“教一學-評”一體化下小學人工智能“一鏈雙線”教學模式的構建

中圖分類號：G434文獻標識碼：A論文編號：1674-2117（2025）14—0034-04

人工智能技術正深刻變革社會生產生活方式，成為國家創(chuàng)新發(fā)展的核心驅動力。在此背景下，中小學人工智能教育承擔著培養(yǎng)創(chuàng)新型人才、夯實新質生產力基礎的重要使命。在政策層面，《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標\"）首次將人工智能納入課程邏輯主線，《教育部辦公廳關于加強中小學人工智能教育的通知》2進一步強調任務式、項目式與問題式學習的實踐路徑；在實踐層面，廣州等地區(qū)已開展全學段課程實踐，為全國提供范本。然而，當前小學人工智能教育仍面臨諸多挑戰(zhàn)： ① 師資結構性失衡，教師專業(yè)素養(yǎng)不足；② 教材內容與學生認知水平失配，導致學生興趣不足； ③ 教學方式固化與評價體系滯后，制約學生創(chuàng)新能力發(fā)展。盡管已有研究引入項目式學習、游戲化教學等模式，但如何系統(tǒng)整合“教-學-評”一體化理念，構建適配小學階段的完整教學框架仍是關鍵瓶頸。為此，本研究提出基于“教-學-評”一體化理念的“一鏈雙線”教學模式，以問題導向（PBL）為核心，通過問題驅動、雙線并進與評價互融，促進學生思維發(fā)展與人工智能素養(yǎng)提升。

同類研究綜述

當前，對小學人工智能教學模式探索的研究呈現出多樣化的趨勢。李強倡導案例教學法（CBL）3，借助案例解析來輔助學生掌握復雜原理；王芳創(chuàng)設了一種融合線上與線下資源的AI教學法，旨在增強教學的適應性。項目式學習及問題導向式教學（PBL）被廣泛采納與應用，游戲化學習、翻轉課堂等方法也被引入小學人工智能教育中，顯著增強了教學成效并激發(fā)了學生的求知熱情。但在課程問題設計及“教-學-評”一體化實施領域的探討相對匱乏。

“教-學-評”一體化下小學人工智能“一鏈雙線”教學模式的構建

本研究以政策導向與理論成果為支撐，構建了\"教-學-評”一體化下以問題導向（PBL）為核心的“一鏈雙線”小學人工智能教學模式（如下頁圖1），其中“一鏈”指課程問題鏈，“雙線”則指教師主導線與學生主體線，前者側重于教師的引導作用，后者關注學生的自主探究，以此促進教學、學習與評價的高效融合。該模式堅持“問題驅動、雙線并進、評價互融”的原則，有效促進教學目標的精準達成與學生核心素養(yǎng)的全面提升。

1.模式關鍵要素解讀

（1）一鏈為核心—問題鏈構建

① 三維定位。

問題鏈的設計遵循“基于學情、圍繞課程標準、以目標為導向的三維架構，旨在構建科學合理的問題鏈，有效引導學生開展深度學習活動。所以，教師在設計問題鏈時，應先基于前期調研全面了解學生的認知基礎與學習訴求，以確保設計的問題鏈符合學生實際需求；同時，結合新課標規(guī)定的學生在不同學習階段應達到的知識和技能水平，將大綱總體教育目標細化為課程具體學習目標，確保問題與目標的一致性。

② 四維原則。

一是目標導向性。教師結合學生學習的實際情況及人工智能教育核心素養(yǎng)要求，靈活調整教材內容，確立清晰的教學目標，進而圍繞課程目標與教學內容，設計若干“主干問題”，每個主干問題又可以輔以系列“子問題”，以此細化主題。

二是問題關聯(lián)性。教師基于學生的認知反饋，確保前一問題的解決能為后續(xù)問題提供知識鋪墊，形成連貫的問題鏈。而子問題既承擔分解主干問題難點的功能，又為高階認知任務提供基礎支撐。

三是認知遞進性。教師應抓住學生潛在的認知發(fā)展特點，通過設計從具體到抽象、簡單到復雜、低階到高階思維的課堂問題鏈，引導學生逐步跨越最近發(fā)展區(qū)。

四是思維開放性。問題設計應避免單一化，教師需摒棄過于簡單或封閉的問題，適當引入開放性問題，以激發(fā)學生的探究興趣與創(chuàng)造性思維。

（2）雙線并進——教師活動線與學生活動線協(xié)同作用

在小學人工智能課堂中，教師主導活動線與學生主體活動線通過“雙線交互”實現協(xié)同共生（如下表），共同推動教學目標的達成與核心素養(yǎng)的培育。

① 教師主導活動線。教師從“知識傳遞者”轉變?yōu)椤皩W習指導者”，并通過明確的目標引導、循序漸進的環(huán)節(jié)設計和互動式的教學方式有效實施問題驅動的教學活動。

② 學生主體活動線。學生圍繞自主探索、合作學習及實踐操作開展活動，培養(yǎng)創(chuàng)新思維與科技興趣。

（3）評價互融——“教一學-評”一體化實施

“教-學-評”一體化強調以“教”為起點，通過“評”優(yōu)化教學與學習，實現三者的有機統(tǒng)一。學習評價應側重于學生在解決問題過程中的表現，教師利用課程觀察、在線互動及操作評價等多種手段實時評價學生的學習情況，進而調整教學進度、優(yōu)化學習質量。

2.模式關鍵要素間的運作關聯(lián)

問題鏈構建、教師主導活動線、學生主體活動線與“教一學一評”一體化四要素彼此關聯(lián)、相互促進，共同為達成教學目標而協(xié)作運作。問題鏈是師生雙線設計的基礎，而“教-學-評”一體化則為教學過程提供保障。在教師活動線中，教師通過引導與啟發(fā)，激發(fā)學生參與，促進學生活動線的有效展開；在學生活動線中，學生的積極參與與創(chuàng)造性發(fā)揮又推動教師優(yōu)化教學策略。同時，“教-學-評”一體化理念通過及時反饋，幫助師生調整教學與學習方法。四要素緊密圍繞教學目標，共同推動教學活動的有效開展，最終實現教學目標的達成，培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。

教學案例

1.案例介紹

本案例選自四年級上冊人工智能第4課《和電腦下棋》，本課理論性強、內容廣而深，涉及深度學習、蒙特卡洛樹搜索及強化學習等復雜技術原理。為適應小學生的認知特點，筆者重構教學內容，圍繞教學目標設計核心問題鏈，采用理論與實踐相結合的教學策略：以“人下井字棋”的思考過程為切入點，遂步過渡至“AlphaGo下圍棋”的技術原理，通過動畫演示、角色扮演等手段解析核心技術；同時，結合實體機器人下棋體驗與生活應用場景分析，引導學生直觀感受人工智能技術的魅力，并理性思考其社會影響。本課的問題鏈設計、師生活動線設計及學習評價框架如圖2所示。

2.教學過程設計

（1）課堂導入環(huán)節(jié)

教師從“井字棋”對弈切入，引導學生推演棋局、總結人類下棋的思考過程，通過“做中學”建構知識。利用問卷星實時反饋學情數據，并提出“機器是否會下棋”的探究問題，自然引出課題。

（2）實踐探究環(huán)節(jié)

學生通過與下棋機器人及計算機進行五子棋對弈，直觀感受人工智能技術的應用。圍繞“電腦下棋又是怎么思考的”主干問題，教師以AlphaGo案例為切入點，借助微課、教材等資源，采取問題導向、動畫演示與角色扮演等策略，引導學生從人類決策邏輯出發(fā)逐漸遷移至對機器原理的理解，讓學生充分理解蒙特卡洛樹搜索、深度學習及強化學習等復雜概念，對比人機差異并歸納技術優(yōu)勢，深化對人工智能技術本質的理解。

（3）辯證思維環(huán)節(jié)

教師提出“在下棋領域中，機器的高智商是福還是禍”的倫理議題，指導學生與生成式人工智能大模型協(xié)作，形成辯證觀點。學生以小組辯論、學習單撰寫、匯報等形式，探討技術應用的雙面性，培養(yǎng)批判性思維與社會責任感。

（4）總結提升環(huán)節(jié)

教師通過課堂小結引導學生梳理知識脈絡，并結合形成性評價實時診斷學習效果，為教學策略調整提供依據。

教學案例數據分析

本研究以筆者所在學校四年級5班（45名學生）為對象，依據新課標的評價指引，通過前后測問卷課堂觀察與學生訪談，驗證“一鏈雙線”教學模式在小學人工智能課程中的有效性。

1.量化評價

本研究采用鐘柏昌等人提出的人工智能素養(yǎng)量表，從知識、情感、思維三個維度評估學生的人工智能素養(yǎng)。根據小學生特點與本課教學內容，筆者對該量表進行修訂，采用問卷星對教學班學生進行前后測。前后測共發(fā)放問卷90份，回收問卷90份，有效率 100% 。前后測數據顯示，學生在技術原理認知、技術應用能力及倫理意識等方面均有顯著提升，驗證了“一鏈雙線”教學模式在知識建構與實踐能力培養(yǎng)方面的顯著效果。

2.質性評價

除了量化評價，本研究還采用了教師聽評課與學生訪談等質性研究方法，深入了解該教學模式的實施效果、學生的學習態(tài)度及課堂滿意度等難以量化的方面。

教師聽評課采用崔充濠提出的四維度課堂觀察法，選取關鍵觀察點記錄“一鏈雙線”教學模式的有效性。觀察表明，在學生學習方面，學生在下棋體驗、原理探索和辯證思考等環(huán)節(jié)表現出濃厚興趣，能夠主動運用數字化工具開展自主學習和協(xié)作學習，學習目標達成度較高；在教師教學方面，教學環(huán)節(jié)設計緊湊有序，教學資源豐富且運用靈活，有效支持了教學目標的實現；在課程性質方面，教學內容根據目標進行重組，邏輯層次清晰，教師通過問卷星將實時評價與師生互評相結合，實現了“教-學一評”的一致性；在課堂文化方面，問題驅動的學習方法促進學生通過一系列問題逐步構建知識，整體課程設計具有顯著特點。

此外，本研究通過隨機抽樣的方法選取了15位學生參與課后訪談。調研結果表明，學生對課程內容展現出高度的興趣，普遍認為課程設計生動、易于理解，并且偏好于探究式及合作性的學習模式，對教師的指導方法表示認同。

結論

本研究基于“教-學-評”一體化理念，構建了以問題導向（PBL）為核心的小學人工智能“一鏈雙線”教學模式，旨在促進學生思維發(fā)展，提升其問題解決能力與人工智能素養(yǎng)。通過教學實施與評估，得出以下結論： ① 該模式可操作性強，在小學人工智能教學中具有較好的適用性； ② 該模式通過問題鏈的引導和實時評價，有效豐富了學習體驗，提高了學生團隊協(xié)作與問題解決能力，同時，該教學模式在培養(yǎng)人工智能素養(yǎng)方面展現出了顯著效果。

未來研究將進一步探討該模式在不同教育環(huán)境與年齡段中的適用性，并結合教材內容與學情，與其他教學方法如游戲化學習、STEM教育等融合，進行個性化調整，以進一步優(yōu)化教學效果。

參考文獻：

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