小學信息技術教學中人工智能的運用探究

常紅選

豐蔭明德小學 陜西渭南 714000

人工智能技術在教育領域的應用程度不斷加深，在這一過程教學方法以及策略同樣需要進行變革，積極探索小學信息技術教學中有效運用人工智能的策略，不僅是為了培養(yǎng)學生信息技術學習的興趣，同時還有利于加深學生對現(xiàn)代化人工智能技術的認識，為其創(chuàng)新創(chuàng)造能力的持續(xù)提升發(fā)揮作用。人工智能教育在小學信息技術教學中的融入，有利于學生盡早接觸人工智能，提高其對于今后學習階段人工智能活動開展的適應性[1]?，F(xiàn)階段，大部分學校都可以依托多媒體教室進行人工智能相關知識教學，因此將人工智能運用到小學信息技術教學中具有較高的可行性。但是，小學信息技術教學中有關人工智能的教學內容相對較少，所以有效運用人工智能技術可以進一步豐富小學信息技術教學內容，結合學生課堂實際情況及時調整教學內容及方法。

1 人工智能的內涵

人工智能(Artificial Intelligence)屬于現(xiàn)代化信息技術的前沿，其在醫(yī)療、農業(yè)以及教育等領域都有廣泛的應用?？梢詫⑷斯ぶ悄芎喎Q為AI，其屬于互聯(lián)網和計算機信息技術的融合發(fā)展產物，主要是對擴展、延伸和模擬人的智能技術進行開發(fā)和研究[2]。發(fā)展人工智能主要目標為利用機器人更加高效優(yōu)質地完成比較復雜的人工工作，近期目標為對重復以及簡單的人類勞動進行代替。人工智能的不斷發(fā)展可以為社會發(fā)展提供重要的推動作用，其主要的應用成果主要包括知識工程、自動工程、模擬識別以及人機對弈等項目。以知識工程為例，主要是將知識作為處理和研究對象，全面研究軟件技術以及人工智能的應用、構建和維護等，可以歸納為智能搜索引擎、機器翻譯以及數(shù)據(jù)挖掘等[3]?，F(xiàn)階段屬于人工智能的初期發(fā)展階段，但是其已經對人們的生活和工作產生不容忽視的影響，將人工智能應用到教學中同樣可以取得顯著的教育效果。

2 人工智能在小學信息技術教學中的優(yōu)勢

小學階段開展人工智能教育可以幫助小學生盡早了解人工智能時代的特征，提升其對人工智能技術應用場景的熟悉感，體驗各種人工智能產品，應用人工智能技術、產品以及其中所蘊含的思維切實解決實際生活以及學習中遇到的問題[4]。

(1)將人工智能應用至教學中最突出的優(yōu)勢便是可以激發(fā)學生的學習興趣，尤其是小學生大多具有較強的好奇心，利用人工智能教育吸引小學生學習相關知識，利用由易到難的方式使其不斷深入學習人工智能知識。

(2)大部分小學生實際生活中都會接觸到人工智能，比如校門口的人臉識別系統(tǒng)、二維碼支付以及高德地圖、語音識別等系統(tǒng)，因此小學生對于人工智能的應用并不陌生。在學習中同樣會應用到智能搜索功能等，教師引導小學生進一步學習人工智能相關的知識，可以使學生結合自己的學習以及生活經歷更加深刻認識信息技術的前沿發(fā)展，同時在今后的學習、生活以及教學工作中發(fā)揮人工智能的便利性[5]。

3 小學信息技術教學中人工智能的運用措施

小學信息技術教學中部分教師并不重視人工智能的應用，因為人工智能技術是具有一定復雜性的教育技術，部分教師專業(yè)水平也存在一定的局限性，在多方面因素下，人工智能在小學信息技術教學中的應用受到明顯阻礙。結合我個人多年的教學經驗，針對小學信息技術教學中人工智能的運用措施總結出以下幾點：

3.1 注重小學信息技術人工智能教學體系的構建

小學信息技術教學應用人工智能時，教師應當先構建具有較高完整性的教學體系，比如可以將人工智能教學分為4個階段，首先，需要利用小學生比較感興趣的游戲以及故事等引導其進入信息教學的世界，以認識鼠標、認識圖片教學為例，可以緊密結合日常生活引導學生主動理解和接受相關知識，有效避免灌輸式教學的弊端。其次，第二階段教學主要引導學生與計算機進行交互，使學生可以掌握基本的輸入方式等。再次，第三階段應當以計算機為主體提升學生應用計算機的熟練程度，比如創(chuàng)建、命名和移動文件夾，編寫課程表等，以上知識學習完，最后可以引導學生借助已有程序簡單控制計算機，自主實現(xiàn)編程。例如，在進行“小小海龜聽指揮”教學實踐時，在已有程序的幫助下學生控制海龜完成圖形繪制等內容，甚至還可以應用重復指令使海龜寫出完整的語言，通過這種實踐讓學生進一步感受信息技術和人工智能的魅力所在。

3.2 注重人工智能教學情境的創(chuàng)設

人工智能在教育教學領域的應用可以為教育的信息化以及智能化發(fā)展提供有力支撐，在這一過程教育工作同樣需要面對更多的挑戰(zhàn)。為了使小學生更加容易接受人工智能教育，信息技術教師可以貼合學生實際生活向學生展示相關的人工智能運用案例，確保班級內的學生可以對人工智能有更加直觀和形象化的感觸以及認知，為學生更加積極地探究信息技術奠定良好基礎[6]。譬如，教師可以在上課前講解實際生活中使用的人工智能，同時引導學生分享自己的生活以及學習中接觸到的人工智能相關的知識，可以迅速拉近學生和人工智能的距離。教師可以從學生比較熟悉的智能手機開始講述目前應用比較廣泛的指紋以及刷臉等密碼鎖形式，其實都與人工智能具有緊密聯(lián)系。為了更好地引導學生學習，教師還應當提出相應的問題，使學生思考人工智能是怎樣給我們的生活、工作以及學習帶來巨大的變化的？學生帶著問題在人工智能學習中探尋答案。

3.3 注重應用相關軟件進行人工智能實踐

小學信息技術教學離不開硬件設備以及軟件的支撐作用，為了更好地達到人工智能的教學目標，更應當重視人工智能教學系統(tǒng)、智能決策系統(tǒng)、仿真教學系統(tǒng)等技術手段的應用，確保教師教學以及學生學習都可以獲得完美的教學效果和充足的學習空間，充分發(fā)揮人工智能對于教學的輔助作用，使學生的學習和發(fā)展可以獲得充足的共享教育資源，為教師的精準教學以及分層教學等提供協(xié)助[7]。智能仿真技術系統(tǒng)有效整合了仿真與人工智能，對于人力以及物力投入的降低具有明顯的促進作用，同時可以為信息技術實驗教學進度的順利推進發(fā)揮重要的作用，利用仿真專家涉及的實驗進行教學建模以及理解，可以明顯提升學生參與實驗的主動程度，為學生學習能力的提升奠定良好的基礎。現(xiàn)階段，小學信息技術教學中可以應用多種軟件進行人工智能學習，這些人工智能的內容，在幫助學生學習的同時，還能夠為學生提供體驗創(chuàng)作人工智能項目的機會，增加學生的人工智能學習信心[8]。例如，教師可以利用scratch3.0軟件完成軟硬結合教學模式的創(chuàng)設，為學生學習和完成編程內容提供指導，同時提高學生對實踐創(chuàng)編的重視。

3.4 注重應用人工智能進行信息技術知識整合

人工智能技術不僅可以應用到線上教學，也可以被應用到信息技術知識掌握程度的測評工作，其可以將不同環(huán)節(jié)的教學串聯(lián)起來[9]。網絡輔助教學已經被應用至各個學校的育人工作中，應用網絡方式進行教學不僅具有更加便利的優(yōu)勢，還能夠達到節(jié)約資源的效果。教材屬于小學生信息技術教學的基礎，其主要展示了部分比較簡單的計算機操作技巧。但是，在時代不斷發(fā)展的過程中，單純依靠教材知識難以滿足人工智能時代教育需求，因此教師應當對教材重新進行整合分析，同時梳理教材當中的重點難點知識，結合實際的教材內容合理融入人工智能技術，確保信息技術教學可以與時俱進[10]。例如，教師在進行“初識WPS演示”教學的過程中，可以利用幻燈片為學生放映WPS的相關優(yōu)點和作用等內容。同時，教師通過上網查詢相關資料搜索WPS演示和人工智能之間的聯(lián)系，并且將這些信息資訊以及內容展示給學生。

3.5 注重應用人工智能促進創(chuàng)編

素質教育理念已經深入人心，小學信息技術教學同樣需要順應素質教育發(fā)展趨勢及時調整教學課程目標和方向，在這一過程需要充分發(fā)揮信息技術知識和人工智能的優(yōu)勢為學生創(chuàng)編提供鼓勵[11]。因此，在小學信息技術教學時教師可以結合學生學習情況，將人工智能和課堂教學有機融合在一起，使學生可以了解相關算法內容，為其自行編創(chuàng)提供幫助。為了使學生更好地掌握編創(chuàng)技術，可以運用小游戲的方式開展相應的自行編創(chuàng)以及人工智能算法活動。比如，可以引導學生參與“剪刀、石頭、布”等人工智能游戲，主要先使學生了解如何應用算法調整和控制游戲。之后，教師結合學生實際的信息素養(yǎng)水平完成學習小組的劃分，確保同一組內包含水平能力各異的學生。使不同小組可以(針對)人工智能游戲的算法以及流程進行積極探討，凝聚小組力量共同完成人工智能游戲的編創(chuàng)和游戲模型的構建。值得注意的是，教師應避免過度干預學生的字數(shù)編創(chuàng)，可以適時為遇到困難的學生提供引導。最后，學生完成游戲編程任務后，還應當引導學生進一步交流和探討整體工作內容，向其他學生和教師等分享編創(chuàng)經驗和感受，加深學生對人工智能程序價值的感受。

3.6 小學信息技術教學中人工智能教學案例

小學信息技術教師在運用人工智能的過程中應當主動總結人工智能相關的成功教學案例，同時對其進行深入分析，總結成功的運用經驗，并且結合運用問題在實際教學中進行改進[12]。以“我們身邊的機器人”教學為例，其主要的教學內容為引導學生基本了解機器人相關知識以及學習概念性知識等。首先，教師應當對教學目標進行明確，通過本節(jié)課的學習使學生可以掌握機器人的概念、種類以及應用現(xiàn)狀等，并且可以對機器人進行分辨，同時對機器人的組成部分有所了解。該課程的教學重點是機器人現(xiàn)狀、應用及發(fā)展的學習，而難點是不同種類機器人的分辨等。在具體的教學過程，教師主要按照創(chuàng)設情境、提問互動、羅列任務、協(xié)作探究以及成果展示的順序開展教學，其中情境創(chuàng)設主要是為了營造學習氛圍，提升學生的學習興趣。協(xié)作探究屬于整個課程教學中的重要環(huán)節(jié)，教師可以為學生設計相關任務，提升學生學習的目的性，主要結合機器人概念、機器人組成部分、機器人種類、機器人應用以及機器人未來發(fā)展等方面，通過網上搜索、教材、PPT課件等完成學習任務。在協(xié)作探究環(huán)節(jié)學生可以進行深度思考，同時也可以應用信息技術對相關學習問題進行解決。

在實際教學中，協(xié)作探究環(huán)節(jié)屬于教學問題較多的部分，主要是因為這一階段學生難以有效篩選大量涌現(xiàn)的內容，對于這些知識內容并不需要全部了解和掌握，因此只要求小學生在已有基礎上進行一定的拓展，不必要深入探究難懂的專業(yè)術語及知識內容。另外，還有部分學生直接復制檢索到的內容，缺乏認真分析和理解，因此，教師應當鼓勵學生積極表達經過自己加工的信息。在課后，教師應當及時進行總結和反思，主要對教學過程、學習成果等進行分析。

結語

綜上所述，小學信息技術課堂屬于人工智能教育的主要陣地，人工智能的運用不僅有利于學生學習興趣的提升，還能夠培養(yǎng)學生運用人工智能思維及人工智能產品解決實際生活和學習難題的能力。將人工智能應用至小學信息技術教學中，應當先進行小學信息技術人工智能教學體系的構建，并且還應當注重人工智能教學情境的創(chuàng)設、應用相關軟件進行人工智能實踐、應用人工智能進行信息技術知識整合、應用人工智能促進創(chuàng)編。為了保障小學信息技術教學成功應用人工智能提升教學效果，還應當對小學信息技術教學中人工智能教學案例進行總結和分析。