人工智能在小學(xué)信息技術(shù)課程中的實踐探究

【摘要】人工智能已經(jīng)成為推動技術(shù)進步和社會發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，雖然我國的人工智能教育還處在起步階段，但人工智能教育在中小學(xué)信息技術(shù)教育教學(xué)中得到了空前的重視。人工智能在小學(xué)信息技術(shù)課程中的實踐應(yīng)用有其獨特的優(yōu)勢存在，能為小學(xué)信息技術(shù)課程教學(xué)開展實踐活動提供參考。本文從人工智能的現(xiàn)狀，到人工智能能改變教學(xué)方式、擴展學(xué)習(xí)方式、強化實踐活動、提升實踐應(yīng)用以及對未來教育的展望等幾個方面展開討論。

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù);人工智能;實踐活動

作者簡介：張紅（1981.10—），女，現(xiàn)任江蘇省昆山市周市鎮(zhèn)永平小學(xué)副校長，研究生學(xué)歷。

人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展對人們現(xiàn)在的生活和學(xué)習(xí)產(chǎn)生了巨大的影響，現(xiàn)在人們在家就可以通過智能化家居系統(tǒng)享受更加舒適的自助式服務(wù)，比如智能窗簾、智能馬桶、智能影音設(shè)備、智能監(jiān)控等都已經(jīng)在生活中出現(xiàn)。在我們的日常生活中，人工智能的參與使我們享受了許多智能服務(wù)，如完成購物后利用人工智能進行支付;市民可以通過叮咚買菜、多多買菜、美團優(yōu)選、淘菜菜等便利買菜平臺實現(xiàn)網(wǎng)上買菜;同時疫情期間，網(wǎng)上購物實現(xiàn)無人自動配送……可見，人工智能技術(shù)正日漸強大，無處不在，人們的生活越來越離不開人工智能技術(shù)。

人工智能技術(shù)同樣滲透到了校園中，學(xué)生在學(xué)校可以借助智能教學(xué)系統(tǒng)，用更少的時間掌握更多的知識和技能，如智慧黑板、未來教室上課體驗、智能廣播系統(tǒng)、校園智能灌溉系統(tǒng)、樓道聲控?zé)舻榷甲寣W(xué)生開闊了眼界。當(dāng)前的小學(xué)教育教學(xué)中，小學(xué)生對人工智能的了解還不全面，因此在信息技術(shù)課程的開展過程中，教師應(yīng)用人工智能技術(shù)一來可以提高教學(xué)效率，二來可以讓學(xué)生對其有更全面的了解和掌握。

一、引入人工智能，改變教學(xué)方式

智能教學(xué)課堂跟傳統(tǒng)課堂教育中老師起的作用不同，傳統(tǒng)課堂上是真實存在的教師向?qū)W生傳授各種知識，而智能教學(xué)中傳授知識的可以是虛擬存在的老師。比如在教授某個知識點時，教師可在課前設(shè)計好一個微課，讓學(xué)生通過反復(fù)觀看視頻學(xué)習(xí)操作重點與難點，再結(jié)合操作要點完成練習(xí)，這也是增強學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力的一種方式。

人工智能課堂中，學(xué)生的學(xué)習(xí)過程更加個性化，這樣的課堂是非常靈活的，而教師能有更多的時間與學(xué)生進行互動。并且，教師可以利用人工智能技術(shù)對學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)進度進行數(shù)據(jù)分析，幫助學(xué)生及時定制學(xué)習(xí)計劃，滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，進而優(yōu)化課程設(shè)置。如現(xiàn)在流行的“AI”系統(tǒng)，可以根據(jù)過去的實踐和預(yù)測的未來結(jié)果，為每一位學(xué)生定制學(xué)習(xí)體驗，人工智能在慢慢改變現(xiàn)有的傳統(tǒng)教學(xué)方式。

例如，對蘇教版小學(xué)信息技術(shù)三年級《認識計算機》這一課程內(nèi)容，教師在正式開展教學(xué)時可先提出“同學(xué)們，你們認識計算機嗎？你知道計算機的組成是什么嗎？”這些問題，再在課堂上利用人工智能“AI”模擬情境讓學(xué)生感知計算機，認識計算機的基本組成。教師可通過人工智能讓學(xué)生了解計算機硬件，看到主機的外觀就像一個黑色的大箱子，“大箱子”里面藏著很多的硬件，有主板、CPU、硬盤、顯示器等。教師可在借助人工智能直觀呈現(xiàn)它們的樣子的同時加以講解，如在展示顯示器時告訴學(xué)生顯示器就是可以顯示電腦的各個程序的一個硬件。而后，學(xué)生可以提出疑問，可以對計算機發(fā)送指令，讓它通過模擬三維空間向其介紹相關(guān)信息，如此學(xué)生就通過人工智能真實情境完成了相關(guān)知識點的學(xué)習(xí)。這樣的體驗，讓信息技術(shù)課更加生動形象。[1]

二、培養(yǎng)個性化學(xué)習(xí)，擴展學(xué)習(xí)方式

在小學(xué)信息技術(shù)課程中，學(xué)生學(xué)習(xí)的方式由于人工智能的參與已經(jīng)得到了擴展。與傳統(tǒng)的課堂學(xué)習(xí)相比，有人工智能的課堂，學(xué)生的個性化得到了充分的體現(xiàn)，學(xué)生可以選擇多種學(xué)習(xí)方式?，F(xiàn)在比較盛行的“走班式”學(xué)習(xí)在慢慢進入校園，不過“走班式”教學(xué)雖然有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)，但也有一定的局限性，比如一生一課表、一室一課表在排課等方面給學(xué)校帶來很多不便，所以想要大范圍的鋪開還是不太現(xiàn)實。但在人工智能時代，學(xué)?？梢越柚悄芑呐耪n軟件，通過合理的算法，優(yōu)化學(xué)校課程，這樣的安排也能滿足廣大學(xué)生的意愿，當(dāng)然“走班式”教學(xué)現(xiàn)在在小學(xué)完全實施還有點困難。

筆者所在的學(xué)校雖然已經(jīng)開始嘗試“走班式”教學(xué)，但主要是針對家長開放日設(shè)置的。學(xué)校利用一個年級的家長開放日時間，組織部分家庭教育指導(dǎo)師準備好課程內(nèi)容，讓家長先在網(wǎng)上預(yù)約上課內(nèi)容，到時間再到相對應(yīng)的地點聽課，這樣的個性化上課模式深受家長歡迎，比傳統(tǒng)的家長開放日的專家講座更能迎合家長的需要。

把這樣的“走班式”模式用到信息技術(shù)課堂上也未嘗不可，教師在布置任務(wù)的時候按難易程度分組分類，設(shè)置不同的關(guān)卡。每個組由小組長進行管理，小組長利用智能軟件記錄學(xué)生的完成情況。教師在課堂上是一個統(tǒng)籌者，每個學(xué)生根據(jù)自己的喜好選擇不同的任務(wù)去完成，通過一個關(guān)卡后，學(xué)生可以再次選擇另一個關(guān)卡，這樣的課堂是開放式的，學(xué)生從自身的興趣出發(fā)，自主選擇挑戰(zhàn)關(guān)卡，如果實在有困難就由小組長負責(zé)指導(dǎo)，這樣也能保證學(xué)習(xí)效果。筆者也在實際的信息技術(shù)課堂上對這樣的“走班式”教學(xué)進行了嘗試，學(xué)生對于這樣的學(xué)習(xí)方式非常感興趣，有了不一樣的學(xué)習(xí)體驗。

三、提高思維技巧，強化實踐活動

信息技術(shù)課堂上學(xué)生的實踐活動是必不可少的，在此筆者以小學(xué)信息技術(shù)四年級的《感悟技術(shù)發(fā)展》一課為例，講解教師可如何利用人工智能引導(dǎo)小學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)課程。四年級的學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了兩年的信息技術(shù)知識，學(xué)會了通過多種渠道進行網(wǎng)絡(luò)交流，比如騰訊QQ、微信、論壇、郵箱等。他們對新事物、新技術(shù)的興趣很高，在課堂學(xué)習(xí)中注重的是技術(shù)的體驗?！陡形蚣夹g(shù)發(fā)展》這一課從幾個方面介紹技術(shù)，重在讓學(xué)生了解與信息技術(shù)有關(guān)的技術(shù)發(fā)展。教師可通過智能化體驗、互聯(lián)網(wǎng)搜索、微視頻自學(xué)等多種方式讓學(xué)生感受信息時代計算機應(yīng)用的無處不在，以及信息技術(shù)發(fā)展給人民的生活帶來的便利。教師還可向?qū)W生介紹計算機發(fā)展史、新一代信息技術(shù)等讓學(xué)生充分感悟技術(shù)的發(fā)展，拓展和啟迪學(xué)生的思維空間。[2]隨著新的技術(shù)不斷涌現(xiàn)，科技的不斷發(fā)展，教師要抓住事物發(fā)展的特點，引導(dǎo)學(xué)生對所學(xué)知識形成知識體系，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。E9B8F959-D547-4B76-B934-6CF830CAA07E

（一）真實情境，引入信息技術(shù)課堂

在《感悟技術(shù)發(fā)展》這一課程的教學(xué)中，教師可以進行協(xié)同教學(xué)，首先教師需要提前設(shè)置好一個實際的教學(xué)情境，然后由教師、學(xué)生在教學(xué)情境中分別扮演不同的角色，最后由教師提出問題，學(xué)生解決問題。教師通過這樣的一個過程，將人工智能順利的應(yīng)用到小學(xué)信息技術(shù)課程的實踐活動中。

例如，現(xiàn)在的新冠疫情還沒結(jié)束，新型變異毒株間或涌現(xiàn)，國內(nèi)和國外的防控壓力都很大，仍在堅持著“外防輸入，內(nèi)防反彈”的要求，做好常態(tài)化疫情防控工作。在這樣的背景下，教師在上課伊始為學(xué)生引入一段視頻，視頻內(nèi)容為2020年5月8日在新加坡的一個公園出現(xiàn)了一只神奇的狗，它一出現(xiàn)就引起了轟動。原來它是一只波士頓動力機器狗，它不斷地發(fā)出語音信號，反復(fù)提醒居民戴好口罩，保持適當(dāng)社交距離，還一邊在公園走動。它還能夠估算出在公園的人數(shù)，幫助公園保安完成巡邏的工作。學(xué)生一看到這個視頻就都被這只神奇的狗吸引住了，體會到智能時代下技術(shù)的發(fā)展給我們的生活帶來的便利。

（二）網(wǎng)絡(luò)助力，體驗智能的知識傳授

信息技術(shù)課堂的優(yōu)勢是可以利用網(wǎng)絡(luò)完成多個環(huán)節(jié)的教學(xué)。在《感悟技術(shù)發(fā)展》課堂的導(dǎo)入環(huán)節(jié)學(xué)生認識了一只波士頓動力機器狗，這時教師再引出AlphaGo。AlphaGo是一個機器程序，了解圍棋的學(xué)生大部分都知道，世界圍棋冠軍李世石在2016年與計算機程序AlphaGo對弈，結(jié)局是被打敗了。一年后，又有一個計算機程序AlphaZero誕生，它跟AlphaGo比賽時，成績驚人，以100∶0的成績獲勝。

學(xué)生在日常生活中也或多或少接觸過人工智能，教師在課上可給學(xué)生一點時間利用網(wǎng)絡(luò)查閱有關(guān)人工智能的知識。例如，現(xiàn)在是5G時代，有5G通信網(wǎng)絡(luò);無人駕駛技術(shù)在現(xiàn)實生活中得到實現(xiàn)，百度Apollo無人車亮相，震撼了春晚舞臺，也讓世界見證了中國速度。還有，現(xiàn)在人們外出購物不再只能使用現(xiàn)金支付，還可以使用電子支付，人們可以通過掃描二維碼完成支付，甚至支付寶還支持刷臉支付?，F(xiàn)在提倡綠色出行，人們乘坐公交車時，也有著多種支付形式，不僅僅可以通過投幣、刷卡乘車，還可以通過相應(yīng)的APP實現(xiàn)掃碼乘車……

在《感悟技術(shù)發(fā)展》這一課程中，教師利用計算機教室的現(xiàn)有電器設(shè)備，讓學(xué)生體驗用智能手機操控空調(diào)、電視等設(shè)備，只要匹配一下型號，手機就是一個現(xiàn)成的遙控器。學(xué)生看到這樣的簡單快捷的物與物的對接操控，都驚訝地張大了嘴巴。智慧生活已經(jīng)悄悄地進入我們的生活，還有云端存儲、電子紙、觸摸屏一體機和iPad平板顯示設(shè)備等都出現(xiàn)在我們的生活中。如果條件允許，學(xué)生在課堂上還可以通過網(wǎng)絡(luò)查找了解身邊更多的智能應(yīng)用。

（三）拓展思維，加強評價管理展示

在課堂評價中，傳統(tǒng)教學(xué)管理主要由教師自己進行現(xiàn)場評價，或者是學(xué)生之間的相互評價，導(dǎo)致教師容易陷入教學(xué)誤區(qū)，很多教學(xué)失誤很難靠自己發(fā)現(xiàn)。教師將人工智能技術(shù)引入到小學(xué)信息技術(shù)課程中，利用人工智能技術(shù)開展教學(xué)評價，小學(xué)信息技術(shù)課程的評價會更加客觀。從科學(xué)的角度對教學(xué)管理進行評價，教師可以直接從評價結(jié)果中發(fā)現(xiàn)自己的問題。信息技術(shù)課堂有著獨特的優(yōu)勢，可以以課堂為載體，通過聚焦人臉識別技術(shù)、語音識別技術(shù)對課堂行為進行分析等，而后教師對這些數(shù)據(jù)進行收集和整理，在此基礎(chǔ)上統(tǒng)計分析學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，或是通過學(xué)生問卷反饋等教學(xué)輔助手段幫助學(xué)生查漏補缺。這樣的大數(shù)據(jù)采集分析教學(xué)評價方式為教學(xué)提供了一種新的可能，大大提高了教師的教學(xué)效率，也讓更多的學(xué)生參與到課堂中，而相互評價也能拓展學(xué)生的思維。

四、展望智能教育，提升實踐應(yīng)用

人工智能在未來的信息技術(shù)教育教學(xué)中或?qū)⑵鸬街鲗?dǎo)作用，不過在此基礎(chǔ)上也需要教師對教學(xué)的程序進行統(tǒng)籌設(shè)計。教師可以將人工智能與問題教學(xué)法相互融合設(shè)計出一套可以在人工智能教學(xué)中應(yīng)用的教學(xué)程序，這樣即可利用人工智能技術(shù)高效地完成小學(xué)信息技術(shù)課程實踐教學(xué)，也可以讓學(xué)生完成基本的學(xué)習(xí)任務(wù)。比如學(xué)生在課堂上先對教師預(yù)先提供的瀏覽器的使用方法了解清楚，再完成教師提出的擴展教學(xué)任務(wù)。學(xué)生若要完成線上聽歌、看視頻的任務(wù)，得先了解聽歌需要什么軟件，看視頻又需要什么軟件，然后還要自己研究如何下載計算機上沒有安裝的軟件，而聽歌使用的軟件不局限于一個，在這過程中，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)有酷狗音樂、千千靜聽、華為音樂、百度音樂盒等多種聽歌軟件，還會發(fā)現(xiàn)有的軟件是免費的，有的是要收費的。學(xué)生在計算機上搜索軟件的過程也是學(xué)習(xí)的過程，最終教師進行總結(jié)評價，這樣教師的擴展教學(xué)效果和學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力都可以得到提高，以后學(xué)生遇到其他問題也可以通過計算機自行解決，同時也提升了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。[3]

人工智能在小學(xué)信息技術(shù)課程中的實踐應(yīng)用能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，但需要注意的是，教師在小學(xué)信息技術(shù)課程教學(xué)中不能因過度倚重人工智能而忽視了與學(xué)生的情感交流。課堂教學(xué)中，教師還是教學(xué)主體，教師需要找到合適的方式讓學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力得到提升。如果教師在教學(xué)中長期使用人工智能開展教學(xué)，那么學(xué)生的日常溝通交流能力也會有所下降，學(xué)生無法占據(jù)學(xué)習(xí)主體地位，在人工智能教學(xué)中學(xué)生仍然處在被動接受知識的位置。學(xué)生在人工智能教學(xué)中雖然能夠提高知識掌握水平，但是知識的運用能力和創(chuàng)造性學(xué)習(xí)能力還有待進一步提升。因此雖然人工智能在教育教學(xué)中的使用能夠使教學(xué)增色不少，但是實際使用過程中也是要謹慎對待它的，教師在教學(xué)時需要先衡量利弊再使用。

總之，人工智能時代需要的是有豐富的想象力和創(chuàng)造力的人才，教師必須緊跟時代的步伐，在教育中多給予學(xué)生廣闊的思維空間供其馳騁想象，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成創(chuàng)新思維，努力使他們成為開拓創(chuàng)新、善于思考的新時代人才。人工智能技術(shù)發(fā)展起來之后對教育行業(yè)的改變非常大，學(xué)生對信息技術(shù)課程的期望更高，學(xué)生可以獨立自主地完成對知識技能的學(xué)習(xí)。對此，教師可以將主要精力放在擴展教學(xué)方面，也就是借助人工智能技術(shù)來完成基礎(chǔ)教學(xué)工作，學(xué)生在這樣的課堂上也能有不同的學(xué)習(xí)體驗，這樣才能從理論和實踐兩個角度提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和成績。

【參考文獻】

[1]廖栩，陳雪松.人工智能在信息技術(shù)課堂教學(xué)中的應(yīng)用探究：以AI雙師課堂《救援呱呱》為例[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2020（8）：25-27.

[2]胡欣華.人工智能在信息技術(shù)課程的教學(xué)實踐[J].電子技術(shù)，2020，49（6）：138-139.

[3]郭麗娜.中小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)存在問題及對策研究：以人工智能運用為例[J].軟件導(dǎo)刊：教育技術(shù)，2019，18（9）：17-19.E9B8F959-D547-4B76-B934-6CF830CAA07E