人工智能教育在小学信息技术课堂的教学策略研究

人工智能教育在小学信息技术课堂的教学策略研究

李楠

深圳市龙华区书香小学 

摘要

当下，我们已迎来科技创新型社会，人工智能正以超出人们预想的速度迅猛发展，融入社会各行业和百姓生活中，人工智能教育已经迫在眉睫。2017年国务院印发《新一代人工智能发展规划》，明确指出“人工智能成为国际竞争的新焦点，应逐步开展全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程”。这对我们中小学开展信息技术教学提出新要求，也带来了新机会。目前，针对小学的人工智能教育教学策略研究相对较少，教学过程中存在学生对人工智能内容相对陌生、教师难以展开教学等问题。因此，研究人工智能教育在小学信息技术课堂的教学策略具有一定的理论和实践意义。

关键词：小学信息技术；人工智能教育；教学策略

一、研究目的及意义

（一）研究目的及问题

随着信息技术研究的深入，越来越发达的人工智能技术正在对人类生活的方方面面产生重大影响，人工智能在教育领域也备受关注。[1]《新一代人工智能发展规划》提出要在中小学阶段设置人工智能相关课程。尽管人工智能产品不断增长，智能环境、人工智能设备等在教学过程中得到应用，但对于绝大多数学校来说，基于各种原因，在信息技术课堂开展人工智能教育是首选，亦符合大部分学校的实际情况。[2]目前，大部分人工智能相关课程都是在初高中阶段开展，在小学阶段开展人工智能课程少之又少，如果只在中学阶段设置人工智能模块，可能会让学生一下子难以入手，不利于人工智能的发展，因此，人工智能教学应该从小学开始，注重内容，不让学生觉得任务艰巨，跨度大。因此，为了在小学信息技术课堂更好地实施人工智能教育，我们就需要探讨有利于学生发展的新教学策略。

（二）研究意义

1.理论意义

目前针对人工智能教育在小学信息技术课堂实施的研究相对较少，本文对小学人工智能教育教学目标、学习者、教学内容等方面进行了研究，并对教学实践案例进行了分析，提出可提升学生问题解决能力、创新能力的教学策略。因此，本课题的研究丰富了相关研究成果，促进了相关研究的发展。

2.实践意义

如今我们已迈入了人工智能时代，人工智能技术飞速发展，影响着我们生活的方方面面，未来人工智能技术也将成为我们每个人必须了解和应用的技术之一。如今，小学信息技术课堂的教学内容仍停留在应用多媒体技术上。因此，在信息技术课堂上渗透人工智能教育，在原有教学内容的基础上增加人工智能的学习和实践是非常重要的。

二、小学信息技术课程中人工智能教育现状研究

（一）小学人工智能教育教学目标分析

我们的人工智能教育以“人与人”的概念为中心，强调与人的智能相关的学习，结合学生的生活和经历，促进他们的综合发展。[3]对于刚接触人工智能的小学生来说，学习人工智能相关知识仍然存在一定的困难。因此，有必要从学生理解的角度逐步提高学生对人工智能研究的兴趣。人工智能相关知识不仅要教授学生的人工智能知识和技术原理，还要教授人工智能伦理知识。此外，在向小学生传授人工智能相关技能的过程中，根据小学生的发展特点，确保他们的自主性和自觉性。

（二）小学人工智能教育学习者分析

现代学生从小就生活在智能时代，非常了解智能游戏，网络聊天，与智能机器人交谈。他们周围都是人工智能，网上有很多游戏吸引着学生的注意力。例如，许多学生玩“我的世界”等可编程游戏，作为玩家，他们可以在游戏中获得乐趣。同时，像“我的世界”这样既具有教育性又具有娱乐性的节目，不仅能让学生体验游戏的乐趣，还能让学生掌握与人工智能相关的知识，具有一定的价值。还有像“小度”、“天猫精灵”等智能产品可以让学生听音乐，喜欢看电影，回答他们想知道的问题。此外，学生可以使用智能手机、电脑在网上搜索，获取他们想知道的信息。

（三）小学人工智能教育教学内容分析

当今社会，几乎每个人都会用到人工智能技术。体验感知是小学人工智能教育不可或缺的环节。小学人工智能教育的内容可以输入故事或以其他方式传达给学生，让他们了解什么是人工智能，人工智能是如何影响他们的生活或学习，从而感受到人工智能的各种功能和人工智能的魅力。[4]例如，在人工智能教学过程中，可以让学生体验图像识别、面部识别技术；可以让人工智识别学生说的话，并与学生交流；可以让学生设置机器人的模块化参数，使机器人按照我们的想法做出相应的动作等等，从而让学生在感知人工智能的各种功能时获得灵感。

三、小学信息技术课堂中人工智能教育的教学实践案例分析

（一）教学实践前期分析

小学信息技术的教材分为理论研究、实践研究和综合研究三类，不同类别的教学目标可能不同。要引入人工智能相关知识，应当对教材内容进行筛选，教学目标应与小学的教学特点相适应，教学难度程度应符合学生最新发展地区的要求，并为学生所能负担，同时必须适应小学生的认知，这样才能在信息技术教学中更好地扩展人工智能知识和技术。[5]

（二）小学信息技术课堂中人工智能教育的教学案例分析

本节内容主要是让小学生对机器人的相关知识有一个大致认识，学习的是概

念性知识，教学水平着重在了解层面，设置1个课时完成此内容的学习。

表 1 《我们身边的机器人》教学环节设计

图 1 视频“机器人”片段                           图 2 PPT 片段一

图 3 PPT 片段二                                图 4 PPT 片段三

四、小学信息技术课堂中人工智能教育的教学策略分析

（一）人工智能教育教学策略的研究思路

根据“以学生为中心”的教育目标和信息技术教材的内容，结合学生从小处在信息丰富的环境中、有自己的观点、倾向于与同龄人交流的特点，并在教学实践的基础上，总结出适合的教学理念、组织形式和教学方法，使学生的核心活动得到更好的发展，使他们能够多思考。此外，对于小学生来说，尤其要从解决问题的能力方面进行深入的分析。在学习过程中，学生可以根据学习内容的复杂程度，独立学习和小组合作。在教学目的上，除了学生对人工智能基础知识和技术的了解外，还需要培养学生问题解决能力、创新能力以及人工智能意识和责任感。在学习评估中，可以根据人工智能相关教学目标，从学习活动中个人的参与、探究成果中团队的创新等多维度来评估学生的学习效果。

（二）人工智能教育教学策略的提出

通过分析小学人工智能教育的教学目标、学习者、教学内容以及相关的教学实践案例，可以制定一系列教学策略，如图5所示：

图 5 小学信息技术课堂人工智能教育教学策略

在人工智能教学过程中，教师可以通过采用互动式提问法、分层教学法和任务研究法。[6]通过提问，可以引起学生对研究内容的关注，开启学生发散思维进程。在互动过程中，学生可以不同程度地表达自己的观点和思考。分层教学是学生根据自己的学习风格和信息技术掌握情况对不同难度的人工智能内容进行研究。任务探究法是人工智能教学中十分有效的教学方法。在研究活动中，学生必须确定要完成哪些任务，并分析实现这些任务的方法，然后逐步开展任务。比如，在学习机器人编程和图形编程中的人工智能知识时，其核心任务是让学生理解问题的目的、解决问题的具体想法和可以应用的路径。首先，学生必须明确目标，然后根据目标，选择相应的模块来完成可编程过程的电路设计，最后进行仿真。在这个过程中，以任务为中心的学习过程使学生能够根据自己的能力不断地加深知识，实现自我突破。

结论

本文通过对小学人工智能教育教学目标、学习者、教学内容等方面进行研究，并对教学实践案例进行分析，提出了可提升学生问题解决能力、创新能力的教学策略。教师在信息技术课堂实施人工智能教育的过程中，可通过引入生活化、故事化的案例，创设主题情景；以提问引导的形式，开启学生发散思维进程；通过组合任务探究、分层学习、互动引导等多种方法，进行深入学习；依据多重评价指标，进行多元评价等。采用这些有效的教学策略，能提升小学生的问题解决能力、创新能力，培养学生对人工智能学习的兴趣和实现自我的突破。

参考文献

[1]黄斌,杨馨宇,周一诺.中小学信息技术课程的研究现状——基于词频分析法和共词分析法[J].中国教育信息化,2019(20):14-19.

[2]教育部.中小学信息技术课程指导纲要（试行）.2000,11,14

[3]车丽娜.中小学信息技术课程发展的现状、问题与思考[J].沈阳师范大学学报(社会科学版),2018,42(06):128-132.

[4]唐祖林.中小学信息技术课程发展现状与出路[J].中国教育技术装备,2020(03):104-105.

[5]王秋.人工智能在小学信息技术素养培养中的作用[J].试题与研究,2020(35):14-15.

[6]张云峰.普及人工智能教育的思考与策略[J].教育传播与技术,2020(06):60-63.