小学信息科技身边算法课程设计与探索

小学信息科技身边算法课程设计与探索

张彩云

西宁市总寨镇逸夫小学

摘要：随着信息科技的快速发展，人工智能算法逐渐成为人们生活中不可或缺的一部分。在小学阶段，通过设计与探索身边的算法，可以培养学生的信息科技素养，激发他们对数学和科技的兴趣，为他们未来的学习打下基础。本文将从身边的实际问题出发，探讨如何设计与探索小学生的信息科技身边算法课程，以及在这个过程中如何培养学生的创新思维和实践能力。

关键词：小学信息科技；身边算法；课程设计；探索

引言

在当今信息科技迅速发展的时代，人工智能、大数据、云计算等技术已经成为社会的主导力量。面对这样的大背景，教育部门要求学生重视学生的信息科技素养培养，提高他们的创新精神和实践能力。而在这个过程中，身边的算法设计与探索是必不可少的。

一、设计与探索身边算法的意义

置身于这个信息时代，学生无法忽视信息技术对学生生活的重要影响。当今教育不再仅仅聚焦在知识传授，而是致力于培养孩子们运用信息科技解决问题的能力。让学习者体验信息科技的实际应用场景是提高其未来竞争力的重要途径。为了让学生在日后的学术道路上更加扎实，学校提倡并践行融入数学理论与科学技术元素的教学模式，鼓励他们运用这些工具去解决生活中常见的、计算性的问题。这不仅仅是一个数学和科学素养的学习过程，更是一种创新热情的燃烧与激发[1]。通过实践活动，学生们有机会亲手挖掘数据，构建模型，从而对数学产生更深的兴趣，并发现科技的力量。他们在这个过程中学会了独立思考，培养了解决复杂问题的战略眼光，设计出巧妙且高效的解决方案，并运用计算机编程实现其理念，从而在实践操作中锻炼了批判性思维、逻辑推理能力和编程能力。这样的教学方式无疑拓宽了他们的学习视野，也激起了他们在数理领域的好奇心和探索欲，让他们对未来的学习之路充满期待。学生们不再是被动的知识接受者，而是变为积极参与的创新者，这种转变不仅能增强他们在技术驱动社会中的生存和发展能力，更是对他们品格形成和社会责任感的一种塑造。因此，鼓励在算法、编程以及日常问题的计算方法探索中深入思考并实践，不仅是为了强化学生们的学科素养，更旨在唤醒他们内在的学习兴趣和创新潜力。

二、设计与探索身边算法的途径

1.从身边实际问题入手

身处科技飞速发展的当今时代，学生踏入了信息技术课程的领域，对尖端科技产品——智能穿戴设备产生了浓厚的兴趣，在小学的学习旅程中，以《智能穿戴新纪元——常见穿戴设备》为新起点的教学课堂，成为了培育未来科技领域小先锋的摇篮，该课程不仅使学生对智能手表、健康手环等各式创新可穿戴设备有了认识，而且还激励他们发掘日常生活中的问题，并运用学到的算法提出创新的解决方案。在常见的购物活动中，学生可能会注意到家人在忙碌的工作生活中常常忘记及时补充必需品，这实际上是一个小型的计算难题，开发一款名为“智能家庭助手”的应用程序，使学生能够借助排序和数据库算法对个人物品需求及消费记录进行管理，并设定提醒功能，自动在关键时刻发送提醒或提出最理想的购物时机建议[2]。这一举措让购物流程变得更为聪明，同时让学生直观感受到算法带来的便捷——生活简化、效率提升，在学校层面，学生有望借助物联网和机器学习的原理，打造一款能够追踪并提升校园考勤、请假及社团参与度的管理系统，采用人脸识别技术或NFC芯片进行自动签到，能够减轻教师的工作量；利用数据解析，预见并修正课程时间上的冲突，帮助同学们更合理地安排自己的学习时间。这些创新举措不仅优化了学校的管理流程，还让算法在实际操作中的运用变得生动直观，在体育课程中，通过收集学生的健康数据，运用运动分析技术，学生能制订出符合个人需求的健身计划，并即时追踪锻炼情况，此举既有助于增进学生的生理福祉，又使他们认识到算法在维护健康上的重要作用。

2.关注社会发展趋势

处于信息时代的学生正处于接触科技新天地的启蒙期——信息技术领域，其中，《智能穿戴设备与物联网——物物相联的实现过程》这一课题既充满吸引力又极具实践价值，深入探究后，他们能感知到人工智能、大数据和云计算引发的巨变，认识这些技术在日常生活中的重要作用及其可能带来的影响，在探讨创造如智能穿戴等人工智能辅助工具的过程中，学生们能够深入思考如何将这些前沿技术应用于提升社会服务的水平和便捷性。在环保行业，利用数据分析和智能感应技术，能够打造智能化分类系统，准确区分垃圾种类并实现自动分类处理，进而降低环境污染，通过实践活动，学生们掌握现代技术，应对现实挑战，并提升对环境保护的社会责任感，在物联网的推进下，数据连接变得无处不在，无缝联接，学生们可以运用云计算技术构建“智慧城市”，例如在公园部署智能监测设备，搜集温度、湿度、光照等数据，通过算法实时调整环境条件，从而提升公共空间的舒适度。在实践过程中，学生们认识到数据不仅仅是冰冷的数字，它们是推动决策、改善学生生活环境的动力，这正是科技在提升人们生活品质方面的一个重要作用，借助云计算的强大能力，学生们着手打造在线学习平台，通过算法来优化学习资源的分配，实现对教育内容的个性化调整，以适应每位学生的学习进度和兴趣，这样的经历让他们深刻感受科技如何击破地域壁垒，公正地促进教育资源的均等分配，实现推动教育公平的社会责任。

3.利用现有资源

掌握信息技术并非单纯指操作电子设备和编写代码，它实际上是让学生洞察并塑造生活环境的一把钥匙，以小学信息技术课程《智能穿戴设备项目设计——功能定位与程序设计》为例，学生将开展一场充满趣味和实用价值的探索之旅，将算法应用于智能硬件，实现生活的智能化和便捷化，投身于这样一个洋溢着创新气息的项目，学生起初将注意力集中在对生活环境的细致审视上。比如，学生的住所即可转化为一个信息宝库，智能穿戴设备和常用通讯工具中蕴藏着大量个人数据与生活习惯记录，借助温度传感器监测室内气候变化，使用步数计数器追踪健康状况，利用光照感应器记录日出日落时刻，在即将进行的算法课程学习中，学生将掌握并应用这些重要知识，接下来，学生要掌握将日常生活中所谓的“琐碎”信息转化为有价值数据的技术，借助编程，学生将这些零散的时刻串联起来，塑造出一个数据模型，借助机器学习算法，学生能够预估每天最佳的起床和入睡时刻，或根据活动记录洞悉用户的生活模式[3]。

在此基础上，学生深入探讨如何借助数据解析来改进学生的日常生活模式，依据行走的步数数据，定制个人化的运动方案；利用环境感知技术，对智能空调和照明系统进行控制调节，从而提高居住环境的舒适度，这些真实的使用案例，将让学生在设计过程中深刻感受到算法的威力与乐趣，在这个过程中，学生的逻辑推理、问题处理技巧以及团队合作的素质得到了提升。必须明确项目的具体职能定位，据此制订相应的设计方案，通过反复测试与代码的持续改进，达到预期的目标，同学们协同合作，共同开拓未知领域，正是信息技术课程所强调的核心理念。

结语：小学信息科技身边算法课程设计与探索，有助于培养学生的信息科技素养、激发他们的数学和科技兴趣、培养他们的创新思维和实践能力。通过关注身边实际问题、关注社会发展趋势和充分利用现有资源，学生可以让学生在设计与探索身边算法的过程中，不断成长，为未来的学习打下坚实的基础。

参考文献：

[1] 陆熠.基于计算思维的小学信息技术课教学策略——以"算法与程序设计"模块为例[J].教学月刊：小学版（综合）, 2019(1):5.DOI:CNKI:SUN:JXZH.0.2019-Z1-026.

[2] 杨桂冰,赖露媚.基于计算思维的小学Scratch课堂教学策略研究——以《看谁算得快》为例[J].明日, 2021(5):0339-0340.

[3] 邵娇妍.基于计算思维能力培养的小学图形化编程教学策略——以"火柴人跳舞"为例[J].学苑教育, 2022(3):19-21.