)生對人工智能的學(xué)習(xí)興趣

人工智能（AI）技術(shù)早在上世紀(jì)七十年代便趨于成熟化發(fā)展，且逐步被引入到教育教學(xué)領(lǐng)域，推動(dòng)教育改革向信息化、智能化發(fā)展，這一變革為教育領(lǐng)域帶來了全新的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也使得教育面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。國家關(guān)于新時(shí)代人工智能發(fā)展規(guī)劃中對小學(xué)信息化教育提出了新的要求：要實(shí)施全民智能教育項(xiàng)目，并在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)的課程，面向全體學(xué)生逐步滲透編程教育，此外積極鼓勵(lì)一些社會(huì)力量或培訓(xùn)機(jī)構(gòu)參與到寓教于樂的編程教育中，使廣大中小學(xué)生能夠了解編程相關(guān)的基本知識，如游戲的開發(fā)等。可見AI技術(shù)在教育領(lǐng)域?qū)?huì)有明顯的發(fā)展優(yōu)勢和前途，因此教師必須要對相關(guān)課程的開設(shè)和教學(xué)工作引起足夠重視。如何在小學(xué)信息技術(shù)更好的開展AI技術(shù)教學(xué)？在實(shí)際教學(xué)過程中，教師需要把表面看似高精尖的人工智能技術(shù)通過現(xiàn)實(shí)化方式為學(xué)生呈現(xiàn)出來，即把教學(xué)生活化，從而讓學(xué)生更易于接受人工智能教育，并樂于享受信息化技術(shù)為人們生活所帶來的便捷。在課堂教學(xué)時(shí)，教師可以將人工智能運(yùn)用在生活中的實(shí)際案例展示給學(xué)生，讓學(xué)生通過直觀、形象化的感知與體驗(yàn)逐步認(rèn)知、觸碰到人工智能，以此激發(fā)學(xué)生對信息技術(shù)的探究、學(xué)習(xí)興趣。

在授課前，教師先引導(dǎo)學(xué)生列舉一些生活中使用過的人工智能，拉近學(xué)生與信息技術(shù)的距離，激發(fā)興趣。如智能手機(jī)的發(fā)展，從過去的有按鍵通話功能到現(xiàn)在的觸摸式智能手機(jī)，手機(jī)密碼鎖升級為數(shù)字、圖形、指紋、刷臉等形式;從支付手段來看，人工智能替代了紙幣交易，一部智能手機(jī)就能滿足人們?nèi)粘５闹Ц缎枨蟮?。再如智能家居可以?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控、管理;智能機(jī)器人、智能管家等。在信息化時(shí)代，人工智能讓人們的生活、學(xué)習(xí)、工作等發(fā)生了翻天覆地的變化，這樣先進(jìn)的技術(shù)究竟如何實(shí)現(xiàn)的呢？這就需要學(xué)生通過對人工智能的學(xué)習(xí)來找到答案。通過生活中的具體生活體驗(yàn)激發(fā)學(xué)生對人工智能的興趣。然后在為學(xué)生講解基礎(chǔ)知識和原理時(shí)能夠有效吸引學(xué)生的注意力，在涉及到圖像識別、語言信息技術(shù)、感應(yīng)機(jī)器人等內(nèi)容時(shí)，學(xué)生由于沒有接觸過，對新鮮事物的充滿好奇，在這樣的教學(xué)環(huán)境下十分有助于引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究學(xué)習(xí)，促進(jìn)教學(xué)活動(dòng)的順利開展。

二、借助軟件，實(shí)現(xiàn)小學(xué)人工智能的教學(xué)目標(biāo)

在小學(xué)階段要想開展好人工智能教學(xué)活動(dòng)，需要由硬件設(shè)備及軟件來支撐，其中人工智能教學(xué)系統(tǒng)、智能決策系統(tǒng)、仿真教學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成了人工智能技術(shù)在教育運(yùn)用中的重要技術(shù)手段，對開展信息技術(shù)教育起到了重要的輔助作用，可以為師生創(chuàng)造完善的學(xué)習(xí)空間，享受人工智能所提供的獨(dú)具特色的教學(xué)服務(wù)，還可為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展需求提供各種共享教育資源，很好的幫助教師開展精準(zhǔn)、分層教學(xué)等，確保人工智能教育在滿足學(xué)生個(gè)性化發(fā)展需求的同時(shí)，使其更好的掌握信息技術(shù)知識和技能，從而實(shí)現(xiàn)科技、實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)。另外智能仿真技術(shù)系統(tǒng)是將仿真與人工智能整合為統(tǒng)一的集成，有效降低了人力、物力的投入，減少開發(fā)成本投資，推動(dòng)信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)度，并通過仿真專家涉及的實(shí)驗(yàn)完成教學(xué)建模與理解等相關(guān)步驟，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與、自主探究和實(shí)驗(yàn)，有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

三、重視實(shí)踐，讓學(xué)生創(chuàng)編人工智能成為現(xiàn)實(shí)

當(dāng)前的小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中，學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能的基本軟種類很多，隨著這些軟件創(chuàng)新改造后，逐步被運(yùn)用在教學(xué)中，如奇樂方、小貓科技等。這些軟件均融入了人工智能的內(nèi)容，不僅適用于學(xué)生學(xué)習(xí)運(yùn)用，而且能夠幫助學(xué)生體驗(yàn)創(chuàng)作弱人工智能項(xiàng)目，以實(shí)踐的方式培養(yǎng)和提升學(xué)生學(xué)習(xí)人工智能的信心，促進(jìn)學(xué)生自主參與、積極配合教學(xué)活動(dòng)。以scratch軟件為例，教師可以引導(dǎo)學(xué)生借助相關(guān)軟件結(jié)合scratch3.0軟件創(chuàng)設(shè)軟硬結(jié)合教學(xué)模式，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和完成編程內(nèi)容，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)情境，直觀展示人工智能，同時(shí)重視引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐創(chuàng)編，讓學(xué)生深刻體驗(yàn)和靈活人工智能在自己的努力下變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。以創(chuàng)編“貓捉老鼠”為例，課程基于混合式教學(xué)，僅僅圍繞對象、狀態(tài)行為、事件三個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容展開，分兩節(jié)課來完成。以Scratch開展的編程教學(xué)其主要目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生的興趣，促進(jìn)所有學(xué)生能夠積極主動(dòng)的參與進(jìn)來;設(shè)計(jì)滿足不同能力層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求;在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生對信息技術(shù)的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新素養(yǎng)。

第一節(jié)課在課程導(dǎo)入階段教師，教師運(yùn)用貓捉老鼠的效果引導(dǎo)學(xué)生圍繞對象、狀態(tài)行為、時(shí)間進(jìn)行分析，找出案例中有多少對象，對象的行為都是什么，各個(gè)對象之間的事件如何？在這個(gè)探究過程中，教師可以組織學(xué)生以小組形式展開探索和討論（圖1）。

接下來教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主探索，將電子資源包傳輸給每個(gè)學(xué)生，該數(shù)據(jù)包涵蓋了本次課程的運(yùn)行效果視頻、電子導(dǎo)學(xué)案、微課講解等內(nèi)容，此外每個(gè)小組發(fā)放紙質(zhì)導(dǎo)學(xué)案和一支筆。教師向全體學(xué)生發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，先觀看微課講解，接著要求學(xué)生在15-20分鐘內(nèi)填導(dǎo)學(xué)案，并產(chǎn)生進(jìn)行程序的仿真制作（使用教育101倒計(jì)時(shí)功能培養(yǎng)學(xué)生的時(shí)間觀念，圖2）。在這個(gè)過程中，教師要給予學(xué)生必要的指導(dǎo)，建議每組學(xué)生聚集在一張電腦桌前，有一名學(xué)生播放創(chuàng)編效果，另一名學(xué)生打開scratch3.0軟件對板塊是否成立進(jìn)行驗(yàn)證，再由一名組員試驗(yàn)并填寫建議過改進(jìn)措施，完成導(dǎo)學(xué)案填寫。最后教師要求各個(gè)小組排出代表對課程自主探究進(jìn)行總結(jié)和分享。

第二節(jié)課，教師則重點(diǎn)關(guān)注引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主創(chuàng)作。在教師發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)后，學(xué)生利用電子數(shù)據(jù)包的內(nèi)容，在10-15分鐘完成對貓捉老鼠程序的創(chuàng)編。再由教師帶領(lǐng)學(xué)生對創(chuàng)編成果進(jìn)行展示、分享，并在這個(gè)過程在引導(dǎo)學(xué)生對自己創(chuàng)編的內(nèi)容圍繞對象、狀態(tài)行為、事件三要素進(jìn)行講解，幫助學(xué)生從中發(fā)現(xiàn)問題。

在信息技術(shù)教學(xué)中，運(yùn)用人工智能開展的教學(xué)活動(dòng)引導(dǎo)必須重視學(xué)生的實(shí)踐體驗(yàn)，幫助其不斷構(gòu)建人工智能知識學(xué)習(xí)體系，充分利用創(chuàng)新的智能化軟件、系統(tǒng)的結(jié)合，讓學(xué)生增強(qiáng)對人工智能技術(shù)的理解和運(yùn)用，不僅促進(jìn)學(xué)生智力能力的的發(fā)揮，而且有效培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐、思考創(chuàng)作能力，為其今后學(xué)習(xí)和運(yùn)用人工智能奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)。

四、結(jié)束語

綜上所述，作為學(xué)校和教育工作者必須要高度的重視對創(chuàng)新型人工智能人才的培養(yǎng)，并在課堂上進(jìn)一步加強(qiáng)人工智能的運(yùn)用，構(gòu)建高效課堂，才能為國家的未來發(fā)展培養(yǎng)更多優(yōu)秀的信息技術(shù)人才。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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