人工智能助推小學課堂教學創(chuàng)新研究

張迪　孫坦坦

[摘 要] 在信息化高速發(fā)展的時代背景下，人工智能技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到了各行各業(yè)中，為人們的生活、學習和工作帶來了極大的便利。在小學課堂教學中，也隨處可見人工智能的影子，它推動了課堂教學的創(chuàng)新。作為課堂教學的組織者，教師要充分發(fā)揮人工智能技術(shù)的強大作用，創(chuàng)新課堂教學形式，豐富課堂教學內(nèi)容，打造線上線下一體的新型課堂結(jié)構(gòu)形態(tài)，提高課堂教學質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞] 人工智能；課堂教學；課程資源

課堂是學生學習知識的主要場所。一直以來，我國小學課堂教學都是以教師的講解為主，教學形式單一，且教學內(nèi)容以書本知識為主，缺少拓展和延伸，這在一定程度上限制了學生的思維與視野，阻礙了學生的個性發(fā)展。人工智能的應(yīng)用打破了傳統(tǒng)教學的桎梏，不僅給學生帶來了更為豐富的學習內(nèi)容，也創(chuàng)新了學習的方式，為學生提供了更為廣闊的學習空間，有效地激發(fā)了學生的積極性與主動性。教師要巧用、多用、活用人工智能，打造數(shù)字化的小學課堂，開創(chuàng)小學課堂教學的新局面。

一、人工智能在小學課堂教學中的應(yīng)用優(yōu)勢

（一）學習環(huán)境智能化

在傳統(tǒng)課堂上，教師和一支粉筆、一本教科書、一塊黑板就支撐起了整堂課，教學形式和教學內(nèi)容比較單調(diào)，缺乏新穎性和趣味性，容易使學生產(chǎn)生厭學情緒，影響學生課堂參與的積極性。人工智能的應(yīng)用使教學環(huán)境變得智能化，教師可以利用智能設(shè)備對學生進行一對一教學，從而根據(jù)學生學習實際，利用人工智能技術(shù)選擇適合學生的教學方法與教學策略，提高教學的針對性。教師引導學生利用人工智能應(yīng)用自主搜索、探究自己想要了解的學科知識，可以拓寬學生的學習渠道，有助于學生自主學習能力的提升。

（二）教學過程智能化

人工智能在課堂教學過程中具有重要的輔助作用，能為教師提供強有力的技術(shù)支持。教師可以利用大數(shù)據(jù)應(yīng)用對學生的知識結(jié)構(gòu)、能力水平、性格特征等進行分析，從而客觀全面地了解每個學生的具體情況，以便教學時根據(jù)學生的個體差異采取個性化的教學策略。基于學生個體差異的教學有助于學生的整體進步。例如，教師可以根據(jù)學生的具體差異，利用人工智能為不同的學生推送不同的學習資源，使每個學生都能處于自己的最近發(fā)展區(qū)。另外，人工智能還可以為學生提供仿真學習空間，將一些在現(xiàn)實生活中無法實現(xiàn)的場景通過虛擬的形式呈現(xiàn)出來。

（三）教學評價智能化

傳統(tǒng)的教學評價過于依賴學生的考試成績，往往成績好的學生就是教師眼中的“好”學生；同時，學校對教師的評價也與學生成績掛鉤，教師所帶的學生成績好，則是學校眼中的“好”教師。顯然，此種評價模式只看到了結(jié)果，沒有看到過程，很容易打擊學生和教師的積極性。人工智能的應(yīng)用加強了教學評價的科學性和有效性，教師可以利用人工智能應(yīng)用對學生的學習過程進行量化表示、記錄，并通過人工智能系統(tǒng)對這些數(shù)據(jù)進行分析，自動生成評價報告。人工智能還可以輔助教師批改作業(yè)和試卷，為教師和學生提供真實的反饋。顯然，人工智能參與下的教學評價有助于消除教師主觀因素的影響，減輕教師的工作量，提高評價反饋的及時性、真實性，從而助力教師改進教學，助力學生自我提升。

二、人工智能助推小學課堂教學創(chuàng)新的策略

（一）巧借智慧課程資源，吸引學生參與興趣

興趣是學生參與課堂學習的內(nèi)在動力之一，對學習內(nèi)容產(chǎn)生濃厚的興趣后，學生就會積極主動地思考與探究。所以，在課堂教學中，教師要拓寬教學視野，既要立足于教材，又要超越教材，巧妙地將各種智慧課程資源應(yīng)用到教學中，為學生營造圖文并茂、動靜結(jié)合、生動有趣的課堂環(huán)境，用豐富的視聽刺激和多彩的教學內(nèi)容吸引學生的注意力。

在具體的教學實踐中，教師應(yīng)充分利用各種智慧課程資源，比如交互式電子白板自帶的資源庫，其中有各個學科的教學資料。教師可以根據(jù)教學需要，將這些智能化的課程資源靈活地應(yīng)用到課堂教學中，為學生創(chuàng)設(shè)生動的教學情境，豐富學生的感性認識，引導學生自主地學習、理解、應(yīng)用學科知識，進而從根本上改變傳統(tǒng)的灌輸式課堂。這樣，教師不再花費大量的時間進行講授，而是給學生留出了更多自主思考、自主探究的空間，大大優(yōu)化了課堂教學。

人工智能已經(jīng)應(yīng)用于生活的很多方面，教師要善于利用相關(guān)設(shè)備從生活中提煉素材，根據(jù)教學內(nèi)容和教學需要用相應(yīng)的方式記錄下來，特別是那些不被注意的生活細節(jié)。利用智能化的教學軟件將這些生活素材制作成多媒體課件，或者作為背景材料或輔助材料穿插到授課過程中，可以使學生對所學內(nèi)容產(chǎn)生熟悉感與親切感，有利于學生主動地學習、探究。另外，教師還可以利用人工智能整合國內(nèi)優(yōu)質(zhì)課程資源，包括優(yōu)質(zhì)的視頻課程、教學案例、教學設(shè)計等，從中汲取精華，為己所用，不斷創(chuàng)新課堂教學形式，豐富課堂教學內(nèi)容，給學生帶去更為豐富的課堂體驗，從而提高課堂教學效率。

（二）巧借智能學習活動，鍛煉學生思維能力

當前的教育現(xiàn)實更注重學生的想法，鼓勵他們在玩中學、學中玩。因此，課堂教學不能再以“講”為主，而是要讓學生在有趣的學習活動中自覺、自主地建構(gòu)知識。教師可以借助人工智能開展教學活動，為學生營造富于趣味性的學習環(huán)境，讓學生帶著輕松愉悅的心情投入學習活動。

在傳統(tǒng)的課堂教學中，教師習慣讓學生用刷題或死記硬背的方式鞏固知識點，學生對于這種機械、枯燥的學習方式往往抵觸。在教育信息化的大背景下，教師引入一些智能化教學手段，可以讓學生在玩的過程中不知不覺地學到知識、提升能力。教師可以根據(jù)“以游戲練基礎(chǔ)，以游戲促提高，以游戲養(yǎng)興趣”的目標，圍繞教學內(nèi)容設(shè)計闖關(guān)小游戲，讓學生在游戲過程中獲得思維的發(fā)展，深化學習層次。教師要做的，就是制定游戲規(guī)則，由易到難地設(shè)置關(guān)卡。考慮到小學生正處于思維發(fā)展的黃金時期，教師可以聯(lián)系教學內(nèi)容和生活實際，引入一些益智類的游戲，讓學生根據(jù)游戲設(shè)定的背景，尋找線索，完成游戲任務(wù)，從而鍛煉學生的邏輯推理能力。教師還可以利用人工智能開展有趣的課堂練習活動，在一堂課結(jié)束后，利用動畫、圖像等為學生設(shè)計練習題目，將傳統(tǒng)的書本練習搬上大屏幕，并讓學生走到講臺上用拖拽、智能手寫等方式完成練習，當學生作答后，再由智能系統(tǒng)自動評價。答對就獎勵一朵“小紅花”或為學生熱烈“鼓掌”，答錯則給學生一個“哭臉”或“鼓勵”。在這樣輕松、愉悅的氛圍中完成知識的鞏固和思維的訓練，學生課堂參與的主動性就能充分調(diào)動起來。

（三）巧借智能數(shù)據(jù)分析，推動學生個性學習

課堂分析有助于教學質(zhì)量的提升。在傳統(tǒng)課堂教學中，教師對教學的分析大多依賴于考試成績和學生的課堂表現(xiàn)。在人工智能創(chuàng)新課堂上，教學環(huán)境日趨智能化，教師要借助大數(shù)據(jù)技術(shù)對課堂教學數(shù)據(jù)進行智能化的采集與分析，分析學生的實際情況，分析他們之間的差異，引導學生找到適合自己的方法。

新一代人工智能攝像頭可以自動發(fā)現(xiàn)、識別和跟蹤對象，并且可以快速地處理圖像中的各種信息，為課堂教學信息的收集和處理提供了便利。在教學實踐中，教師可以利用教室中的人工智能攝像頭進行無感知的數(shù)據(jù)采集，獲取學生的課堂出勤率、課堂行為、姿態(tài)及表情等數(shù)據(jù)，通過智能化的分析，形成可視化的報告，從而了解學生對課堂教學內(nèi)容的興趣、專注程度、理解接受程度等。這樣，教師就可以更加直觀地認識到教學中的不足，進而對接下來的教學進行及時的調(diào)整與優(yōu)化。教師要借助課堂提問了解學生的學習狀況，并以數(shù)據(jù)的形式記錄下來，再綜合學生的年齡、愛好、性別等，對學生進行全面的分析，總結(jié)每個學生的特點。這樣，教師就可以為不同的學生進行有針對性的指導，如設(shè)計不同難度的作業(yè)，與學生進行一對一互動等。

（四）巧借智能學習平臺，創(chuàng)建仿真學習環(huán)境

人工智能為課堂教學提供了可視化的交互體驗，可以豐富知識點的呈現(xiàn)方式，降低知識的理解難度。教師可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR）、增強現(xiàn)實技術(shù)（AR）、混合現(xiàn)實技術(shù)（MR），為學生創(chuàng)設(shè)高仿真、沉浸式的教學情境，指導學生通過計算機操作完成探究，化抽象為形象，提高課堂教學效率。

小學生抽象思維能力尚在發(fā)展中，一般以形象思維為主。在課堂教學中經(jīng)常會遇到一些抽象的知識點，學生學習起來頗有困難，此時教師就可以借助智能學習平臺，利用AR技術(shù)為學生進行動態(tài)演示，讓學生從不同的角度進行觀察與思考，加深學生的直觀印象。有了豐富的感性認識支持，學生在理解知識點時就會變得更加容易，學習積極性也會提高。小學階段的教學內(nèi)容雖然都是基礎(chǔ)知識，但是教師在教學過程中如果只是單純告訴學生“是什么”“怎么樣”，就會使他們的認知表面化，知其然而不知其所以然。因此，教師可以利用人工智能應(yīng)用為學生制作相應(yīng)的動畫，為學生推導知識的形成過程，展示前人的探究過程和事物本身的發(fā)展規(guī)律，等等。靜態(tài)、抽象的思想變成立體、生動的具體形象，可以使學生更好地掌握知識。學生學得更加容易，教師教得也更加輕松。新課程標準倡導要讓學生在真實情境中學習，教師要根據(jù)新課標的要求，借助人工智能為學生搭建仿真學習空間，為學生提供豐富的知識遷移應(yīng)用場景，引導學生開展探究性學習。

（五）巧借智能評價方式，強化學生學習動機

教學評價是小學課堂教學不可缺少的環(huán)節(jié)，科學有效的評價可以提高學生的自信心，強化學生的學習動機，對提升學生學習效果具有重要的作用。教師利用人工智能靈活性、互動性強的特點，引入智能化的評價方式，可以對學生的學習情況做出客觀、真實的反饋，有助于提高學生的自我認知，幫助他們找到適合自己的學習方法。

在課堂上，教師可以直接錄制教學過程，在進行教學評價時給學生播放并引導學生反思，從而促進他們調(diào)整自己的學習方式。教師還要發(fā)揮學生的主體性，組織學生進行互相評價，結(jié)合視頻指出對方的優(yōu)點與不足。顯然，這比教師的單一主體評價更有效果。紙筆考試作為一種傳統(tǒng)的評價方式，在當今時代仍有其價值。為提高試卷批改和反饋的效率，教師可以利用智能批改系統(tǒng)對學生的試卷進行評分、核分，生成個性化的學習報告，為學生改錯和自我鞏固提供方向。另外，智能系統(tǒng)還可以對班級的整體卷面情況進行分析，使教師可以更為直觀地看到學生的學習情況，從而對課堂教學做出整體性的評價。教師還可以為學生推薦相應(yīng)的學習軟件，鼓勵學生課后自練、自評，并根據(jù)智能系統(tǒng)的評分和分析，進行鞏固和提高。也就是說，利用人工智能應(yīng)用還可以引導學生進行自我教育、自我提升，培養(yǎng)學生的自主學習能力。學習是一項復雜的活動，教師不僅要根據(jù)結(jié)果對學生進行評價，還要重視學生的學習過程。教師可以利用人工智能為每個學生建立智能化的成長檔案，并定期進行智能化的分析，讓學生看到自己的成長與進步。

三、結(jié)語

總之，利用人工智能輔助課堂教學是智慧教育發(fā)展的趨勢。教師要主動把握這一趨勢，不斷提升自身的信息化素養(yǎng)，將人工智能應(yīng)用到教學實踐中，充分發(fā)揮人工智能的優(yōu)勢，解決傳統(tǒng)教學中的突出問題，提升課堂教學效率，助推課堂教學創(chuàng)新。

參考文獻

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[作者簡介]張迪（1987—? ? ），女，山東寧陽人，淄博市張店區(qū)鐵路小學，一級教師，研究方向為小學信息技術(shù)教學；孫坦坦（1987—? ? ），女，山東任城人，淄博市張店區(qū)科苑小學，一級教師，研究方向為小學信息技術(shù)教學。