基于人工智能的小學(xué)信息科技高效教學(xué)策略

人工智能是當(dāng)前科技發(fā)展的前沿領(lǐng)域，對未來社會和個人發(fā)展影響深遠(yuǎn)。本文分析了小學(xué)階段開展人工智能教學(xué)的必要性和可行性，剖析了小學(xué)信息科技教育的現(xiàn)狀，提出了人工智能教學(xué)的實(shí)施策略和方法。通過構(gòu)建適應(yīng)小學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)的教學(xué)內(nèi)容，采用多元化的教學(xué)方法和手段，加強(qiáng)教師隊伍建設(shè)，聯(lián)合家庭教育等舉措，教師能夠促進(jìn)人工智能教育在小學(xué)信息科技課程中的有效實(shí)施，培養(yǎng)學(xué)生的科技素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，旨在為其未來發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

隨著科技的飛速發(fā)展，人工智能已經(jīng)滲入社會生活的方方面面。面對未來充滿挑戰(zhàn)和機(jī)遇的時代，培養(yǎng)學(xué)生的人工智能素養(yǎng)和創(chuàng)新能力成為教育的重要使命。小學(xué)階段是學(xué)生啟蒙科技知識、培養(yǎng)科學(xué)興趣的關(guān)鍵時期，在信息科技課程中適時引入人工智能教學(xué)，有助于拓寬學(xué)生視野，激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情，為其終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)。本文圍繞小學(xué)信息科技課程中的人工智能教學(xué)展開探討，為相關(guān)教學(xué)實(shí)踐提供參考。

一、小學(xué)階段開展人工智能教學(xué)的必要性和可行性

（一）必要性

人工智能是引領(lǐng)未來社會發(fā)展的戰(zhàn)略性技術(shù)，與每個人的生活和發(fā)展都密切相關(guān)。小學(xué)階段開展人工智能教學(xué)，能讓學(xué)生盡早接觸和了解人工智能，有助于培養(yǎng)他們的科技意識和創(chuàng)新精神，為今后學(xué)習(xí)和應(yīng)用人工智能打下基礎(chǔ)。人工智能教學(xué)還有利于培養(yǎng)學(xué)生的計算思維能力、邏輯推理能力和問題解決能力，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。面對人工智能可能帶來的就業(yè)沖擊和社會變革，提早進(jìn)行人工智能教育，有助于學(xué)生及早應(yīng)對挑戰(zhàn)，抓住機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)個人價值。

（二）可行性

小學(xué)生處于智力發(fā)展的關(guān)鍵時期，具有旺盛的好奇心和探索欲，對新事物有較強(qiáng)的接受能力，適合開展人工智能的學(xué)習(xí)。同時，隨著人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步，許多適合小學(xué)生學(xué)習(xí)的人工智能教育資源和工具不斷涌現(xiàn)，如圖形化編程軟件、智能機(jī)器人等，為開展教學(xué)提供了支持。此外，國家高度重視人工智能教育，出臺了一系列支持政策和指導(dǎo)意見，為學(xué)校開展教學(xué)提供了制度保障和經(jīng)費(fèi)支持。許多學(xué)校積極開展人工智能教育的嘗試和探索，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。這些都為在小學(xué)信息科技課程中開展人工智能教學(xué)提供了有利條件。

二、小學(xué)信息科技教育現(xiàn)狀分析

（一）部分學(xué)校對信息科技教育重視不足

在當(dāng)今數(shù)字化高速發(fā)展的時代，教育部門早已明確將信息科技課程納入小學(xué)教育的必修體系，其目的是培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，為他們適應(yīng)未來社會的發(fā)展奠定堅實(shí)基礎(chǔ)。然而，在實(shí)際操作層面，這一政策的執(zhí)行力度呈現(xiàn)出參差不齊的情況。

部分學(xué)校對于信息科技教育的重視程度明顯不足，這一問題在多個方面都有體現(xiàn)。在課時安排方面，信息科技課程常常被邊緣化。在一些學(xué)校的課程表中，信息科技課往往是“填空”課程，教師僅在其他主要學(xué)科安排完畢后，利用剩余的零碎時間來進(jìn)行教學(xué)。這種不合理的安排，使學(xué)生難以保證有足夠的時間深入學(xué)習(xí)和實(shí)踐信息科技知識與技能。一方面，學(xué)生無法系統(tǒng)地掌握信息科技的基本原理和操作方法，限制了他們在這一領(lǐng)域技能的提升；另一方面，這學(xué)習(xí)時間的不充足、不穩(wěn)定，極大地削弱了學(xué)生對信息科技的興趣和熱情，讓他們難以真正投入地學(xué)習(xí)這一學(xué)科。

在現(xiàn)代信息科技飛速發(fā)展的背景下，陳舊的計算機(jī)設(shè)備運(yùn)行速度緩慢，容易出現(xiàn)故障，無法滿足學(xué)生對高效學(xué)習(xí)的需求。軟件資源的匱乏也限制了教學(xué)內(nèi)容的豐富性和多樣性。沒有先進(jìn)的軟件支持，教師難以開展創(chuàng)新性的教學(xué)活動，學(xué)生也無法接觸最新的信息科技成果，這嚴(yán)重阻礙了信息科技教育的發(fā)展。

（二）教學(xué)資源相對匱乏，師資力量薄弱

小學(xué)信息科技教育面臨的另一大挑戰(zhàn)是教學(xué)資源匱乏和師資力量薄弱。當(dāng)前市場上，針對小學(xué)生的信息科技教材和學(xué)習(xí)資源雖然有所增多，但是真正符合小學(xué)生認(rèn)知水平、興趣點(diǎn)以及緊跟技術(shù)發(fā)展趨勢的優(yōu)質(zhì)資源仍然稀缺。特別是在人工智能這一前沿領(lǐng)域，缺乏既系統(tǒng)又規(guī)范，同時還兼具趣味性的教學(xué)資源，教師在授課時面臨極大的挑戰(zhàn)。教師需要花費(fèi)大量時間自行開發(fā)教學(xué)材料，這不僅加重了教師的備課負(fù)擔(dān)，而且影響了教學(xué)質(zhì)量。小學(xué)信息科技教師隊伍的建設(shè)同樣令人擔(dān)憂。一方面，教師數(shù)量不足，難以滿足所有學(xué)校開設(shè)信息科技課程的需求；另一方面，教師專業(yè)化程度不高，特別是在人工智能等新興技術(shù)領(lǐng)域，許多教師缺乏專業(yè)背景和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，難以有效指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。這種師資力量的薄弱，直接制約了小學(xué)信息科技教育的發(fā)展。

（三）教學(xué)內(nèi)容單一，缺乏與時俱進(jìn)的教學(xué)方法

小學(xué)信息科技課程的教學(xué)內(nèi)容和方法也亟待改進(jìn)。當(dāng)前，許多學(xué)校的信息科技課程仍然停留在計算機(jī)基礎(chǔ)知識和操作技能傳授上，如打字、辦公軟件使用等，這些基礎(chǔ)內(nèi)容已難以滿足當(dāng)前社會對人才信息素養(yǎng)的需求。特別是在人工智能、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)日新月異的發(fā)展下，小學(xué)信息科技課程的教學(xué)內(nèi)容也亟需更新，以更好地適應(yīng)時代發(fā)展的需要。教學(xué)方法上也存在單一化的問題。傳統(tǒng)的講授式教學(xué)雖然能傳授知識，但是缺乏互動性和實(shí)踐性，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性。體驗(yàn)式學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)等多元化教學(xué)方法的缺失，使信息科技課堂變得沉悶乏味，難以達(dá)到理想的教學(xué)效果。因此，如何根據(jù)技術(shù)發(fā)展的新趨勢和學(xué)生身心發(fā)展的特點(diǎn)，更新教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)方法，成為小學(xué)信息科技教育亟待解決的問題。

三、人工智能教學(xué)的實(shí)施策略和方法

（一）構(gòu)建適應(yīng)小學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)的教學(xué)內(nèi)容

1.注重內(nèi)容直觀性、趣味性和實(shí)踐性。

小學(xué)生思維形象直觀，興趣廣泛，好奇心強(qiáng)，喜歡動手實(shí)踐。因此，在設(shè)計人工智能教學(xué)內(nèi)容時，教師要充分考慮學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，選取形象生動、趣味盎然、貼近生活的案例和素材，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如，在學(xué)習(xí)人工智能的語音識別時，教師可以播放不同人物的語音，讓學(xué)生猜說話的是誰；在學(xué)習(xí)人臉識別時，用學(xué)生的照片進(jìn)行嘗試，讓學(xué)生感受人工智能的神奇。同時，教師要注重實(shí)踐體驗(yàn)，讓學(xué)生動手操作，參與設(shè)計和創(chuàng)造。如指導(dǎo)學(xué)生用簡單的圖形化編程工具，設(shè)計智能交通燈，控制紅綠燈變化；或利用語音助手軟件，創(chuàng)作有趣的對話。通過豐富多彩的實(shí)踐活動，提高學(xué)生的參與度和獲得感，加深對知識的理解和掌握。

2.開展機(jī)器人編程、語音識別等實(shí)驗(yàn)活動。

機(jī)器人是人工智能最直觀的載體之一，深受小學(xué)生的喜愛。開展機(jī)器人編程活動，能讓學(xué)生在創(chuàng)造和控制機(jī)器人過程中，感受人工智能的神奇，提高學(xué)習(xí)興趣。教師可選擇市面上適合小學(xué)生的教育機(jī)器人，如樂高機(jī)器人、悟空機(jī)器人等，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行裝配和編程。學(xué)生可以通過編程讓機(jī)器人完成各種有趣的任務(wù)，如自動巡線、智能避障、語音對話等，在游戲中學(xué)習(xí)人工智能和編程知識。學(xué)校還可以組織機(jī)器人競賽，讓學(xué)生分組合作，設(shè)計機(jī)器人完成比賽任務(wù)，在團(tuán)隊協(xié)作中提升解決問題的能力。

語音識別是人工智能中最常見以及應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一，也是小學(xué)生日常生活中經(jīng)常接觸的。開展語音識別實(shí)驗(yàn)，能讓學(xué)生親身體驗(yàn)人工智能的便利，加深理解和認(rèn)識。教師可以利用手機(jī)或電腦自帶的語音助手，如Siri、小愛同學(xué)等，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行簡單的語音交互實(shí)驗(yàn)。學(xué)生還可以嘗試用語音輸入文字，控制軟件打開應(yīng)用，搜索信息等，感受語音識別的神奇。教師還可以利用在線的語音識別API，指導(dǎo)學(xué)生開發(fā)簡單的語音識別應(yīng)用，如聲控?zé)艄狻⒄Z音點(diǎn)歌機(jī)等，在實(shí)際中應(yīng)用人工智能知識。

（二）采用多元化的教學(xué)方法和手段

1.游戲化教學(xué)、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)等方式。

小學(xué)生天性好動，喜歡玩游戲。采用游戲化教學(xué)，把知識融入游戲情境中，能充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)習(xí)效率。教師可以設(shè)計各種人工智能游戲，如人機(jī)對戰(zhàn)游戲、智能迷宮游戲等，讓學(xué)生在游戲中學(xué)習(xí)人工智能的算法和策略。如在學(xué)習(xí)人工智能下棋時，教師可以組織學(xué)生與AI下棋程序?qū)?zhàn)，讓學(xué)生總結(jié)AI的下棋策略，啟發(fā)學(xué)生思考人工智能的原理。教師還可以鼓勵學(xué)生自主設(shè)計游戲，利用人工智能技術(shù)，創(chuàng)造智能化的游戲角色和場景。學(xué)生在游戲開發(fā)中，不僅能綜合運(yùn)用人工智能知識，還能提高編程和創(chuàng)新能力。

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是以完成一個實(shí)際項(xiàng)目為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生主動探究和實(shí)踐的學(xué)習(xí)方式。教師采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，能培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和協(xié)作能力，提高解決實(shí)際問題的綜合素養(yǎng)。教師可以設(shè)計一些生活化的人工智能項(xiàng)目，如智能家居設(shè)計、無人駕駛小車等，讓學(xué)生分組合作完成。在項(xiàng)目實(shí)踐中，學(xué)生需要收集資料，學(xué)習(xí)人工智能理論，設(shè)計方案，動手實(shí)現(xiàn)，在“做中學(xué)”中掌握知識和技能。教師還可以聯(lián)合社區(qū)和企業(yè)，為學(xué)生提供真實(shí)的項(xiàng)目實(shí)踐機(jī)會，讓學(xué)生參與智慧社區(qū)、智能園區(qū)等項(xiàng)目的設(shè)計和實(shí)施，使學(xué)生在服務(wù)社區(qū)中成長。

2.結(jié)合多媒體、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代教育技術(shù)。

人工智能教學(xué)離不開計算機(jī)等現(xiàn)代信息技術(shù)的支持。教師應(yīng)積極利用多媒體、網(wǎng)絡(luò)等手段，創(chuàng)設(shè)生動形象、逼真的教學(xué)情境，為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)資源和體驗(yàn)。如利用多媒體演示人工智能的發(fā)展歷程和典型應(yīng)用，讓學(xué)生更直觀地感受人工智能的魅力；利用虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，讓學(xué)生在模擬環(huán)境中體驗(yàn)自動駕駛、智能輔助等應(yīng)用；利用在線編程平臺，讓學(xué)生隨時隨地進(jìn)行編程實(shí)踐和創(chuàng)造；利用遠(yuǎn)程互動系統(tǒng)，與人工智能專家和企業(yè)進(jìn)行在線交流，拓寬學(xué)生視野。教師還可以引導(dǎo)學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源，如人工智能博客、公眾號、學(xué)習(xí)社區(qū)等，主動獲取前沿資訊，與專家學(xué)者交流討論，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)。

（三）加強(qiáng)教師隊伍建設(shè)

1.提升教師AI素養(yǎng)和教學(xué)能力。

開展人工智能教學(xué)，對教師的專業(yè)素質(zhì)提出了更高要求。學(xué)校要加大教師培訓(xùn)力度，提升教師的人工智能素養(yǎng)和教學(xué)能力。一方面，學(xué)校可以聘請人工智能專家和企業(yè)工程師，為教師提供系統(tǒng)的理論培訓(xùn)和實(shí)踐指導(dǎo)，幫助教師掌握人工智能的基本原理和前沿動態(tài)。另一方面，學(xué)校要組織教師開展教學(xué)研討和經(jīng)驗(yàn)交流，探討人工智能教學(xué)的有效模式和方法。學(xué)校還要鼓勵教師參加人工智能教學(xué)大賽、優(yōu)質(zhì)課評比等活動，在實(shí)踐中提升教學(xué)水平。學(xué)校還可以支持教師參加人工智能教育的學(xué)術(shù)會議和培訓(xùn)項(xiàng)目，與同行交流切磋，開闊教學(xué)思路。

2.鼓勵教師參與AI教育研究和實(shí)踐。

教師是人工智能教學(xué)的主力軍和實(shí)踐者。學(xué)校要鼓勵教師積極參與人工智能教育的研究和實(shí)踐，在探索中提升教學(xué)水平。一方面，支持教師開展人工智能教學(xué)的課題研究，針對教學(xué)中的難點(diǎn)和疑點(diǎn)，探索有效的解決方案。教師可以申報校級、區(qū)級、市級等各級各類教研課題，與專家合作開展研究。另一方面，鼓勵教師參與人工智能教育的社會實(shí)踐和服務(wù)。教師可以利用假期時間，到人工智能企業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)踐，了解人工智能的應(yīng)用與開發(fā)流程，積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；參與社區(qū)服務(wù)，用人工智能知識服務(wù)社區(qū)居民，在服務(wù)中提升教學(xué)技能；指導(dǎo)學(xué)生參加人工智能競賽和科技活動，在實(shí)踐中總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。

（四）聯(lián)合家庭教育

1.家長給予支持和鼓勵，共同探索學(xué)習(xí)。

人工智能教育需要家校合力，共同營造良好的學(xué)習(xí)氛圍。家長要給予孩子支持和鼓勵，成為孩子學(xué)習(xí)人工智能的同行者。家長要充分利用工作和生活中接觸人工智能的機(jī)會，與孩子一起體驗(yàn)人工智能技術(shù)，引導(dǎo)孩子思考人工智能給生活帶來的變化。家長還可以與孩子一起學(xué)習(xí)人工智能知識，討論人工智能的原理和應(yīng)用，成為孩子學(xué)習(xí)的榜樣。家長要為孩子營造寬松的探索環(huán)境，鼓勵孩子大膽嘗試，允許孩子在學(xué)習(xí)中犯錯，培養(yǎng)孩子的創(chuàng)新勇氣。同時，家長還要引導(dǎo)孩子合理使用人工智能產(chǎn)品，避免過度沉溺，使其養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)生活習(xí)慣。

2.參與學(xué)?？萍蓟顒?，分享科技應(yīng)用。

家長是學(xué)校教育的重要合作者。學(xué)校要主動邀請家長參與人工智能教育，發(fā)揮家長在科技應(yīng)用方面的優(yōu)勢。學(xué)?？梢远ㄆ谂e辦人工智能體驗(yàn)日、科技開放日等活動，邀請家長參觀體驗(yàn)學(xué)校人工智能教學(xué)的成果，了解孩子的學(xué)習(xí)進(jìn)展。學(xué)?？梢怨膭钣腥斯ぶ悄軐I(yè)背景或從事相關(guān)工作的家長，來校為師生做講座報告，分享人工智能技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐，拓寬師生視野。學(xué)校還可以組織親子人工智能項(xiàng)目，如親子智能機(jī)器人大賽、親子人工智能創(chuàng)意大賽等，引導(dǎo)家長與孩子共同探索和創(chuàng)新，在親子互動中提高孩子的學(xué)習(xí)興趣和動手能力。同時，學(xué)校要利用家長會、家長學(xué)校等平臺，向家長宣傳人工智能教育的意義，介紹家庭教育的有效方法，促進(jìn)家校共育，形成教育合力。

四、結(jié)語

人工智能是引領(lǐng)未來發(fā)展的重要技術(shù)，在小學(xué)信息科技課程中開展人工智能教學(xué)，對培養(yǎng)學(xué)生科技素養(yǎng)和創(chuàng)新能力具有重要意義。面對人工智能教育的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，學(xué)校要從課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、師資建設(shè)、家校合作等方面進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計和改革，為學(xué)生提供適合的學(xué)習(xí)環(huán)境和資源。教師要與時俱進(jìn)，努力提升自身的人工智能素養(yǎng)和教學(xué)能力，成為學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和促進(jìn)者。家長要給予孩子支持和鼓勵，與學(xué)校密切配合，共同營造良好的學(xué)習(xí)氛圍。