新课标理念下小学阶段人工智能教育课程的建构与实施

新课标理念下小学阶段人工智能教育课程的建构与实施

许腾腾

河北廊坊大厂回族自治县祁各庄镇田各庄学校

摘要：当下，人工智能已经成为驱动课堂创新的重要动力。随着新课程改革的深入推进，小学信息科技教学课堂中逐渐融入与人工智能有关的内容，以此培养学生从小具备探索先进技术的习惯与意识，使学生获得全面综合发展。但应用人工智能技术也出现了许多新的教育问题，包括人工智能技术与现有教学的融合问题、人工智能技术是否符合学生需求等。在此过程中，须以提高小学教师人工智能教学胜任力为目的，为小学生构建更具智能化的课堂，确保人工智能下小学教学课堂的有序开展。

关键词：新课标；小学；人工智能；课程

引言

2022年，《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）发布，明确要以人工智能等为课程逻辑主线，按照义务教育阶段学生的认知发展规律，统筹安排各学段学习内容。至此，义务教育阶段人工智能教育有了纲领性指导文件，为中小学人工智能教育课程的拓展建构提供了依据，指明了方向。

1人工智能教育的概念

人工智能涵盖信息学、计算机科学、控制论、哲学、数学等学科，属于利用计算机模拟的学科。人工智能教育所涉及的概念比较抽象且高深，主要针对大脑思维活动进行模拟，例如，识别问题、设计规划、推理识别、学习求解等。与普通信息技术相对比人工智能更综合化、复杂化，但相对小学时期学生来说，明显超出其知识经验和认知能力。科学合理安排人工智能语言基础知识教育工作，引领智能化求解的学习意识，激发学生探索和操作人工智能兴致，为深度学习奠定良好先决条件。

2新课标背景下人工智能教育的新理解

2.1创新性导向

新课标深刻反映了科学技术进步新成果，更新了课程内容，将人工智能教育放到了更加突出的位置。新课标在义务教育的课程内容中，单独设置“人工智能与智慧社会”模块，明确了学习内容等一系列要求，特别强调要让学生了解人工智能依赖的数据、算法和算力三大技术基础，这些技术基础有助于学生理解和应用人工智能，而算法的理解和巩固需要从娃娃抓起，因此，在小学阶段开展指向人工智能的趣味化编程学习尤为重要，它是人工智能学习的技术启蒙。

2.2跨学科导向

新课标在从小学到初中的四个学段中均设置了跨学科主题活动，每个学段的课程内容都将信息科技、数学、科学、语文、美术等学科知识相融合，聚焦问题解决、核心素养培养，突出强调信息科技课程的跨学科、综合性和实践性。而人工智能是融合了计算机、工程、心理学等学科的综合学科，涵盖了大量的知识和技能，这就决定了人工智能的学习绝不能局限于人工智能，而应以更广的视野和更大的视角看待和把握。因此，在小学阶段开展指向人工智能的多学科学习和跨学科主题活动尤为重要，它是在为学生全面理解和应用人工智能做铺垫、打基础。

2.3延续性导向

新课标围绕学科核心素养目标，将九年制义务教育划分成了四个学段，基于学生身心发展特点和认知规律，每个学段都设置了不同的课程内容，层层递进、环环相扣，体现了连续性和延展性。人工智能的学习也应遵循这样的规律，新课标明确以人工智能等为课程逻辑主线，小学低段注重生活体验，小学高段注重体验应用，初中阶段注重过程方法。即使小学阶段没有单列人工智能课程内容，但数据、算法、过程与控制等相关课程内容都指向了人工智能，这些内容是学习掌握人工智能的关键技术和知识，尤其是每个学段的跨学科主题活动，体现出了很强的延展性，为丰富和拓展小学阶段人工智能的学习指明了方向，提供了依据。

3新课标理念下小学阶段人工智能教育课程的建构与实施

3.1建立跨学科课程体系，构建小学人工智能教学体系

从现实情况来看，目前我国小学人工智能教育课程以计算机和信息技术课程为主，而其他学科的相关知识涉及较少。由于人工智能教育是一项综合性较强的工作，因此需要各学科教师的相互配合、协调一致才能高效开展小学人工智能教育。但是目前许多小学人工智能教育课程都没有充分发挥不同学科的优势，而是以独立设置的方式来开展人工智能教育工作。为了解决上述问题，可以通过建立跨学科课程体系来构建小学人工智能教学体系。这一体系涉及信息技术、数学、语文、科学、美术等多个学科，需要各学科教师密切合作，因此在设计小学人工智能课程时要充分考虑不同学科知识之间的内在联系，通过建立跨学科课程体系促进各学科教师的合作与交流，从而实现小学人工智能课程的顺利实施。在这一体系中，信息技术和自然科学是主要的技术支撑，而数学和其他学科则是关键的学科支撑。

3.2开展项目化学习实践，促进学生人工智能知识的形成

小学阶段的人工智能课程是培养学生人工智能素养的基础课程，而项目化学习则是促使学生掌握人工智能知识的重要手段。项目化学习是指教师把人工智能教学内容转化为若干个任务或活动，然后把这些任务或活动融入某个主题的具体问题之中，引导学生以小组为单位开展围绕该主题的深度学习和探究。在项目化学习过程中，学生可以通过亲身实践和团队协作，在完成任务的过程中强化对人工智能知识与技能的学习与掌握。项目化学习的关键在于让学生在解决问题、实践操作、深度体验、相互交流的过程中，通过反思、总结与归纳提升自身的人工智能素养。因此，教师在组织小学人工智能教育项目化学习时要把握好以下几点：第一，要根据不同年龄段学生的认知发展水平和心理特点，合理设置人工智能教育项目主题；第二，要注意融合新旧知识，实现人工智能课程内容与生活实际的对接；第三，要加强教学资源的整合与利用，构建以学生为中心的人工智能教育生态系统。

3.3加强合作式学习设计，激发学生的学习兴趣

在小学人工智能教育课程中，教师可以引导学生开展合作式学习，以帮助学生更好地掌握人工智能相关知识。如在“制作一个会说故事的机器人”这节课中，教师可以采用小组合作式学习的方式，引导学生认识合作学习的重要性。在课堂教学过程中，教师可以利用小组合作的方式，让学生将所学知识应用到实践中。首先教师可以让学生根据人工智能软件平台提供的数据和信息进行场景模拟，然后引导学生根据人工智能软件平台提供的内容创编一个简单的故事，并让其他小组成员对该故事进行评价。在学生评价的过程中，教师可以用人工智能软件平台为学生提供真实场景中的故事，让学生通过人工智能软件平台体验与机器人对话，从而加深学生对人工智能知识的理解和记忆。在这个过程中，教师可以通过人工智能软件平台为学生提供更多操作机会和资源。

3.4注重多元化评价，提高小学生人工智能素养

在小学人工智能教育课程中，评价是非常重要的一部分，评价不是目的，而是促进学生发展的手段。因此，在小学人工智能教育中，教师要重视多元化评价。首先，在教学评价内容上，教师要将重点放在学生的知识、技能上，引导学生利用人工智能技术解决实际问题。其次，在教学评价方法上，教师要结合学生的实际情况以及学习内容和进度布置合适的作业。最后，在教学评价主体上，教师要引入多元化评价主体，可以采用同伴互评、教师点评、学生自评等多种方式。

结束语

构建小初连贯的人工智能课程体系是人工智能教育在义务教育阶段顺利实施的重要条件，只有建立科学、完善、体系化的课程，才能确保人工智能教育具有连续性、系统化，避免教学内容分化，缺乏整体性和延展性。此外，在小学阶段开展人工智能教育，可以破除小学生对人工智能的畏惧感，激发科技兴趣，树立科技意识，发展科技素养，为科技人才、创新人才的培养奠定基础。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.义务教育信息科技课程标准（2022年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2022.

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[3]刘朋飞，袁久婕，张婤.STEAM理念下小学生机器人项目式学习实践研究[J].中国教育信息化，2021(14)：26-29.