生成式人工智能在小學(xué)信息科技跨學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用

摘 要：文章以小學(xué)六年級信息科技與科學(xué)的綜合作業(yè)——“工具與技術(shù)”多媒體作品的設(shè)計(jì)與制作為研究案例，從信息科技、科學(xué)的核心素養(yǎng)及創(chuàng)設(shè)學(xué)生的真實(shí)生活情境出發(fā)，選擇符合小學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律的課程內(nèi)容進(jìn)行探索與研究，為信息科技跨學(xué)科教學(xué)的中小學(xué)教育者提供參考意見。

關(guān)鍵詞：人工智能；小學(xué)教育；信息科技；跨學(xué)科教學(xué)

一、生成式人工智能在小學(xué)信息科技跨學(xué)科教學(xué)中的背景

當(dāng)下，人工智能的迅猛發(fā)展對小學(xué)的教學(xué)模式提出新的挑戰(zhàn)，同時(shí)也為教育教學(xué)創(chuàng)新提供了新的機(jī)遇。人工智能作為信息技術(shù)的前沿領(lǐng)域，在教育中的應(yīng)用已經(jīng)成為全球教育改革的重要方向。特別是在小學(xué)階段，不僅是傳授知識的重要時(shí)期，更是培養(yǎng)小學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力的關(guān)鍵時(shí)期。在《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》中，規(guī)定跨學(xué)科主題的課時(shí)容量不少于本課程總課時(shí)的10%。因此，將生成式人工智能應(yīng)用在語文、數(shù)學(xué)、英語、科學(xué)、美術(shù)、音樂、信息科技等學(xué)科，并進(jìn)行跨學(xué)科教學(xué)，成了必然之勢。

二、生成式人工智能在小學(xué)信息科技跨學(xué)科教學(xué)中存在的問題

（一）教師的信息化應(yīng)用水平不均衡

隨著人工智能的快速發(fā)展，生成式人工智能的更新迭代頻率高，教師需要更多的培訓(xùn)來掌握如何有效地整合生成式人工智能工具到教學(xué)中。有時(shí)剛學(xué)完一項(xiàng)，又有新技術(shù)出現(xiàn)，有些年齡較大的、信息技術(shù)操作水平較低的教師會產(chǎn)生抵觸情緒。不同學(xué)?，F(xiàn)有的信息化資源不均衡也是存在的現(xiàn)實(shí)問題之一。這些問題會導(dǎo)致部分教師不愿意在教學(xué)中使用信息新技術(shù)，或是不積極使用信息新技術(shù)。

（二）學(xué)生的信息化應(yīng)用水平不均衡

根據(jù)筆者多年在教學(xué)一線的調(diào)研，小學(xué)學(xué)生受到不同家庭經(jīng)濟(jì)、教育、社區(qū)等背景的影響，學(xué)生及家長對新技術(shù)接受度存在很大的差異性。一部分家長與學(xué)生能積極面對新技術(shù)，并積極地學(xué)習(xí)新技術(shù)；一部分家長談“機(jī)”色變，一聽說要用電腦、用手機(jī)學(xué)習(xí)，會擔(dān)心學(xué)生自控力不強(qiáng)，對手機(jī)或是對人工智能產(chǎn)生依賴性，導(dǎo)致學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力下降，而極少給學(xué)生使用電腦或手機(jī)；還有部分家庭甚至沒有計(jì)算機(jī)。這些都造成了學(xué)生的信息化應(yīng)用水平不均衡。

（三）生成式人工智能與小學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的適配性不足

在小學(xué)跨學(xué)科教學(xué)中應(yīng)用生成式人工智能生成的內(nèi)容，大多不適合小學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，需要教師進(jìn)一步地篩選和調(diào)整，確保準(zhǔn)確性和適當(dāng)性。這樣才能確保適合小學(xué)生的認(rèn)知水平和學(xué)習(xí)需求，以免誤導(dǎo)小學(xué)生。此外，教師在引入生成式人工智能的同時(shí)，會出現(xiàn)與傳統(tǒng)教學(xué)方法相沖突的現(xiàn)象，不能很好地適應(yīng)新舊教學(xué)方法的結(jié)合。

三、生成式人工智能在小學(xué)信息科技跨學(xué)科教學(xué)中的策略

（一）提升教師的信息化專業(yè)能力

各級教育部門提供相關(guān)培訓(xùn)和資源，幫助教師掌握生成式人工智能工具的使用，提升其教學(xué)能力。筆者所在市近年來多次全面地、系統(tǒng)地開展中小學(xué)教師信息技術(shù)能力提升培訓(xùn)，還多次組織各級別的AI教學(xué)能力創(chuàng)新大賽。筆者所在的學(xué)校也積極組織各類活動，為教師信息技術(shù)能力的提升保駕護(hù)航，如成立“新老教師結(jié)對聯(lián)盟”，以新帶老，確保每個教師都能基本熟練地掌握信息化新技術(shù)的應(yīng)用；開展校內(nèi)外各項(xiàng)活動，提供展示平臺，促使所有教師積極使用新技術(shù)，提升教師的教學(xué)能力。

（二）加強(qiáng)家校合作，提升學(xué)生核心素養(yǎng)

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》指出信息科技課程要培養(yǎng)的核心素養(yǎng)主要有：信息意識、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新和信息社會責(zé)任四方面。這四個方面互相支持、互相滲透，共同促進(jìn)學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)與技能的提升。為了提升學(xué)生的信息化水平，學(xué)校要與家長合作，讓學(xué)生及家長了解生成式人工智能在教學(xué)中的應(yīng)用，共同支持學(xué)生的學(xué)習(xí)。同時(shí)，鼓勵學(xué)生利用生成式人工智能工具進(jìn)行自主探索和學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新以及終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣。如筆者所在的學(xué)校，部分學(xué)生在課后學(xué)習(xí)中使用網(wǎng)易有道、科大訊飛等平臺，這些平臺提供作文批改、互動輔學(xué)、口語陪練等功能，很好地幫助了學(xué)生在課后的自主學(xué)習(xí)。

（三）鼓勵教師對教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行整合與創(chuàng)新

教師引入生成式人工智能可以針對學(xué)生的特點(diǎn)與興趣，制定個性化教學(xué)活動，實(shí)現(xiàn)因材施教。在設(shè)計(jì)跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，要注重為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)的生活情境，支持學(xué)生在數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境下進(jìn)行自我規(guī)劃、自我管理和自我評價(jià)。在教學(xué)評價(jià)環(huán)節(jié)引入生成式人工智能，可以更全面地收集學(xué)生的信息，及時(shí)評價(jià)、及時(shí)反饋、及時(shí)調(diào)整，真正地實(shí)現(xiàn)“教—學(xué)—評”一體化。教師借助生成式人工智能不斷地探索教學(xué)新方式、新途徑，積極進(jìn)行融合創(chuàng)新，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提升課堂活力，提高教學(xué)效果。

四、案例分析：“工具與技術(shù)”多媒體作品的設(shè)計(jì)與制作

本案例是小學(xué)六年級上冊信息科技與科學(xué)跨學(xué)科的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，以完成“工具與技術(shù)”多媒體作品的設(shè)計(jì)與制作為活動主線，通過確定主題、作品搜集及處理資料、制作作品和評價(jià)作品四大環(huán)節(jié)進(jìn)行。

針對學(xué)生信息化水平參差不齊現(xiàn)象，信息科技與科學(xué)兩位教師首先對學(xué)生進(jìn)行分組，全班分為每6人一小組，組員包括：至少一至兩名家有電腦的學(xué)生且信息技術(shù)操作水平較高的學(xué)生，一名有美術(shù)基礎(chǔ)的學(xué)生，一名口才較好的學(xué)生，一名作文能力較好的學(xué)生。分組后，小組成員明確分工，各司其職，團(tuán)結(jié)協(xié)作。

小學(xué)六年級學(xué)生在完成一份演講作品時(shí)，初期有點(diǎn)無從下手，這時(shí)生成式人工智能就起到作用。學(xué)生可以運(yùn)用生成式人工智能平臺的頭腦風(fēng)暴會議工具，進(jìn)行主題研究和篩選，確保選擇的主題既符合學(xué)生興趣又具有教育價(jià)值。

在作品搜集及處理資料階段，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用生成式人工智能搜索引擎和自動文摘系統(tǒng)，幫助學(xué)生快速找到高質(zhì)量的參考資料，并通過摘要功能提取關(guān)鍵信息。同時(shí)，指導(dǎo)學(xué)生在不同生成式人工智能平臺進(jìn)行甄別，鼓勵學(xué)生“做中學(xué)”“用中學(xué)”。

在制作作品階段，引導(dǎo)學(xué)生利用生成式人工智能輔助PPT設(shè)計(jì)，提供美觀的模板和智能布局建議。在沒有合適的圖片時(shí)，用生成式人工智能的生圖、美圖功能，制作出合適的插圖。這能提升學(xué)生的審美能力及綜合素養(yǎng)。

在評價(jià)作品階段，引入生成式人工智能評價(jià)系統(tǒng)，根據(jù)預(yù)設(shè)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對學(xué)生作品進(jìn)行初步打分，并提出改進(jìn)意見。生成式人工智能平臺使用自然語言處理技術(shù)分析演講稿和PPT內(nèi)容的質(zhì)量、準(zhǔn)確性和完整性。學(xué)生能根據(jù)平臺給出的建議及時(shí)、有效地修改。

本案例還融合了UMU互動學(xué)習(xí)平臺，充分利用有限的資源，實(shí)現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)＋”的混合學(xué)習(xí)模式，課中學(xué)生用UMU平臺進(jìn)行作品的上傳、優(yōu)秀作品投票、分析統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)“教—學(xué)—評”一體化。課后，師生可以進(jìn)一步地探討學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)的延伸，很好地體現(xiàn)了數(shù)字化學(xué)業(yè)評價(jià)的優(yōu)越性。

五、結(jié)語

綜上所述，本案例通過整合生成式人工智能和互動學(xué)習(xí)平臺，為小學(xué)六年級學(xué)生在“工具與技術(shù)”多媒體作品設(shè)計(jì)與制作活動中提供了有效的支持和指導(dǎo)。利用生成式人工智能平臺，學(xué)生能夠在確定主題、搜集及處理資料、制作作品和評價(jià)作品各個環(huán)節(jié)中得到及時(shí)的幫助，這提升了他們完成作品的信心和能力，也培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，促進(jìn)了學(xué)生核心素養(yǎng)與技能的提升。

然而，本案例在實(shí)施過程中也存在一些不足之處。例如，部分學(xué)生對于生成式人工智能和互動平臺的過分依賴，限制了學(xué)生自主思考和問題解決能力的鍛煉；生成式人工智能的使用影響學(xué)生學(xué)習(xí)的專注度。因此，教師在使用生成式人工智能時(shí)，需要注意平衡引導(dǎo)與積極探索，確保技術(shù)是為教學(xué)目標(biāo)服務(wù)的，而不是替代學(xué)生思考。

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