基于人工智能的小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)分析

摘要：在小學(xué)教育階段，信息技術(shù)屬于重要課程之一。人工智能技術(shù)的發(fā)展對(duì)小學(xué)教育信息化建設(shè)起到推動(dòng)作用，既可以提高信息技術(shù)課程教學(xué)效率與質(zhì)量，還能加強(qiáng)小學(xué)生的信息科技素養(yǎng)，有助于培養(yǎng)小學(xué)生的理解能力和創(chuàng)造能力。本文主要分析小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)問(wèn)題，討論人工智能技術(shù)的應(yīng)用效果，希望能為相關(guān)教育工作者教學(xué)創(chuàng)新提供有益參考。

關(guān)鍵詞：人工智能；小學(xué)教育；信息技術(shù)課堂教學(xué)

當(dāng)前，包含教育在內(nèi)的較多領(lǐng)域都開始引入人工智能技術(shù)。在人工智能技術(shù)的推動(dòng)下，各領(lǐng)域的傳統(tǒng)工作思維與工作方式都發(fā)生了巨大的轉(zhuǎn)變。信息技術(shù)新課程標(biāo)準(zhǔn)提出要引入“人工智能教學(xué)模式”，要求從小學(xué)階段開展人工智能教育活動(dòng)，為培養(yǎng)高端人才奠定良好基礎(chǔ)。在信息技術(shù)體系中，人工智能技術(shù)屬于重要組成部分。小學(xué)生接觸人工智能技術(shù)后，能夠了解其基本技術(shù)原理、使用方法，并置身于人工智能情景開展深度學(xué)習(xí)，因此，探究人工智能在小學(xué)信息技術(shù)課堂中的應(yīng)用具有顯著意義。

一、基于人工智能的小學(xué)信息課堂教學(xué)意義與目標(biāo)

（一）教學(xué)意義

“新課改”要求教師積極轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，將人工智能技術(shù)與信息技術(shù)課程融合在一起，創(chuàng)新信息技術(shù)課堂教學(xué)模式。在人工智能技術(shù)的輔助下，信息技術(shù)課堂教學(xué)效率、教學(xué)質(zhì)量能夠得到顯著提升。在人工智能技術(shù)體系中，大數(shù)據(jù)技術(shù)、深度學(xué)習(xí)技術(shù)為核心技術(shù)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。教師采用大數(shù)據(jù)技術(shù)收集教學(xué)反饋意見，詳細(xì)分析學(xué)生存在的普遍問(wèn)題，有助于學(xué)生在后續(xù)學(xué)習(xí)中解決難題。教師還可開展智能賦能教學(xué)活動(dòng)，不斷激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，完善學(xué)生的信息技術(shù)知識(shí)結(jié)構(gòu)，提高學(xué)生信息素養(yǎng)，讓學(xué)生掌握基本的學(xué)習(xí)技能。

（二）教學(xué)目標(biāo)

在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中，教師要將人工智能融入課堂教學(xué)，建立信息技術(shù)教學(xué)智能系統(tǒng)。在“新課改”背景下，小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變固有方向，立足于人工智能應(yīng)用目標(biāo)，提高信息技術(shù)教學(xué)的智能水平，幫助學(xué)生養(yǎng)成感知思維，提高學(xué)生的編程能力。通過(guò)分析信息技術(shù)課程的教學(xué)目標(biāo)可知，技術(shù)應(yīng)用能力是培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)的重要舉措。在信息技術(shù)教學(xué)中融入人工智能技術(shù)，有助于教師實(shí)現(xiàn)預(yù)期教學(xué)目標(biāo)，能夠最大限度地提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中，人工智能技術(shù)的應(yīng)用能力也屬于關(guān)鍵培養(yǎng)內(nèi)容?；谛抡n程標(biāo)準(zhǔn)，教師應(yīng)逐步引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)知信息技術(shù)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。當(dāng)學(xué)生對(duì)信息技術(shù)知識(shí)、技能表現(xiàn)出極高的學(xué)習(xí)興趣時(shí)，教師就要不斷創(chuàng)新教學(xué)方式、拓展教學(xué)內(nèi)容，指導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)信息技術(shù)的核心要點(diǎn)。

二、人工智能在小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)中的應(yīng)用方式

（一）基于教學(xué)系統(tǒng)，開展小組合作

在智能教學(xué)系統(tǒng)的幫助下，教師可以將學(xué)生分為若干小組，引導(dǎo)學(xué)生開展合作學(xué)習(xí)。所謂智能教學(xué)系統(tǒng)，即依托互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，全面、實(shí)時(shí)診斷學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，結(jié)合人工智能技術(shù)、教育心理學(xué)，打造和諧的師生關(guān)系，為學(xué)生小組合作與互動(dòng)提供專業(yè)指導(dǎo)，從而提高教師的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)成效。以“無(wú)線通信與智能網(wǎng)關(guān)”為例，教師借助系統(tǒng)互動(dòng)功能，引導(dǎo)學(xué)生討論智能家居的相關(guān)知識(shí)，由各小組代表介紹常見的智能家居類型，并以創(chuàng)設(shè)安全環(huán)境為目標(biāo)，要求小組建立安防系統(tǒng)模型，用于高效處理家庭常見的安全事故，如火災(zāi)、盜竊等。這種教學(xué)模式不僅能夠提升學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，還能讓學(xué)生在完成項(xiàng)目任務(wù)的過(guò)程中提升知識(shí)應(yīng)用能力。

（二）基于語(yǔ)音識(shí)別，強(qiáng)化互動(dòng)教學(xué)

在人工智能技術(shù)體系中，語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)屬于常見技術(shù)類型，可基于個(gè)體語(yǔ)言特征鑒別多種聲音，同時(shí)還可通過(guò)用戶語(yǔ)言執(zhí)行搜索、解答等命令，“Siri”“小愛同學(xué)”“天貓精靈”等都屬于代表性語(yǔ)音識(shí)別產(chǎn)品。在信息技術(shù)課程中，教師要逐步滲透人工智能技術(shù)，以語(yǔ)言識(shí)別系統(tǒng)提供互動(dòng)式教學(xué)支持，保證教學(xué)活動(dòng)的趣味性。同時(shí)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生自主探究人工智能技術(shù)，掌握基本的技術(shù)技能。以“智能導(dǎo)航”教學(xué)為例，在人工智能軟件的支持下，教師可在課前導(dǎo)入環(huán)節(jié)開展語(yǔ)音交流，比如對(duì)著手機(jī)說(shuō)出“小愛同學(xué)，打開高德地圖軟件”指令，讓學(xué)生親身體驗(yàn)人工智能軟件的指令執(zhí)行過(guò)程。當(dāng)學(xué)生了解到人工智能軟件的基本應(yīng)用后，教師就可以逐步將教學(xué)內(nèi)容延伸到綠色出行領(lǐng)域，比如如何用手機(jī)操控共享單車，如何預(yù)測(cè)公交車到達(dá)站點(diǎn)的時(shí)間，以及如何了解交通信號(hào)燈等，從日常生活入手，引導(dǎo)學(xué)生探索人工智能在交通出行場(chǎng)景中的應(yīng)用，由此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索人工智能技術(shù)。

（三）創(chuàng)設(shè)生活情景，提高教學(xué)效率

日常生活中到處可見人工智能技術(shù)的身影，學(xué)生也掌握了基礎(chǔ)的技術(shù)應(yīng)用方式，感受到了人工智能對(duì)現(xiàn)實(shí)生活的影響，但他們很少去思考智能生活包含的技術(shù)原理。這就要求教師結(jié)合理論知識(shí)、生活案例，以具象化方式展示技術(shù)原理，讓學(xué)生能夠理解、掌握其基本概念。以“電子標(biāo)簽”教學(xué)為例，商品包裝上的二維碼就使用了電子標(biāo)簽技術(shù)。用戶通過(guò)手機(jī)掃描二維碼，即可知曉商品的產(chǎn)地、生產(chǎn)信息、物流信息；再比如超市購(gòu)物收銀，使用掃描器掃描產(chǎn)品條形碼，就能顯示物品價(jià)格。教師要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中常見的電子標(biāo)簽形態(tài)，通過(guò)分析電子標(biāo)簽的智能應(yīng)用案例，讓學(xué)生深度了解人工智能技術(shù)的應(yīng)用表現(xiàn)。這種教學(xué)方式有利于培養(yǎng)學(xué)生的探索精神。

三、人工智能在小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)中的應(yīng)用策略

（一）正確認(rèn)知人工智能應(yīng)用場(chǎng)景

人工智能技術(shù)其實(shí)并不復(fù)雜，將其引入小學(xué)信息技術(shù)課程中，能夠使課程教學(xué)更加形象化、立體化。教師在開展教學(xué)活動(dòng)之前，應(yīng)當(dāng)利用常見的人工智能案例，引導(dǎo)學(xué)生親身體驗(yàn)人工智能服務(wù)，并以這種方式提高學(xué)生對(duì)人工智能的認(rèn)知度。人工智能技術(shù)包含人像識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別等，學(xué)生在日常生活中已經(jīng)體驗(yàn)過(guò)智能服務(wù)，因此學(xué)習(xí)熱情與積極性比較高。比如智能手機(jī)解鎖功能，從早期的密碼、圖形解鎖方式，逐漸發(fā)展為聲控解鎖、人臉識(shí)別解鎖、指紋解鎖等方式，滿足用戶在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的解鎖需求。再比如手機(jī)購(gòu)物服務(wù)，購(gòu)物軟件首頁(yè)能按照用戶愛好推薦產(chǎn)品。這是大數(shù)據(jù)技術(shù)與人工智能技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。當(dāng)用戶有出行需求時(shí)，只需打開手機(jī)打車軟件，即可推送最近距離的司機(jī)。通過(guò)上述案例，學(xué)生能感受到人工智能技術(shù)帶來(lái)的諸多便利。將人工智能引入小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中，要求教師深度挖掘人工智能技術(shù)的應(yīng)用案例，傳授技術(shù)操作原理，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、求知欲望，培養(yǎng)學(xué)生的信息科技素養(yǎng)。

（二）開發(fā)智能軟件，完成人工智能教學(xué)目標(biāo)

在小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)中，人工智能技術(shù)要獲得軟件設(shè)施、硬件設(shè)施的支持，如仿真教學(xué)系統(tǒng)、人工智能教學(xué)系統(tǒng)等。作為重要的輔助教學(xué)工具，人工智能教學(xué)技術(shù)設(shè)施可以為師生提供互動(dòng)空間，可以為學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)服務(wù)。對(duì)于學(xué)校來(lái)說(shuō)，為了有效地滿足人工智能輔助教學(xué)的需求，則要開發(fā)、整合教學(xué)資源，幫助教師實(shí)現(xiàn)教學(xué)精準(zhǔn)分層、定位教學(xué)資料，既滿足學(xué)生的個(gè)性化需求，還能確保學(xué)生掌握現(xiàn)代信息科技，從而真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代科技與小學(xué)教育的融合。此外，在人工智能仿真技術(shù)體系中，學(xué)校應(yīng)高度整合人工智能技術(shù)資源，降低教育成本，加大信息技術(shù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的比重，吸引學(xué)生參與到自主探究活動(dòng)中，持續(xù)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

（三）基于人工智能，加強(qiáng)信息化實(shí)踐能力

小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)不能只關(guān)注理論知識(shí)教育，還要不斷提高學(xué)生的信息化實(shí)踐技能。人工智能的學(xué)習(xí)分支非常多，如慕課平臺(tái)、有道詞典等軟件經(jīng)過(guò)升級(jí)改造后，就能應(yīng)用到實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中。其能夠在人工智能的支持下，幫助學(xué)生消除傳統(tǒng)教學(xué)的時(shí)空限制，讓學(xué)生在實(shí)踐中提高參與自主性，從而提高教學(xué)效果。在虛擬現(xiàn)實(shí)軟件教學(xué)活動(dòng)中，教師通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)軟件開展沉浸式教學(xué)。在課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，教師應(yīng)當(dāng)深入踐行“因材施教”原則，按照學(xué)生的不同能力層次，為其提供不同的信息技術(shù)教學(xué)內(nèi)容，以此培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)應(yīng)用能力，持續(xù)提高其創(chuàng)新素養(yǎng)。

（四）建立信息技術(shù)編程教育體系

在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)活動(dòng)中，教師要建立信息技術(shù)編程教育體系，立足于學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)、發(fā)展需求，開展多維度的教學(xué)活動(dòng)，全面滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，從根本上加強(qiáng)學(xué)生的信息技術(shù)能力。

現(xiàn)階段，人工智能技術(shù)的發(fā)展速度非?？?，且與日常工作、學(xué)習(xí)、生活的關(guān)系越來(lái)越密切，如智能算法顛覆了社會(huì)發(fā)展態(tài)勢(shì)與生產(chǎn)模式。經(jīng)過(guò)教師的初步教育后，小學(xué)生基本了解了IT知識(shí)與實(shí)際操作，已掌握泡沫算法、分治算法、循環(huán)算法。在條件允許的前提下，教師要逐步引導(dǎo)學(xué)生開展程序設(shè)計(jì)，深度了解人工智能算法的實(shí)際應(yīng)用。此外，教師還可以將開源硬件設(shè)備作為輔助，以圖形化編程語(yǔ)言開展編程教學(xué)活動(dòng)，從而形成一系列指令。對(duì)于小學(xué)生來(lái)說(shuō)，編程機(jī)器人的教育意義和實(shí)踐意義十分明顯，有助于學(xué)生深入了解現(xiàn)代社會(huì)的生產(chǎn)模式，強(qiáng)化掌握前沿技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)。

（五）引入多元化課堂教學(xué)手段

在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中，教師可以在人工智能的幫助下，不斷創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容與方式，結(jié)合小學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)、學(xué)習(xí)需求，優(yōu)化設(shè)計(jì)課堂教學(xué)方式，充分發(fā)揮人工智能的教育作用。

第一，開展游戲式教學(xué)活動(dòng)。鑒于小學(xué)生在游戲活動(dòng)中的專注度非常高，教師可通過(guò)人工智能開展游戲教學(xué)活動(dòng)，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)內(nèi)容的理解，幫助學(xué)生獲得全新的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。比如在“網(wǎng)絡(luò)地圖”教學(xué)中，教師可通過(guò)軟件、硬件設(shè)施，逐步引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)地圖編程，并將網(wǎng)絡(luò)地圖應(yīng)用到人工智能算法中，以此提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

第二，引入小組合作模式，促進(jìn)學(xué)生之間的溝通與交流，幫助學(xué)生掌握不同領(lǐng)域的新知識(shí)。比如在“網(wǎng)絡(luò)安全”教學(xué)中，教師可將學(xué)生劃分為若干小組，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)攻擊方式，引導(dǎo)學(xué)生使用人工智能技術(shù)加大網(wǎng)絡(luò)防護(hù)力度，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)漏洞查詢、算法編程等方式消除網(wǎng)絡(luò)安全隱患。多元化的教學(xué)方式，既可以豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，還能深度挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)與操作潛能，提高小學(xué)生的信息技術(shù)素養(yǎng)。

（六）設(shè)置人工智能教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制

在小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)中，教師可利用人工智能技術(shù)記錄并分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為。采用此種方式，教師可掌握每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)差異，進(jìn)而把握學(xué)生的學(xué)習(xí)特征，為調(diào)整教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)內(nèi)容提供有價(jià)值的依據(jù)。同時(shí)，教師還可通過(guò)人工智能技術(shù)分析學(xué)生的資料文件，總結(jié)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的各項(xiàng)表現(xiàn)，全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)障礙與優(yōu)缺點(diǎn)，并為其制定個(gè)性化的輔助策略，幫助學(xué)生高效解決信息技術(shù)學(xué)習(xí)問(wèn)題，提高學(xué)生的信息技術(shù)學(xué)習(xí)能力。相較于傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)機(jī)制，人工智能教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制具有真實(shí)性、全面性的特點(diǎn)。教師的教學(xué)評(píng)價(jià)能力不會(huì)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果產(chǎn)生影響，從而有助于規(guī)避評(píng)價(jià)不科學(xué)、評(píng)價(jià)不客觀的問(wèn)題。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)中融合人工智能技術(shù)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、提高教學(xué)質(zhì)量、豐富學(xué)生的課外技能。教師要正確認(rèn)知人工智能的應(yīng)用場(chǎng)景，完善信息技術(shù)編程教育體系、引入多元化課堂教學(xué)手段、設(shè)置人工智能教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制，提高小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)成效。

作者單位：吳嘉亮 廣東省中山市石岐實(shí)驗(yàn)小學(xué)

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