人工智能技術(shù)浸入信息科技教學(xué)探思

〔摘" "要〕" 人工智能技術(shù)融入小學(xué)信息科技課程的目標(biāo)定位分為基礎(chǔ)認(rèn)知、興趣培養(yǎng)、思維啟蒙三個(gè)階段。首先幫助小學(xué)生形成對(duì)AI的生活化理解，進(jìn)而激發(fā)其科技探索熱情，逐漸形成邏輯思維能力。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本文圍繞游戲化教學(xué)設(shè)計(jì)：AI初體驗(yàn)活動(dòng)；生活化場景構(gòu)建：AI應(yīng)用小實(shí)驗(yàn)；倫理意識(shí)滲透：AI安全小課堂三個(gè)維度，闡述了人工智能融入小學(xué)信息科技課程的實(shí)踐路徑，希望能夠?yàn)樾W(xué)信息技術(shù)教學(xué)工作者提供一定的參考，幫助學(xué)生正確認(rèn)識(shí)并運(yùn)用人工智能技術(shù)。

〔關(guān)鍵詞〕" 信息科技；人工智能技術(shù)；策略

〔中圖分類號(hào)〕" G424" " " " " " " " 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕" A" " " " 〔文章編號(hào)〕" 1674-6317" " （2025）19" " 0112-03

近年來，我國基礎(chǔ)教育在“雙減”政策的引領(lǐng)下，持續(xù)深化教學(xué)改革，著力推動(dòng)教育回歸校園主陣地。這一變革不僅要求減輕學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)，更強(qiáng)調(diào)通過優(yōu)化課程設(shè)計(jì)提升課堂質(zhì)效，使學(xué)生具備適應(yīng)未來社會(huì)形態(tài)的核心素養(yǎng)。當(dāng)前社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入信息化時(shí)代，新一代小學(xué)生的成長環(huán)境與人工智能技術(shù)深度交織——在日常生活中，十分常見的語音助手、智能推薦等應(yīng)用功能，已經(jīng)成為幫助小學(xué)生認(rèn)識(shí)世界的必不可少的工具。這些工具均是人工智能技術(shù)的具象呈現(xiàn)形式，既方便了社會(huì)生活運(yùn)轉(zhuǎn)，也存在一定的弊端。在這一背景下，探索人工智能融入小學(xué)信息科技課程的策略，有助于幫助小學(xué)生加深對(duì)人工智能技術(shù)的理解，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識(shí)和邏輯思維能力，對(duì)其終身成長大有裨益。

一、“雙減”背景下人工智能技術(shù)浸入信息科技教學(xué)的目標(biāo)定位

（一）基礎(chǔ)認(rèn)知目標(biāo)：形成對(duì)AI的生活化理解

人工智能融入小學(xué)信息科技課程的首要目標(biāo)，是幫助學(xué)生從生活場景中建立對(duì)技術(shù)的基本認(rèn)知?；凇半p減”政策對(duì)課堂實(shí)效性的要求，課程設(shè)計(jì)需選取與學(xué)生日常生活緊密關(guān)聯(lián)的AI應(yīng)用作為切入點(diǎn)。比如，借助校園門禁系統(tǒng)的人臉識(shí)別功能，拆解“圖像采集—特征提取—數(shù)據(jù)比對(duì)”的技術(shù)鏈條，將抽象算法轉(zhuǎn)化為可觀察的具象操作?？傮w來說，讓小學(xué)生接觸人工智能技術(shù)，對(duì)這一技術(shù)的原理有初步理解即可。

（二）興趣培養(yǎng)目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生探索熱情

人工智能是充滿趣味性的技術(shù)。因此，教學(xué)過程也應(yīng)同樣具備這一特點(diǎn)，從而激活學(xué)生對(duì)技術(shù)的主動(dòng)探究意愿。課程設(shè)計(jì)可依托兩類技術(shù)載體實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)：一是低門檻AI創(chuàng)作工具，如利用AI繪畫平臺(tái)讓學(xué)生輸入關(guān)鍵詞生成數(shù)字藝術(shù)作品，通過調(diào)整色彩、風(fēng)格參數(shù)觀察輸出變化，直觀體驗(yàn)“數(shù)據(jù)訓(xùn)練—模型迭代—結(jié)果優(yōu)化”的技術(shù)特性；二是可交互智能設(shè)備，如配置教育機(jī)器人開展“語音指令控制”“路徑規(guī)劃挑戰(zhàn)”等活動(dòng)，讓學(xué)生在調(diào)試響應(yīng)速度、修正識(shí)別誤差的實(shí)踐中，感受技術(shù)可控性與創(chuàng)造性。

（三）思維啟蒙目標(biāo)：強(qiáng)化學(xué)生邏輯意識(shí)

人工智能教育的深層價(jià)值在于思維方式的啟蒙，這要求課程設(shè)計(jì)聚焦邏輯鏈條的顯性化呈現(xiàn)。針對(duì)小學(xué)生的認(rèn)知水平，可通過三類技術(shù)活動(dòng)實(shí)現(xiàn)思維訓(xùn)練：其一，在圖形化編程中嵌入AI功能模塊，如使用Scratch的機(jī)器學(xué)習(xí)擴(kuò)展工具，讓學(xué)生為不同手勢（如揮手、握拳）錄制訓(xùn)練數(shù)據(jù)，觀察程序如何通過特征提取實(shí)現(xiàn)動(dòng)作分類，在此過程中理解“數(shù)據(jù)—規(guī)則—決策”的關(guān)聯(lián)性；其二，設(shè)計(jì)算法流程圖解謎游戲，如用卡片拼接方式還原“智能推薦系統(tǒng)”的運(yùn)作步驟（用戶點(diǎn)擊—數(shù)據(jù)收集—模型預(yù)測—內(nèi)容推送），通過步驟排序、糾錯(cuò)討論建立順序執(zhí)行與條件判斷的思維模式；其三，開展人機(jī)協(xié)作對(duì)比實(shí)驗(yàn)，例如同時(shí)安排學(xué)生小組和AI程序完成同一任務(wù)（如圖片分類），對(duì)比分析人類依據(jù)經(jīng)驗(yàn)規(guī)則、機(jī)器依賴特征識(shí)別的差異，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)技術(shù)優(yōu)勢與局限。此類實(shí)踐不追求對(duì)算法原理的深度掌握，而是通過技術(shù)過程的可視化拆解與對(duì)比反思，培養(yǎng)學(xué)生“分解問題—尋找規(guī)律—驗(yàn)證方案”的思維習(xí)慣，為計(jì)算思維發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

二、“雙減”背景下人工智能技術(shù)浸入信息科技教學(xué)的路徑分析

（一）游戲化教學(xué)設(shè)計(jì)：AI初體驗(yàn)活動(dòng)

以閩教版信息技術(shù)《文字處理與排版》教學(xué)為例，筆者認(rèn)為，可以基于“游戲化教學(xué)”思路，設(shè)計(jì)AI初體驗(yàn)活動(dòng)。對(duì)現(xiàn)代人來說，在日常工作、學(xué)習(xí)、生活中，手機(jī)、電腦等智能設(shè)備是不可或缺的。盡管在學(xué)校學(xué)習(xí)階段，學(xué)生主要通過手寫文字的形式完成作業(yè)和考試，但當(dāng)其進(jìn)入社會(huì)之后，已經(jīng)很少有場景完全需要手動(dòng)書寫文字，大多數(shù)時(shí)候都會(huì)經(jīng)由智能設(shè)備完成信息的錄入和傳遞。因此，對(duì)在校學(xué)生來說，從小了解文字處理與排版并掌握這一能力，對(duì)其融入社會(huì)有深遠(yuǎn)意義。當(dāng)前，市面上有很多文字“一鍵處理與排版”軟件工具，這便是人工智能技術(shù)的初步應(yīng)用方式之一。以此作為主題的游戲化教學(xué)具體設(shè)計(jì)如下。

步驟一：AI謎題導(dǎo)入（10分鐘）。課堂開始時(shí)，教師通過趣味互動(dòng)開啟AI探索之旅。教師需要首先準(zhǔn)備好一個(gè)有趣的文字小游戲：在電腦屏幕上展示動(dòng)態(tài)拼字謎面，如有個(gè)字謎是這樣的——把“口”“十”“又”三個(gè)部件組合起來，猜猜是什么字？學(xué)生在電腦上輸入自己的答案后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)檢查答案對(duì)不對(duì)。如果答對(duì)了，電腦會(huì)發(fā)出歡快的音樂聲并跳轉(zhuǎn)到新任務(wù)界面。這個(gè)環(huán)節(jié)既復(fù)習(xí)了語文課的漢字知識(shí)，又讓學(xué)生感受到和智能設(shè)備對(duì)話的新奇體驗(yàn)。教師要提前試玩幾次，確保每個(gè)環(huán)節(jié)都能順暢進(jìn)行，特別要注意控制每個(gè)謎題的猜解時(shí)間，避免學(xué)生因等待太久而分神。

步驟二：智能排版挑戰(zhàn)（20分鐘）。該步驟是核心任務(wù)環(huán)節(jié)，學(xué)生將會(huì)收到特別的闖關(guān)任務(wù)單。大屏幕上出現(xiàn)由AI生成的童話故事片段，但文字排列較為凌亂（如縮進(jìn)格式不統(tǒng)一等）。教師可以布置如下挑戰(zhàn)：“現(xiàn)在需要同學(xué)們把這篇故事打扮得‘漂漂亮亮’，拿到三顆智能星星就能通關(guān)！”每當(dāng)學(xué)生需要幫助時(shí)，屏幕角落的小助手就會(huì)亮起來，用閃爍的箭頭指出哪里需要調(diào)整——比如標(biāo)題孤零零地躲在左邊，段落開頭忘記空兩格。點(diǎn)擊幫助圖標(biāo)后，會(huì)跳出三個(gè)魔法按鈕：一個(gè)能把文字變出彩虹邊框，一個(gè)能自動(dòng)對(duì)齊所有段落，還有一個(gè)會(huì)添加會(huì)動(dòng)的小書簽頁碼。每當(dāng)學(xué)生完成一項(xiàng)調(diào)整，電腦便會(huì)發(fā)出“叮咚”的獎(jiǎng)勵(lì)音效，星星收集罐里的獎(jiǎng)勵(lì)就會(huì)增加一顆。教師在教室里來回巡視，看到有學(xué)生卡在某個(gè)步驟時(shí)，可以調(diào)整其電腦上的提示頻率，既幫助學(xué)生建立自信，又可避免過度依賴電腦。

步驟三：AI插圖工坊（15分鐘）。學(xué)生將排好版的故事上傳至簡易AI繪畫平臺(tái)（如百度AI繪畫兒童版），輸入關(guān)鍵詞生成匹配插圖。例如，輸入“會(huì)飛的熊貓城堡”，AI生成圖片后，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比“文字描述與畫面的對(duì)應(yīng)關(guān)系”，并拖動(dòng)圖片調(diào)整大小、位置。教師需提前設(shè)定圖片生成限時(shí)30秒，超時(shí)自動(dòng)切換為素材庫預(yù)制圖，保證課堂流暢度。

步驟四：作品展示廳（5分鐘）。利用AI語音合成技術(shù)，將學(xué)生文檔轉(zhuǎn)換為有聲故事播放，同時(shí)大屏輪播所有作品。教師啟動(dòng)“AI評(píng)委”模式，從“版面整潔度”“圖文匹配度”兩個(gè)維度生成雷達(dá)圖，引導(dǎo)學(xué)生觀察優(yōu)秀作品的共性特征。

上述課程設(shè)計(jì)可以歸納為“猜謎—排版—繪圖—展評(píng)”的“游戲化闖關(guān)”形式，將AI工具轉(zhuǎn)化為游戲化學(xué)習(xí)支架。學(xué)生在人機(jī)協(xié)作中掌握文字處理核心技能，其積累的智能設(shè)備操作經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)“生活化場景構(gòu)建”中探索真實(shí)AI應(yīng)用場景（如智能圖書館借閱系統(tǒng)）奠定實(shí)踐基礎(chǔ)。

（二）生活化場景構(gòu)建：AI應(yīng)用小實(shí)驗(yàn)

通過游戲化教學(xué)設(shè)計(jì)，小學(xué)生可以初步接觸人工智能技術(shù)，對(duì)這一技術(shù)的運(yùn)轉(zhuǎn)邏輯有基礎(chǔ)了解。在此基礎(chǔ)上，教師可以學(xué)校智能圖書館系統(tǒng)為實(shí)踐載體，設(shè)計(jì)“AI圖書管理員”主題實(shí)驗(yàn)，分三階段實(shí)施。

1.實(shí)地觀察智能設(shè)備（15分鐘）

教師帶領(lǐng)學(xué)生參觀圖書館自助借閱機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生觀察三個(gè)核心組件，即：攝像頭，講解人臉識(shí)別如何替代傳統(tǒng)借書卡，對(duì)比《文字處理》一課中插入圖片的尺寸調(diào)整技能。掃碼器，演示圖書二維碼識(shí)別過程，關(guān)聯(lián)此前學(xué)習(xí)的“插入超鏈接”操作邏輯。語音提示模塊，播放系統(tǒng)提示音，對(duì)比課堂上AI語音合成講故事的技術(shù)原理。

了解上述硬件設(shè)備及功能模塊之后，教師可以要求學(xué)生分組填寫《設(shè)備功能觀察表》，用簡筆畫標(biāo)注設(shè)備部件并連線對(duì)應(yīng)功能。教師提前與圖書館管理員協(xié)調(diào)，設(shè)置10∶00-10∶15為專用體驗(yàn)時(shí)段，避免與其他班級(jí)沖突。

2.模擬借閱實(shí)驗(yàn)（20分鐘）

在機(jī)房搭建簡易AI借閱系統(tǒng)，其主要功能為：人臉錄入，學(xué)生使用攝像頭拍攝笑臉照片，AI工具自動(dòng)生成卡通頭像（類似《AI插圖工坊》的畫像生成技術(shù)）。圖書綁定，每組從電子書庫選擇3本書籍，用草料二維碼生成器制作虛擬書碼。借閱操作，掃碼槍識(shí)別書碼后，AI系統(tǒng)調(diào)用語音模塊播報(bào)：“《昆蟲記》借閱成功！記得7天后歸還哦?！?/p>

在此期間，教師應(yīng)控制實(shí)驗(yàn)節(jié)奏，每5分鐘切換操作環(huán)節(jié)，利用希沃白板的計(jì)時(shí)器功能同步推進(jìn)各組進(jìn)度，重點(diǎn)指導(dǎo)學(xué)生處理“識(shí)別失敗—重新掃碼—檢查光線”的故障排除流程。

3.問題優(yōu)化討論（15分鐘）

基于實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題（如人臉識(shí)別角度限制、語音提示語速過快），學(xué)生分組完成如下任務(wù)：界面改造，在WPS文字中重新設(shè)計(jì)借閱系統(tǒng)提示界面，運(yùn)用前期學(xué)習(xí)的字體加粗、段落間距技能突出關(guān)鍵信息；功能升級(jí)，使用圖形化編程平臺(tái)（如慧編程）添加“揮手感應(yīng)還書”模塊，通過攝像頭捕捉揮手動(dòng)作觸發(fā)還書指令。

在此期間，教師需要提供包含“感應(yīng)靈敏度”“語音延遲時(shí)間”等參數(shù)的調(diào)節(jié)面板，引導(dǎo)學(xué)生通過拖拽滑塊觀察系統(tǒng)響應(yīng)變化，理解“閾值設(shè)定”對(duì)AI準(zhǔn)確率的影響。

（三）倫理意識(shí)滲透：AI安全小課堂

人工智能技術(shù)在不斷成熟的同時(shí)，也帶來了諸多安全隱患。比如，基于人工智能技術(shù)，可以生成效果逼真的圖片、音/視頻。這些真假難辨的人工智能生成產(chǎn)物，無疑會(huì)給社會(huì)正常生活帶來負(fù)面影響?；诖?，教師需要開展AI安全小課堂活動(dòng)，將倫理意識(shí)滲透其中，引導(dǎo)學(xué)生形成正確觀念。比如，教師可以展示由AI生成的“熊貓吃冰激凌”逼真圖片，與真實(shí)動(dòng)物紀(jì)錄片截圖對(duì)比。學(xué)生使用課堂平板參與“火眼金睛”游戲：滑動(dòng)分類“AI合成”與“真實(shí)拍攝”的10組素材（含《排版》課制作的新聞模板）。通過錯(cuò)誤案例分析（如虛假活動(dòng)通知），強(qiáng)調(diào)“AI生成內(nèi)容需標(biāo)注來源”的操作規(guī)范。對(duì)于小學(xué)生而言，對(duì)這種操作規(guī)范雖然還不能深入理解，但教師要明確告知小學(xué)生，這種操作規(guī)范是“規(guī)定”，這種行為是正確的，反之是錯(cuò)誤的，目的是在小學(xué)生心目中播下種子，在未來開花結(jié)果。

三、結(jié)語

“雙減”政策的初衷是讓學(xué)生有更多的時(shí)間實(shí)踐素質(zhì)教育，加深對(duì)日新月異的日常生活模式的感受和理解，從而提高其核心素養(yǎng)。在這一背景下，將人工智能技術(shù)融入小學(xué)信息科技課程，可通過游戲化教學(xué)激發(fā)興趣、生活化場景深化認(rèn)知、倫理教育引導(dǎo)反思的三重實(shí)踐，加深學(xué)生對(duì)人工智能技術(shù)的理解，逐漸形成相關(guān)邏輯思維能力，這對(duì)學(xué)生的未來成長大有裨益。

【本文系中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)青少年人工智能創(chuàng)新后備人才培育工程2023年度教科研項(xiàng)目“‘雙減’背景下人工智能教育進(jìn)校園的實(shí)踐與研究”的研究成果，項(xiàng)目編號(hào)：HBRC-JKY-2023-206】

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