基于人工智能的小學信息科技課堂互動教學策略研究

中圖分類號：G623.58 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8918（2025）12-0009-04

隨著人工智能技術的快速發(fā)展，教育領域正經(jīng)歷著深刻的變革。小學信息科技課程作為培養(yǎng)學生信息素養(yǎng)和科技創(chuàng)新能力的重要平臺，其教學方式和方法也需要與時俱進。然而，當前小學信息科技教學仍普遍采用傳統(tǒng)方式，忽視了學生的個體差異和學習興趣，導致教學效果不佳。在此背景下，探索基于人工智能的小學信息科技課堂互動教學策略顯得尤為重要。本文旨在通過引入人工智能技術，構建高效互動的信息科技課堂，提升學生的學習興趣和創(chuàng)新能力，為學生的未來發(fā)展打下堅實的基礎。

一、人工智能發(fā)展現(xiàn)狀

人工智能作為互聯(lián)網(wǎng)和計算機技術深度結合的成果，體現(xiàn)了信息技術新紀元的到來。在新時代，人工智能以其獨特的優(yōu)勢快速融入社會各個層面，從計算機視覺解析到深人的機器學習探索，顯示出其巨大的應用潛力。推動人工智能技術的研究與廣泛應用，旨在將人類從煩瑣、復雜甚至危險的任務中解放出來，使人們能夠集中精力于更具創(chuàng)造性的活動中。人工智能的普及，為社會發(fā)展提供了強大的推動力，加快了各行業(yè)技術創(chuàng)新的步伐。不過人工智能技術的迅速發(fā)展，也出現(xiàn)了關于其可能帶來的問題的聲音，如過度依賴人工智能會不會導致人類獨立思考能力的下降？是否會引發(fā)對“人工智能統(tǒng)治”的恐懼？雖然這些擔憂有一定道理，但人工智能在多個領域的成就顯著，給人類社會帶來了深刻的變革。例如，智能識別技術通過先進的3D識別手段，已經(jīng)衍生出了面部識別和語言智能識別等分支，提高了信息處理的速度和準確性。在人機博弈領域，AlphaGo（阿爾法圍棋）戰(zhàn)勝世界圍棋冠軍成為標志性事件，證明了人工智能在復雜決策上的能力。而在知識工程方面，通過精細化的知識處理和對學習對象的研究，智能搜索和翻譯技術不斷發(fā)展，促進了知識獲取和交流的新方式。而分析當前的人工智能發(fā)展趨勢可知，盡管這項技術還在不斷成熟和完善，但已經(jīng)深刻地改變了人們的生活習慣和學習模式，產(chǎn)生了廣泛的影響。面對這一變化，教育界應當主動適應，跟隨時代的步伐。教師應成為引導者，探索人工智能在教學中的創(chuàng)新應用，如設計個性化學習路徑、使用機器學習算法優(yōu)化教學策略，或利用虛擬現(xiàn)實技術創(chuàng)建沉浸式學習體驗等。這不僅有助于激發(fā)學生的學習興趣，提高教學效果，而且能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和數(shù)字素養(yǎng)，為培養(yǎng)未來社會所需的復合型人才提供堅實的基礎。

二、人工智能在小學信息科技教學中存在的問題

（一）課程定位與內(nèi)容設置問題

當前，在小學信息科技課程中的人工智能應用通常缺乏明確的定位，這是部分學校將人工智能作為信息科技課程的一部分，或者作為選修課程開設，每個月僅安排1＼～2節(jié)課，這種模糊的定位導致小學信息科技課程教學內(nèi)容和目標不清晰，難以有效提升學生的綜合素養(yǎng)。同時，人工智能學科所包含的子學科內(nèi)容較為繁雜，且大多與數(shù)學邏輯推理能力相關。而小學生由于知識經(jīng)驗不足，邏輯思維能力欠缺，面對抽象性的程序編輯等知識點，很難理解和消化。部分教師在教授人工智能課程時，過于注重理論知識的傳授，而忽視了實踐操作和應用能力的培養(yǎng)，導致教學內(nèi)容泛化，學生難以形成系統(tǒng)的知識體系，種種因素，都嚴重影響到小學信息科技教學質(zhì)量的提升。

（二）教材與教學資源問題

目前，小學信息科技教學中使用的人工智能教材種類繁多，但編寫水平參差不齊。不同教材版本之間存在顯著差異，有的教材過于簡單或復雜，難以適應不同層次學生的學習需求。同時，還有一些教材過于理論化，缺乏實踐操作和案例分析，不利于學生理解和應用所學知識。再加上人工智能課程需要豐富的教學資源來支持學生的學習和實踐。然而，部分小學信息科技教學中的人工智能教學資源缺乏系統(tǒng)性，不同學校和地區(qū)之間的教學資源差異較大，從而導致學生在學習過程中遇到困難和挑戰(zhàn)，無法獲得充分的學習支持。

（三）師資力量與教師培訓問題

小學信息科技教學中的人工智能部分需要教師具備較高的專業(yè)素養(yǎng)和技能水平。但對部分地區(qū)而言，尤其是農(nóng)村地區(qū)，小學嚴重缺乏具備人工智能相關知識和技能的教師，這導致在教學過程中出現(xiàn)教學質(zhì)量不高、教學內(nèi)容不深入等問題，嚴重影響到小學信息科技教學質(zhì)量。同時，隨著人工智能技術的快速發(fā)展，教師需要不斷更新自己的知識和技能以適應教學需求。但自前針對小學信息科技教師的專業(yè)培訓較少，且培訓內(nèi)容過于理論化或缺乏實踐操作，導致教師在教學過程中難以跟上技術發(fā)展的步伐，無法滿足學生的學習需求，教師個人能力的不足，不僅嚴重影響到學生的學習水平，甚至導致整個小學信息科技學科教學質(zhì)量的下降。

（四）教學方法與評價體系問題

受傳統(tǒng)教育教學模式的影響，當前部分小學信息科技教學中的人工智能部分仍采用傳統(tǒng)的教學方法，如講授法、演示法等。這些方法過于注重知識的灌輸和技能的訓練，而忽視了對學生主動參與和創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。隨著時間的推移，必然導致學生在學習過程中缺乏興趣和動力，難以形成對人工智能的深入理解和應用能力。再加上小學信息科技教學中的人工智能部分缺乏完善的評價體系，傳統(tǒng)的考試評價方式過于注重知識和技能的表層水平測試，而忽視了對思維、態(tài)度、情感等深層次因素的考查，導致無法全面反映學生對人工智能的理解和應用程度，也無法有效激發(fā)學生的學習積極性和創(chuàng)造力，這對學生后續(xù)學習信息技術知識會產(chǎn)生嚴重的影響，很難培養(yǎng)出合格的信息技術人才。

三、基于人工智能的小學信息科技課堂互動教學策略

（一）創(chuàng)建個性化學習路徑

教師在為學生創(chuàng)建個性化學習路徑時，應充分利用人工智能技術的強大分析能力與智能化特性，為學生提供一種更加貼合其個人學習需求與興趣的學習體驗。通過深人挖掘?qū)W生的學習能力和興趣偏好，人工智能技術能夠精準地識別出每位學生在信息科技學習過程中的強項與短板，進而為學生量身定制獨特且高效的學習路徑。這條個性化學習路徑可包含豐富多樣的學習資源，如視頻教程、在線練習、互動游戲等，并根據(jù)學生的學習進度和理解能力，智能調(diào)整資源的難度和順序，確保每位學生都能在適合自己的節(jié)奏下穩(wěn)步提升。這種定制化的學習體驗，能夠滿足不同層次學生的學習需求，避免“一刀切”的教學模式所帶來的弊端，還能極大地激發(fā)學生的學習動力，使學生在學習過程中感受到成就感和樂趣，從而提高學習效果。同時，個性化學習路徑的創(chuàng)建還體現(xiàn)了對學生個體差異的尊重與關注。在信息科技這一領域，學生的基礎水平、興趣點以及學習方式都可能存在顯著差異。人工智能技術通過智能分析學生的學習行為和數(shù)據(jù)，能夠捕捉到這些細微的個體差異，并據(jù)此為學生提供更具針對性和個性化的學習建議，幫助學生在信息科技的學習道路上走得更遠、更穩(wěn)。

（二）利用人工智能生成具體實例

基于人工智能的小學信息科技課堂，將人工智能技術生成與課程內(nèi)容緊密結合，能夠有效促進學生對抽象概念的理解與掌握。在傳統(tǒng)的教學模式中，教師需要花費大量時間構思和設計教學案例，以確保這些案例既能貼合課程內(nèi)容，又能激發(fā)學生的學習興趣。然而，借助人工智能技術，該過程變得高效且精準。人工智能系統(tǒng)能夠根據(jù)預設的教學目標和學生的學習水平，自動生成一系列與課程內(nèi)容高度相關且難度各異的編程示例。這些實例涵蓋了編程基礎知識，如變量定義、循環(huán)結構、條件判斷等，還涉及更復雜的算法邏輯和實際應用場景。

例如，在教學“用編碼描繪世界”時，教師在教授學生編程知識的過程中，學生可通過觀察和分析這些由人工智能生成的編程示例，逐步理解編程語言的語法規(guī)則、邏輯結構以及程序設計的思維方式。同時，人工智能還能根據(jù)學生的反饋和學習進度，智能調(diào)整示例的難度和內(nèi)容，確保每個學生都能在適合自己的水平上獲得提升。對初學者，人工智能可提供一些簡單且易于理解的編程示例，幫助學生逐步建立編程的基本概念；對有一定基礎的學生，人工智能則可以生成更具挑戰(zhàn)性的示例，激發(fā)學生的探索欲望和創(chuàng)新思維。通過人工智能生成的這些具體示例，學生能夠更加直觀地理解編程原理，還能在實踐中不斷嘗試和修正自己的錯誤，從而逐步提升自己的編程能力。這種以人工智能技術為支撐的互動教學策略，極大地豐富了教學內(nèi)容和形式，為學生提供了更加個性化、智能化的學習環(huán)境，有助于培養(yǎng)學生的自主學習能力和創(chuàng)新思維。

（三）實施智能輔導

基于人工智能的小學信息科技課堂，教師可通過嵌入在課堂中的人工智能系統(tǒng)，實時追蹤學生的學習進度、掌握情況以及遇到的難題，而無須逐個詢問或檢查，這不僅極大地提高了教學效率，也使得輔導更加具有針對性和時效性。當學生在編程或其他信息科技學習任務中遇到困惑時，人工智能技術能夠迅速響應，為學生提供即時的解題思路和錯誤提示。這種智能化的輔導方式，不同于傳統(tǒng)教學中教師一對一的輔導模式，能夠在同一時間內(nèi)為多位學生提供個性化的幫助。人工智能系統(tǒng)會根據(jù)學生的具體問題和學習水平，智能推薦相應的解決方案或?qū)W習資源，如編程技巧講解視頻、錯誤代碼修正指南等，幫助學生迅速克服學習障礙，提高學習的流暢性。此外，人工智能輔導還能通過數(shù)據(jù)分析，識別學生的學習模式和偏好，為學生定制更加符合個人特點的學習策略。例如，對喜歡通過動手操作來學習的學生，人工智能可能會推薦更多編程實踐項目；而對偏好理論學習的學生，人工智能則可能提供更多理論講解和案例分析資源。這種個性化的學習輔導，不僅能夠滿足學生的不同學習需求，還能激發(fā)學生的學習興趣，提升學習效果，使小學信息科技課堂變得更加生動、高效且富有吸引力。

（四）開展虛擬實驗

基于人工智能的小學信息科技課堂，開展虛擬實驗是一項極具創(chuàng)新意義與實踐價值的策略。該策略巧妙融合了人工智能技術與虛擬仿真技術，旨在為學生提供一個既安全又高效的實驗學習環(huán)境。通過人工智能技術的支持，教師可以輕松創(chuàng)建出高度模擬現(xiàn)實的虛擬實驗室，讓學生在虛擬空間中自由探索、實踐與創(chuàng)新，無須擔心傳統(tǒng)實驗中可能面臨的高昂成本、潛在風險以及資源限制。例如，在教學“多彩的數(shù)字世界”時，教師借助人工智能為學生生成虛擬的數(shù)字世界時，虛擬數(shù)字世界以多種色彩、形態(tài)、物質(zhì)為學生呈現(xiàn)出不一樣的場景，這對激發(fā)學生的學習興趣以及知識的掌握有極大幫助。而在虛擬實驗室中，學生可沉浸在充滿互動與反饋的實驗場景中，極大地提升了學生的實驗參與度，還使得實驗過程更加直觀、生動且易于理解。例如，在教授機器人制作這一復雜而有趣的課程時，學生無須依賴實體材料和復雜設備，即可在虛擬環(huán)境中進行機器人的設計、組裝與模擬測試。學生可以自由調(diào)整機器人的結構、編程邏輯以及傳感器配置，通過反復試錯與調(diào)整，不斷優(yōu)化機器人的性能，直至達到理想狀態(tài)。該過程有助于鍛煉學生的創(chuàng)新思維與實踐能力，使學生深刻理解機器人制作的原理與流程。而虛擬實驗還能有效降低實驗成本，避免因操作不當或設備故障導致的安全事故，為學生的安全學習提供有力保障。同時，人工智能技術還能夠?qū)崟r記錄與分析學生的實驗數(shù)據(jù)，為教師提供精準的教學反饋，幫助教師更好地了解學生的學習進展與問題所在，從而及時調(diào)整教學策略，實現(xiàn)個性化的教學輔導。

（五）促進小組合作與競爭

基于人工智能的小學信息科技課堂，教師開展小組合作與競爭能夠為學生創(chuàng)造良好的學習環(huán)境。通過人工智能平臺，教師可輕松地將學生分組，引導學生進行項目合作，共同解決信息科技領域的實際問題。在這個過程中，人工智能技術能夠提供豐富的學習資源和工具，支持學生之間的信息共享、協(xié)作編輯以及實時溝通，還能智能分析每個小組的合作情況，為教師提供反饋，幫助教師更好地指導學生的合作學習，確保每個小組成員都能積極參與，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，共同完成任務。同時，人工智能技術還能夠根據(jù)學生的學習成果進行排名和獎勵，激發(fā)學生的學習積極性和競爭意識。通過設定明確的學習目標和評價標準，人工智能平臺能夠?qū)崟r跟蹤學生的學習進度和成果，自動進行排名，并根據(jù)排名情況給予相應的獎勵，如積分、勛章或虛擬獎品等。這種即時反饋和獎勵機制，不僅有助于學生對自己的學習成果有更加直觀的認識，還有助于激發(fā)學生追求卓越、超越自我的動力，促使學生在信息科技的學習中不斷挑戰(zhàn)自我，提升自我。更重要的是，小組合作與競爭的結合，能培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力、溝通能力和問題解決能力，讓學生在競爭中學會尊重他人、欣賞他人的優(yōu)點，培養(yǎng)良好的團隊合作精神和競爭意識。這種綜合性的學習體驗，有助于學生在信息科技領域取得更好的成績，從而為學生未來的學習和生活奠定堅實的基礎。因此，基于人工智能的小學信息科技課堂，促進小組合作與競爭是一個不可或缺的環(huán)節(jié)，能為學生創(chuàng)造一個既充滿挑戰(zhàn)又充滿機遇的學習環(huán)境，可促進學生的全面發(fā)展。

四、結論

基于人工智能的小學信息科技課堂，通過創(chuàng)建個性化學習路徑、利用人工智能生成具體示例、實施智能輔導、開展虛擬實驗以及促進小組合作與競爭等策略，能顯著提升學生的學習興趣和參與度，培養(yǎng)學生的信息素養(yǎng)和科技創(chuàng)新能力。同時，基于人工智能的教學系統(tǒng)還能夠為教師提供精準的教學反饋，幫助教師更好地調(diào)整教學策略，提高教學效果。因此，應繼續(xù)深化基于人工智能的教學策略研究，不斷優(yōu)化和完善教學系統(tǒng)，為小學信息科技教育注人更多活力和動力，培養(yǎng)更多具備信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的人才。

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