人工智能在小學信息技術課堂教學中的運用

■浙江省杭州市余杭區大禹小學 費 敏

人工智能是一門集多種學習交叉發展起來的綜合性學科，其涵蓋了計算機科學、語言論、信息論、控制論以及神經生理學等，屬于前沿學科，在小學信息技術教學過程中引入這種前沿學科，能夠給學生提供不一樣的學習空間，令學生更加積極主動參與信息技術學習，有助于教師構建高效化的信息技術課堂。那么，具體該如何利用人工智能開展小學信息技術教學呢？

一、創設生活化人工智能場景，激發學生信息技術學習興趣

人工智能（AI）技術從20世紀70年代逐漸趨于成熟，并逐步向教育界滲透，“教育革命”正在悄然興起，人工智能給教育帶來了新的發展機遇與挑戰。國務院在印發的《新一代人工智能發展規劃》中明確指出：“實施全民智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育，鼓勵社會力量參與寓教于樂的編程教學軟件、游戲的開發和推廣。”由此可見，人工智能在教育中有著很好的發展前途，需要教師予以重視。為更好地借助人工智能技術開展小學信息技術教學，教師在教學過程中需將看似“高大上”的人工智能“現實化”，也就是生活化，讓學生不再恐懼接觸人工智能，并開始享受人工智能所帶來的生活上的便利。在實施信息技術教學之時，教師可借助人工智能在現實生活中應用的案例給學生進行講授，以便讓學生直觀感受人工智能，“觸摸”人工智能，以此享受人工智能的便捷，提高學生對人工智能的興趣。

比如，在學習AI（人工智能）課程之始，筆者為學生舉出身邊出現的人工智能，讓學生注意到人工智能無處不在，拉近學生與人工智能之間的距離，促使學生不再懼怕學習人工智能。如，現在人手一部的手機從之前的按鍵到現在的無鍵盤式的智能手機，其中涉及的密碼鎖也有了新的升級，從按鍵輸入密碼到現在的數字虛擬鍵盤密碼、圖形密碼、指紋解鎖、刷臉解鎖等，都是人工智能給生活帶來的變化；從支付方式來看，人工智能的加入給原有的現金交易帶來不一樣的變化，各個商場、超市、公司甚至是街邊小販都有了二維碼付款方式，進一步方便了人們的支付生活，等等，這些方面都說明了生活在人工智能的服務下變得更為便利和豐富，這樣的技術值得在校學生學習。通過這樣的教學，能夠讓學生迅速借助生活的具體事物了解人工智能知識和基本原理，對其中所涉及的圖像識別、語言識別、感應機器人、專家系統以及自然語言處理等有最基本的了解，激發學生對人工智能的興趣，刺激學生信息技術學習興趣，便于教師高效開展信息技術教學。

二、注重信息技術實施創客教育，滲透人工智能的啟蒙教育

信息技術教師一直思考如何將人工智能課程真正“落地”于信息技術教學，要知道，人工智能是借助一定智能的人工系統，思考利用一定的技術“命令”計算機用人的方式與智力去處理事情，勝任一定的工作，簡單來講，就是賦予機器以人的思想、行動，讓其理性地進行工作，提高工作效率。創客教育的出現，給人工智能的“落地”準備好了“降落傘”，讓其能夠成功“備降”。要知道，創客教育是以項目學習的方式，利用學生的學習興趣，實現創客文化與教育的結合，并鼓勵學生使用數字化的工具，進行造物與分享，實現跨學科的團隊協作、解決問題以及創新等活動，成為當前一種熱點的素質教育。

創客教育與人工智能兩者間最為突出的特征便是“創新”，從它們本身來講，都是多學科融合的前沿領域，涉及諸多前沿科技，它們的踐行能夠有效提升學生的綜合素質。因此，在小學信息技術教學過程中，借助創客教育助力人工智能的“落地”是非常可行的一種方式，給人工智能提供了非常好的發展平臺，對培養學生的實踐能力、分析能力與創新能力有著極其重要的作用。

三、巧妙利用人工智能系統，助力學生更好掌握信息技術

智能教學系統、智能決策支持系統與智能仿真教學系統是人工智能技術在教育中重要的三種應用，對信息技術的開展有著很好的輔助作用，便于教師為學生提供一個良好的學習空間，讓學生更好地享受人工智能所帶來的獨特、個性化的教學服務，調用各種教育資源，滿足學生的需求和發展，助力教師有效實現精準教學和分層有效教學，保證信息技術教學能夠貼合學生的個人實際，助力學生更好地掌握信息技術知識和技能，由此可見，科學型的信息技術教學替代了經驗型的教學，對信息技術傳統教學是一場不小的沖擊。值得一提的是，智能仿真技術是仿真技術與人工智能的高度集成，它的出現大大節省了人力物力，降低開發成本，實現實驗教學的開發速度，解決仿真專家所涉及的實驗、完成的建模與理解等步驟，讓學生自主進行實驗，提升學生自主學習的能力。

四、重視學習載體的尋找，讓學生創編人工智能變為現實

現在諸多創客器材都有了新的升級與改造，更適合在教育界運用。如思泰姆的奇樂方、小貓科技、mDesigner3等等，這些創客器材中都完美融入了人工智能元素，這樣更加適合學生運用，讓其借助他們創作出相關的弱人工智能項目，樹立學生學習信息技術的信心，讓學生對人工智能產生興趣，從而主動配合教師進行學習活動。

比如，在教學“貓的眼睛”一課時，教師可引導學生借助小貓科技中Arduino、Micro：bit等開源硬件與Scratch3.0圖形化框架軟件平臺實施“軟硬結合”措施，以便引導學生進行相關的編程活動，從而實現不斷運用相關人工智能科技創建易用、直觀的學習環境，助力學生更好地掌握信息技術，提高學生的學習水平。在信息技術教學過程中，教師必須構建出相關的人工智能知識體系，幫助學生更好地學習、掌握相關知識，并在此益智的過程中，培養學生的動手實踐能力和創新能力，讓學生接觸到國際最前沿的人工智能知識，為他們今后的發展奠定堅實基礎。總之，人工智能已然悄悄改變世界的生活方式，成為全球今后研發與關注的焦點，小學教育必須重視創新性人工智能高新人才的培養，才能讓祖國在未來的競爭中立于不敗之地。