生成式人工智能在小學(xué)信息科技學(xué)科中的應(yīng)用研究

【中圖分類號】G434【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A【論文編號】1671-7384（2025）06-048-03

研究背景與價值

首先，時代發(fā)展對人工智能教育有迫切需求?！读x務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確將“人工智能初步”列為課程內(nèi)容之一，要求學(xué)生“體驗人工智能在信息社會中的典型應(yīng)用，感受人工智能對社會生產(chǎn)、生活的重要影響”]。生成式人工智能作為當(dāng)前AI領(lǐng)域的前沿技術(shù)，具備圖像生成、視頻創(chuàng)作、自然語言處理等多元功能，能夠為小學(xué)生提供直觀、富有趣味的技術(shù)體驗，契合信息科技課程“培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力”的核心目標(biāo)。

其次，小學(xué)信息科技教育存在現(xiàn)實困境。傳統(tǒng)小學(xué)信息科技教學(xué)存在技術(shù)工具導(dǎo)向明顯、人文價值滲透不足、學(xué)生主體性發(fā)揮有限等問題。例如，軟件操作類課程側(cè)重技能訓(xùn)練，忽視思維培養(yǎng)；單一學(xué)科教學(xué)難以實現(xiàn)跨領(lǐng)域知識整合。生成式人工智能的引入為破解這些困境提供了新路徑。其交互性、創(chuàng)造性等特征可激發(fā)學(xué)生主動探究，而技術(shù)應(yīng)用中的倫理問題（如信息甄別、版權(quán)意識）則為培養(yǎng)學(xué)生信息社會責(zé)任提供了實踐場景。

最后，紅色文化與科技教育融合是教育創(chuàng)新所在海南瓊崖縱隊“二十三年紅旗不倒”的革命歷史[2]，是極具地域特色的紅色教育資源。將生成式人工智能與紅色文化傳承相結(jié)合，既能讓學(xué)生通過技術(shù)手段“活化”歷史場景（如生成瓊崖戰(zhàn)士戰(zhàn)斗畫面、虛擬對話革命先烈），又能在科技實踐中厚植愛國情懷，實現(xiàn)“科技賦能德育，德育滋養(yǎng)科技”的雙向育人目標(biāo)。

生成式人工智能在小學(xué)信息科技教學(xué)中的適配性分析

一是技術(shù)特性與小學(xué)生認(rèn)知特點的契合。生成式AI工具（如即夢AI、ChatGPT）具有“自然語言交互、可視化輸出、低門檻操作”的特點，符合小學(xué)生形象思維為主的認(rèn)知規(guī)律。如通過輸入文字提示詞即可生成圖片或視頻，無需復(fù)雜編程，降低了技術(shù)操作難度，使低年級學(xué)生也能快速上手，將注意力集中于創(chuàng)意表達(dá)而非技術(shù)實現(xiàn)。

二是核心素養(yǎng)培養(yǎng)的多維映射。在信息意識方面，若要設(shè)計“精準(zhǔn)描述歷史場景需求”的提示詞任務(wù)（如生成1950年瓊崖縱隊渡海作戰(zhàn)的場景，要求展現(xiàn)戰(zhàn)士們的堅毅表情和海浪細(xì)節(jié)），學(xué)生需明確技術(shù)工具的能力邊界，學(xué)會用結(jié)構(gòu)化語言表達(dá)需求，提升對AI技術(shù)的敏感度。在計算思維方面，優(yōu)化提示詞的過程（如從“生成紅色娘子軍圖片”到“生成1931年紅色娘子軍在椰子林訓(xùn)練的彩色插畫，人物穿著灰藍(lán)色軍裝，手持梭鏢，背景有木棉花”），本質(zhì)是將模糊需求轉(zhuǎn)化為精確指令的邏輯訓(xùn)練，培養(yǎng)“分解問題一迭代優(yōu)化一驗證結(jié)果”的思維流程。在數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新方面，教師利用AI生成的圖片制作歷史故事視頻，布置為紅色詩歌配插圖等任務(wù)，鼓勵學(xué)生突破傳統(tǒng)創(chuàng)作形式，在人機協(xié)作中實現(xiàn)創(chuàng)意表達(dá)，形成“技術(shù)輔助創(chuàng)新”的思維習(xí)慣。在信息社會責(zé)任方面，教師在使用AI工具時，引導(dǎo)學(xué)生思考“生成內(nèi)容是否符合歷史事實”“如何標(biāo)注AI生成作品的來源”等問題，滲透知識產(chǎn)權(quán)保護、信息真?zhèn)伪鎰e等倫理教育，培養(yǎng)學(xué)生負(fù)責(zé)任的技術(shù)使用態(tài)度。

三是跨學(xué)科融合的天然載體。生成式AI可作為連接多學(xué)科的橋梁。在“AI點亮瓊崖紅”教學(xué)中，學(xué)生需結(jié)合歷史知識（海南島解放時間、瓊崖縱隊事跡）、美術(shù)素養(yǎng)（畫面構(gòu)圖、色彩搭配）、語言表達(dá)（撰寫提示詞）完成作品，實現(xiàn)信息科技與歷史、藝術(shù)、語文等學(xué)科的深度融合，踐行“學(xué)科知識為基、綜合能力為要的教育理念。

“AI點亮瓊崖紅”教學(xué)實踐設(shè)計與實施

1.課程框架設(shè)計

筆者從四個方面設(shè)計了如表1所示的課程框架。

2.教學(xué)實施策略

（1）情境化導(dǎo)入：激活認(rèn)知與情感雙重聯(lián)結(jié)。歷史情境具象化：教師通過播放學(xué)生自制視頻“我與瓊崖英雄的對話”（利用AI生成虛擬人物與歷史音頻合成），創(chuàng)設(shè)“跨越時空對話”的沉浸式場景，引發(fā)學(xué)生對“科技如何重現(xiàn)歷史”的好奇心。問題驅(qū)動探究：教師提出“如何用AI讓瓊崖戰(zhàn)士的故事‘看得見、聽得見'”，將技術(shù)問題轉(zhuǎn)化為真實任務(wù)，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)一一用生成式AI解決紅色文化傳播問題。

（2）階梯式任務(wù)：建構(gòu)“知識一技能一創(chuàng)新”能力體系?；A(chǔ)任務(wù)是提示詞精準(zhǔn)化訓(xùn)練。筆者設(shè)計對比實驗，提供兩組提示詞，讓學(xué)生觀察生成結(jié)果的差異，總結(jié)“主題 ?⁺ 細(xì)節(jié) + 風(fēng)格”的提示詞三要素。學(xué)生通過填空式練習(xí)，逐步掌握結(jié)構(gòu)化表達(dá)。進(jìn)階任務(wù)是跨模態(tài)創(chuàng)作與協(xié)作。筆者設(shè)計兩個挑戰(zhàn)性任務(wù)：一是讓學(xué)生自主設(shè)計“瓊崖兒童團送信”“解放海南島戰(zhàn)役”等場景的提示詞，在即夢AI中生成圖片，并標(biāo)注“關(guān)鍵歷史要素”（如時間、人物身份、武器裝備），確保內(nèi)容符合史實。二是學(xué)生通過小組合作，從生成的圖片中選取素材，利用剪映AI的“圖文成片”功能，添加紅色歌曲背景音樂、歷史解說字幕，制作1＼～2分鐘的微視頻。創(chuàng)新任務(wù)是虛擬交互與意義升華。學(xué)生用自然語言描述“最想對先烈說的話”，借助AI生成虛擬回信（需符合歷史人物身份與時代背景），并錄制配音視頻。此任務(wù)將AI從“工具”升級為“對話伙伴”，深化學(xué)生對歷史人物的情感認(rèn)同。

（3）多元化評價：構(gòu)建“過程 ?⁺ 作品 + 倫理”三維評估體系。過程性評價：教師通過國家中小學(xué)智慧教育平臺記錄學(xué)生提示詞修改次數(shù)、小組協(xié)作討論時長、技術(shù)操作失誤率等數(shù)據(jù)，分析“計算思維”發(fā)展軌跡，如提示詞迭代次數(shù)多的學(xué)生，往往在需求細(xì)化能力上進(jìn)步更顯著。同時，筆者從歷史準(zhǔn)確性（ 30% 、創(chuàng)意表達(dá)（ 40% ）、技術(shù)完成度（ 20% ）、倫理合規(guī)性（ 10% ）四個維度制定多維打分表。其中，“倫理合規(guī)性”關(guān)注是否標(biāo)注AI生成來源、內(nèi)容是否存在歷史虛無主義傾向等。反思性評價：教師組織“AI創(chuàng)作中的困難與發(fā)現(xiàn)”分享會，引導(dǎo)學(xué)生反思“為什么同樣的提示詞會生成不同圖片”“如何判斷AI生成內(nèi)容的真實性”，培養(yǎng)其元認(rèn)知能力與批判性思維。

（4）倫理教育滲透：筑牢技術(shù)使用安全邊界。顯性教育：教師專門設(shè)計“AI生成內(nèi)容三問”口訣一一是否符合事實、是否尊重歷史、是否標(biāo)注來源，制作成卡片發(fā)放給學(xué)生。學(xué)生結(jié)合案例討論“如果AI生成了錯誤的歷史信息，我們該怎么辦？”，明確“人機協(xié)作中人類需承擔(dān)最終審核責(zé)任”。隱性浸潤：在作品展示環(huán)節(jié)，教師故意混入1＼～2張包含歷史錯誤（如瓊崖縱隊使用現(xiàn)代槍械）或價值觀偏差的AI生成圖片，引導(dǎo)學(xué)生自主甄別并修正，將倫理判斷轉(zhuǎn)化為實踐能力。

實踐成效與反思

1.核心素養(yǎng)發(fā)展的實證分析

通過對30名四年級學(xué)生的課堂觀察與作品分析，筆者發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的信息意識大大提升： 92% 的學(xué)生能在3輪以內(nèi)通過補充提示詞（如增加“20世紀(jì)40年代”“海南雨林”等限定詞）優(yōu)化生成結(jié)果，較初始嘗試效率提升 60% ；學(xué)生的計算思維外顯：學(xué)生在提示詞設(shè)計中普遍運用“分解法”（將復(fù)雜場景拆分為人物、環(huán)境、動作等要素）和“迭代法”（對比生成結(jié)果逐步調(diào)整），約 70% 的小組在視頻創(chuàng)作中形成“初稿一互評一修改一定稿”的協(xié)作流程；學(xué)生的創(chuàng)新能力突破：學(xué)生作品中出現(xiàn)“用AI生成瓊崖烈士故居VR場景”“為紅色故事設(shè)計動畫角色”等創(chuàng)意，相較傳統(tǒng)手工創(chuàng)作，數(shù)字化作品的歷史細(xì)節(jié)豐富度提升 40% 敘事形式多樣性提升 35% ；學(xué)生的信息社會責(zé)任內(nèi)化：在課后問卷中， 85% 的學(xué)生表示“會主動檢查AI生成內(nèi)容的真實性”， 90% 的學(xué)生能準(zhǔn)確說出至少3條AI使用安全準(zhǔn)則。

2.紅色文化傳承的獨特價值

一是歷史認(rèn)知具身化。通過AI生成歷史場景，學(xué)生對“海南島解放時間”“瓊崖縱隊主要戰(zhàn)役”等知識的掌握度從 60% 提升至 85% ，且能結(jié)合技術(shù)創(chuàng)作闡述歷史意義，如“用AI畫出戰(zhàn)士們渡海時的波浪，讓我更理解他們當(dāng)年的艱難”。二是情感認(rèn)同深化。在“虛擬回信”任務(wù)中，學(xué)生寫下“謝謝你們的付出，我們會用科技讓海南變得更好”等真摯話語。課堂觀察顯示，該環(huán)節(jié)，學(xué)生平均專注時長達(dá)到12分鐘，較常規(guī)講授環(huán)節(jié)提升 50% ，體現(xiàn)出強烈的情感共鳴。三是文化傳播意識覺醒。部分學(xué)生主動將作品分享到家庭群、社區(qū)公眾號，形成“學(xué)生一家庭一社會”的紅色文化傳播鏈條，實現(xiàn)教育效果的外溢。

3.現(xiàn)存問題與改進(jìn)方向

（1）技術(shù)工具的適切性問題。部分AI生成內(nèi)容存在細(xì)節(jié)偏差（如歷史人物發(fā)型、服裝配色不準(zhǔn)確），未來可引入更貼合小學(xué)教學(xué)的專用AI工具（如內(nèi)置歷史素材庫的教育版生成平臺），或提前為學(xué)生提供歷史資料包（圖片、文字描述）作為提示詞參考。

（2）教師指導(dǎo)的專業(yè)性挑戰(zhàn)。生成式AI技術(shù)更新迅速，部分教師存在“技術(shù)恐慌”，在應(yīng)對學(xué)生復(fù)雜提示詞需求時指導(dǎo)力不足。建議學(xué)校建立“校本AI教育資源庫”，組織教師參與技術(shù)工作坊，共享優(yōu)秀提示詞模板與問題解決方案。

（3）課堂時間的分配矛盾。生成式AI創(chuàng)作過程中，學(xué)生常因反復(fù)調(diào)試提示詞、等待生成結(jié)果占用較多時間，導(dǎo)致預(yù)設(shè)教學(xué)進(jìn)度滯后。教師需優(yōu)化任務(wù)設(shè)計，如將“圖生視頻”作為課后小組作業(yè)，課堂側(cè)重方法指導(dǎo)與難點突破，平衡知識傳授與實踐操作時長。

通過“AI點亮瓊崖紅”的教學(xué)實踐，筆者構(gòu)建了“技術(shù)體驗一思維訓(xùn)練一價值建構(gòu)”三位一體的小學(xué)生成式人工智能教育模式，證明該技術(shù)在培養(yǎng)數(shù)字素養(yǎng)、促進(jìn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)、傳承紅色文化方面具有顯著優(yōu)勢。生成式人工智能不僅是信息科技教學(xué)的工具，更是撬動教育創(chuàng)新的支點一它讓抽象的技術(shù)原理轉(zhuǎn)化為具象的創(chuàng)作實踐，讓遙遠(yuǎn)的歷史記憶成為可交互的學(xué)習(xí)載體，讓單一的學(xué)科知識升華為綜合的素養(yǎng)能力。

未來探索方向

面向未來，小學(xué)信息科技教育應(yīng)進(jìn)一步從以下幾個方面進(jìn)行探索。一是常態(tài)化應(yīng)用機制，將生成式AI融入單元教學(xué)設(shè)計，而非單次課例，形成螺旋上升的能力培養(yǎng)體系。二是跨校協(xié)同創(chuàng)新，利用國家中小學(xué)智慧教育平臺開展“紅色文化AI創(chuàng)作”跨區(qū)域研學(xué)，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)資源共享。三是家校社協(xié)同育人，開發(fā)“家庭AI任務(wù)包”（如用AI生成祖輩口述史視頻），拓展教育場域，讓科技教育從課堂走向生活。在人工智能重塑教育的時代，小學(xué)信息科技學(xué)科肩負(fù)著“啟蒙技術(shù)思維、培育數(shù)字公民”的雙重使命。通過生成式人工智能與教育教學(xué)的深度融合，我們不僅能為學(xué)生打開科技創(chuàng)造的大門，更能在他們心中種下“科技報國”的種子，讓技術(shù)素養(yǎng)與人文情懷在數(shù)字時代同頻生長。

注：本文系海南省教育科學(xué)規(guī)劃專項課題（鄉(xiāng)村強師工程）“生成式人工智能（AIGC）賦能小學(xué)信息科技課堂教學(xué)實踐研究”（課題編號：QJH202412087）研究成果

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國教育部．義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

[2]李藝，鐘柏昌.義務(wù)教育信息科技課程的核心素養(yǎng)體系建構(gòu)[J].課程·教材·教法，2022（12）：41-48.

作者單位：海南海口市濱海第九小學(xué)新埠學(xué)校

編輯：馮艷艷