小學信息技術AI 課程構建策略探究

☉劉 蜜

AI 是英文人工智能的縮寫，有時也被稱為機器智能。通俗地講，人工智能是機器通過模擬人腦功能，所展現出的智能形式，AI 技術能通過大數據分析，為人類提供一定的建議和生活的便利。AI 課程則是研究人工智能的教育，通過學習模擬延伸人的智能的技術，形成數理思維，培養(yǎng)動手創(chuàng)造能力。作為信息技術領域的重要分支，在小學信息技術課程中融入AI 教育也是教育改革與發(fā)展的必然趨勢，教師要從學生當前的信息技術基礎水平出發(fā)，結合信息技術教材，選擇拓展教育內容，在加深學生對計算機知識了解的基礎上，引導學生了解數學算法、交互科技等新興科技知識，使學生獲得一定的信息思維和技術創(chuàng)造能力，以取得更好的信息技術教育效果。

一、設計生活情境教學，強化學生新興技術認知

（一）結合教材拓展教育內容，提高課堂趣味性

小學生思維十分活躍，在充滿興趣的環(huán)境中，其學習新知識的效率往往更高。因此，教師要以教材為基礎，拓展及豐富課堂教學內容，通過趣味性的內容吸引小學生注意力，提高其學習新知識的熱情和效率。例如，蘇教版三年級教材很大一部分內容著重于計算機“畫圖”功能的認識與應用，教師在設計相關教案時，除了要讓學生充分掌握畫圖功能，同時也要以畫圖軟件為延伸，首先向學生展示人工智能時代的“畫圖”技術，包括photoshop，illustrator等軟件，通過PS實時操作，向學生展示將兩張單人照片合并成一張照片的制圖過程，以科普大數據處理圖像等制圖技術，再循序漸進地向學生展示3D打印技術，由2 維世界過渡至3維世界，通過3D 打印實操視頻等豐富的多媒體資源，向學生展示由2 維畫圖到3 維打印的設計歷程，讓學生感受人工智能技術的魅力。多樣化、趣味性的教學內容，能夠保證學生在課堂推進的過程中，始終帶著較高質量的注意力，投入在思考和記憶中，提高了課程整體的有效性［1］。

（二）生活情境引入課程，促進小學生對AI 知識的理解

小學生的思維相比于幼兒園時期，雖然有了更多抽象的成分，但仍以具體形象為主，在學習新知識時，對于不熟悉的內容，難度大的學習任務，思維中所需的具體成分就較多。信息技術課程本身具有較強的抽象性，同時與數學、科學等學科聯(lián)系緊密，對學生的思維挑戰(zhàn)較大。因此，教師首先要側重AI 的感知與認識，結合學生直觀生活經驗，通過趣味性的內容引導學生了解AI 知識，愛上AI 技術。在具體教學實踐中，教師可以將課程內容與學生實際生活相關聯(lián)，營造更生活化的教學情境，以更好地符合小學生思維能力，幫助其感受人工智能技術的價值，促進其對人工智能知識的理解。例如，針對新興制圖技術，教師可將當前智能手機所普遍使用的美顏功能相機引入課程中，在課程開始前進行手機自拍、P 圖的動作，由此激發(fā)學生的好奇心，拉近親近感，之后向學生播放大數據P 圖，換臉等科普視頻，運用通俗的語言介紹Photoshop、美圖秀秀等軟件制圖背后的技術原理，讓學生充分結合生活經驗，在充滿趣味性的課堂中初步走進AI，了解AI相關知識。通過創(chuàng)設生活情境化的課堂，教師將抽象的人工智能技術轉化為學生所熟知的，看得見摸得著的具象知識，促進其對AI 技術的理解和記憶。

二、充分體驗未來制造，提升信息技術課堂成效

（一）引入AI 技術實物，培養(yǎng)學生實踐動手能力

信息技術教育具有較強的實踐性和探究性，需要學生實際動手實操的部分較多。教育家蘇霍姆林斯基曾說過：“兒童的智慧在他的手指尖上。”小學教學中，手與腦的配合在學生內化知識、啟發(fā)思維中扮演著重要角色。教師在構建信息技術AI 課程時，也要注重學生動手實踐的部分。小學生對信息化知識的學習仍處于起步階段，其自身并沒有較為明確的學習方向和學習思路，而很多教師因此選擇將大部分的實踐時間用在講臺上的演示與學生單一的模仿上，這樣的教學方法嚴重限制了學生信息化思維的發(fā)展，是一種低效的被動學習模式。教師要利用好人工技能技術的優(yōu)勢點。如今，隨著AI技術的發(fā)展，許多面向兒童的AI技術教育工具應運而生，如AR眼鏡、可穿戴設備等。在蘇教版四年級教材中，主要涉及WPS演示工具的學習和應用，教師可結合小學生學習能力及認知經驗，以WPS 工具為基礎，引入可穿戴設備的學習和制作。教師可利用小學生最愛的動畫片內容，以“名偵探柯南”的神奇?zhèn)商窖b備為課堂主題，在教授WPS 演示工具的基本操作方法后，引導學生羅列出“變聲器”“手表”“腰帶”等“柯南”的“神奇”裝備，并運用“可穿戴設備”教學工具，帶領學生用所提供工具組裝“領結變聲器”，并向學生介紹激光傳感器的相關原理，幫助學生組裝可發(fā)射激光的“偵探手表”，最后安排學生將自己制作的“偵探工具”與名偵探柯南劇情介紹結合，通過WPS 演示工具制作PPT，向朋友及家長介紹動畫人物“柯南”及他的各類神奇?zhèn)商焦ぞ摺Ｔ谛畔⒓夹g課堂上鍛煉學生的實際動手能力，能夠全面提升其信息素養(yǎng)，促進其全面發(fā)展。

（二）優(yōu)化課堂結構，給予學生創(chuàng)新創(chuàng)造空間

人工智能本質上是科技創(chuàng)新的知識產物，是知識經濟時代的重要標志之一。在新興技術課程中進行AI 教育，無疑要學生體會人工智能技術背后的創(chuàng)新內核，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和能力，以最終實現創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的社會需求。在小學階段，學生對所處世界有著強烈的好奇心。因此，這一時期也是啟發(fā)學生創(chuàng)新精神與科學精神的關鍵時期。而要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神，就要求學生在主動積極、興奮活躍的狀態(tài)中參與課堂教學，并自行設計出解決問題的路徑。蘇教版教材針對小學四年級學生，開展了Scratch軟件的教學。Scratch 的軟件原理與操作方法與人工智能技術息息相關。因此，教師要運用好Scratch軟件，開展AI 課程教學。在實際教學過程中，教師可先向學生演示操作scratch 軟件，并引導學生實際操作模仿，繪制出小豬佩奇的動畫形象。在完成基礎教學后，教師可設計創(chuàng)新創(chuàng)造的教學環(huán)節(jié)，引導學生繪制“你心目中的小豬佩奇”，并鼓勵學生結合其他學科所學，如音樂、美術等，自由發(fā)揮想象，在Scratch舞臺中設計小豬動畫人物，并配以相應風格的音樂和動作。學生在積極參與課堂、自行解決問題的過程中，體驗到了創(chuàng)造的樂趣，增長了科學探究能力，激發(fā)了科學創(chuàng)新的不竭動力［2］。

三、注重小組合作，設計任務驅動型課程

（一）以學生為主體，鼓勵學生進行合作學習

小組合作學習是一種創(chuàng)意型教學策略，其強調小組互動，共同創(chuàng)造，并以團體的成績?yōu)樵u價標準，被譽為近幾十年來最重要的教學改革。誠然，在AI 課程構建中，人工智能實物的展示與操作必不可少，而在當前小學信息技術實際教學中，大多學校很難實現每位學生都擁有一件人工智能教學用具的硬件目標。因此，在小學信息技術AI 課程中，推行小組合作學習必不可少。在蘇教版四年級教材中，課本最后設置了“感悟技術發(fā)展”的表達和交流課程，教師可根據教材，開展專題研討會，以“無人機技術發(fā)展”為主題，10 人為一組，提供給學生無人機實物進行研究，并安排學生開展小組探究活動，通過互聯(lián)網搜集信息、詢問老師、組員討論等方法，獲取無人機的基本定義、主要類型和知名生產商，并總結設計成excel 表格，以小組為單位向全班展示。教師可結合每組展示的內容，向學生總結無人機技術相關的知識，在討論會的最后，教師可以鼓勵學生進行自由討論，結合生活經驗，思考無人機可以在生活中發(fā)揮哪些作用，以鞏固學生無人機相關的知識，并活躍學生的思維，促進其信息思維的發(fā)展。信息技術教學中的小組合作學習，能夠充分體現學生主體性，同時，組內異質、組間同質的學習形式，也能更好地促進學生創(chuàng)新思維的發(fā)展。

（二）任務驅動型教學，提高學習效果

值得教師注意的是，小組合作學習并不意味著教師教學權力的喪失，除了鼓勵學生進行小組合作學習外，教師還要正確發(fā)揮自身的引導作用，在關注學生合作情況、交流效果的同時，運用科學的教學手段，提高小組合作學習的效果。任務驅動教學法是一種很好的小組教學手段，任務驅動的學習方式，能為學生提供生活化的情境和發(fā)現問題的動力，圍繞任務開展小組合作活動，能夠為學生提供更加系統(tǒng)化的學習路徑，在發(fā)現問題、解決問題的過程中，培養(yǎng)綜合能力，提高學習效能。蘇教版六年級教材深入發(fā)掘了人工智能技術相關的知識點，在第19 課“智能導航”中，除了展示導航軟件運作原理，教授如何使用導航軟件，教師還可開展小組合作學習活動，進一步擴展智能導航的相關知識，引入APP 制作相關的AI 技術。例如，教師可引導學生發(fā)散自己的思維，充分發(fā)揮想象力，從現存的手機導航軟件出發(fā)，優(yōu)化設計導航APP，通過刪減或增添功能，設計出更加便捷好用的智能導航。教師可以安排學生以小組為單位了解和使用現有的導航軟件，收集整合相關信息，并討論出自己的設計思路，在word 中整合成文字及思維導圖，向班級同學展示，并通過小組投票等方式，選出“最棒的智能導航”設計。在強烈的問題驅動下，學生充分發(fā)揮小組合力的作用，通過完成學習任務，獲得了較強的成就感，其合作能力、創(chuàng)新思維及信息技術知識都有較大的提升［3］。

四、利用線上線下結合教學，擴展學生學習空間

（一）開發(fā)課后活動，拓展學生學習空間

信息技術具有很強的實踐性和應用性，將學生禁錮于課堂知識的學習中，只會抑制其思維的發(fā)展，不利于其信息實踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。因此，教師要積極拓展學生學習空間，在課后積極實踐，培養(yǎng)學生移動互聯(lián)網、大數據時代下的信息思維。移動互聯(lián)網時代下的AI 技術，除了廣泛應用于各類便利生活的新產品，也廣泛應用于互聯(lián)網內容和營銷中，隨著物聯(lián)網的發(fā)展，人工智能抓取用戶數據，再進行分析和精準推薦的技術已廣泛應用于生活的方方面面。作為信息技術教師，在引領學生充分感受人工智能技術魅力的同時，也要使其敏銳認識到人工智能技術的客觀性，對精準推薦的廣告，形成一定的辨別力，提升其信息技術倫理素養(yǎng)。“雙減”政策的推行給學生創(chuàng)造了更多課外活動的時間和空間，教師要利用好每天下午的延時服務時間，與其他學科教師做好溝通交流，面向學生開展一定AI 主題課外活動，幫助其更好地認識AI，提高信息技術應用能力。

（二）線上線下教學結合，提高教學針對性

除了課外活動，教師還可充分利用信息技術的虛擬性與便捷性，將學習擴展至校外。針對互聯(lián)網平臺的優(yōu)勢點，許多學者提出了“互聯(lián)網+”線上線下結合教學模式，主張將教學從課堂拓展至課堂外，利用網絡教學平臺與教學資源進行結合，更好地滿足學生學習的個體需求。AI 技術在教育資源線上化的基礎上，更實現了教育資源的個性化，在信息技術課堂及集體活動中，學生信息基礎不一，知識及能力的熟練度也不統(tǒng)一。針對這一問題，教師要運用好人工智能技術，搭建線上學習平臺，在課后安排學生在平臺上進行知識鞏固和答題，通過人工智能算法分析，評估每個學生學習的實際效果，并自動匹配相應的知識短板進行重點學習。例如，在蘇教版六年級教材中，涉及了大量機器人、物聯(lián)網等新興技術的知識，許多知識和現象離部分學生的生活有一定距離，較為抽象。因此，可根據教材知識點，設計一定量的題庫安排學生課后作答，根據不同學生的答題情況，補充相應的知識幫助其鞏固和學習。線上線下結合的教學模式，既靈活地滿足了學生的學習需求，也讓學生進一步感受到了人工智能算法的原理和強大效能。

綜上所述，進入人工智能時代，教師要積極構建高質量的信息技術AI 課程，激發(fā)學生的創(chuàng)造力和實踐力，培養(yǎng)其信息思維，以最終促進學生的健康成長和全面發(fā)展。