基于新課標的小學人工智能教學設計探微

張超金

《義務教育階段信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）的施行帶來許多新的教育教學理念，給近年來備受重視的人工智能教學提供了改革契機，同時也對教師提出了新的挑戰。筆者在調查分析小學人工智能教學現狀并指出其存在的主要問題的基礎上，重點就新課標理念下如何做好小學人工智能教學設計這一關鍵問題展開探究。

一、新課標內涵：“科”與“技”并重強調育人功能

新課標強調：“科”與“技”并重，實現育人價值，著重從信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任四大學科核心素養來確定教學目標，并以六條學科邏輯主線安排各學段課程內容，從而培養學生的數字素養與技能。它特別倡導真實性學習、跨學科融合、素養導向的多元評價等教學理念。面對新課程、新理念、新教材，如何有效開展人工智能教學，已經成為信息科技教師必須思考、研究和解決的迫切問題。教學設計是達成教學目標的重要保證，它作為連接教學理念和教學實踐的橋梁，既是教學理念的載體又是教學實踐的依據，在教學過程中起著舉足輕重的作用。教師應根據新課標內涵和具體要求，高質量地做好教學設計，進而為全面提高學生素養奠定基礎。

二、小學人工智能教學現狀調查與分析：存在四點不足

對于信息科技中的人工智能的教學，教師應以發展學生核心素養為導向來確定教學目標，合理地組織教學內容、多元化開展教學評價。按照新課標的理念，廣東省中山市將人工智能作為一門重要課程來開設，并在自編教材中設置了人工智能單元。為了掌握中山市小學人工智能教學現狀，有的放矢改進教學設計，2023年10月，筆者采取線上問卷、面談與課堂觀察相結合的方式，從中山市小學信息科技教師中匿名抽取126人進行調查，發現存在以下不足。

（一）學情分析不到位

筆者調查發現：“人工智能教學模塊學情分析的內容和方法單一”占比高達50.8%，“小學人工智能教學模塊的學情分析很到位及較到位”分別占比卻低至23.8%、25.4%，這說明過半的教師在做相關學情分析過程中，僅關注已有知識經驗、學習需求、學習興趣等方面中的個別情況，或者在相關學情分析的方法上只滿足于觀察法、問卷法、實驗法中的某一種。再者，筆者調研發現，許多教師對人工智能教學模塊學情分析，不重視、欠全面或流于形式。學情分析不到位導致教師盲目施教、學生主體性不明顯、學生學科核心素養培養效果不理想。

（二）教學目標欠明確

“教學目標定位偏差大”占62.7%，而“教學目標定位明確或較明確”累計占比37.3%。筆者通過面談、課堂觀察等方式發現，大多數教師更多地注重知識與技能的傳授，不太注重對信息意識、計算思維、人工智能倫理道德等核心素養的滲透和培養。教師設計小學人工智能教學目標的水平有待提高，教師的教學理念普遍比較陳舊，未能做到以新課程理念為導向對課堂教學進行有效設計、反思及優化。這也是導致人工智能教學整體效果不佳的原因。

（三）內容選擇欠靈活

教學內容“能尊重差異性”“難易得當”分別占比43.7%、38.9%，兩者所占比例也較接近，由此反映出兩者存在一定的“關聯”。再者，“缺乏跨學科融合”占比高達55.6%。教師設計教學內容應該“有的放矢”，要在差異性、難度、學科融合方面下功夫，保持一定的靈活性，為有效開展課堂教學奠定基礎。

（四）教學評價較單一

從調查數據和考察情況來看，教學評價方面存在三個問題：一是教師普遍偏重終結性評價而忽視過程性評價，缺乏對教學過程中學生學科核心素養、解決問題能力的及時判斷和評價；二是重實踐輕知識，這與新課標倡導的“‘科學原理與‘實踐運用并重”的理念是相悖的；三是評價方式單一，教師評價占多數。究其原因，主要是教師的課程評價觀念未得到及時更新。

三、基于新課標的小學人工智能教學設計：四項優化策略

如何彌補小學人工智能教學的不足？筆者以六年級“能看會認辨”一課的教學設計為例，針對問卷調查中發現的主要問題，提出優化策略。

（一）多角度分析學情

學情分析指教師在教學之前了解學生的認知結構、學習基礎、學習風格、思維方式、學習需求、學習動機等基本特征并加以分析，以便科學設計教學任務。然而，在傳統教學中教師往往容易忽略或者僅從單一角度去了解學生和分析學情。例如，一些教師主要采取“師講生練”的方式教學，為全班學生設計一樣的問題，教授同樣的知識等，這些做法有悖于新課標理念，往往會導致學生被動學習。在分析學情過程中，教師一定要基于新課標理念和學生的實際，以發展學生核心素養為目標，多角度、多層面觀察學生，了解學情，分析學生，進而因材施教，更好地助力人工智能教學。在“能看會認辨”一課的教學中，筆者設計前置問卷，用以了解學生的預習情況，從而為他們學習新課做鋪墊。

（二）精準確定教學目標

教學目標是教學設計的核心，它為教學活動提供方向指引，既是預期結果又是一切教學活動的出發點及歸宿。筆者在新課標理念下設計小學人工智能教學目標，從學生核心素養培養視角進行精準深入闡述，不僅注重顯性目標，而且重視學習動機、思維能力等要素。

1.信息意識

學生學習人工智能模塊的知識，應能認識到生活中的某些情境就是人工智能應用案例。基于案例的學習，理解人工智能的計算方式，這是人工智能模塊對學生信息意識培養的要求。

2.計算思維

學生在學習本模塊知識的過程中其計算思維應得以具體體現和應用。學生對人工智能應用的理解和探索行為包括：在解決問題過程中涉及的抽象、分解、建模、算法設計等活動。

3.數字化學習與創新

在教師的組織引導下，學生用信息技術手段尋找人工智能應用案例，在網絡上搜索并了解這些人工智能應用的組成結構、算法設計、工作原理。

4.信息社會責任

以人工智能和智慧社會安全問題為例，學生認識到控制系統是存在安全風險的，采用自主可控技術實現人工智能的應用能更有效抵御外部入侵，降低安全風險。

以上四個維度的分析，可作為精準確定教學目標的主要參考。

（三）靈活選擇教學內容

1.以新課標為指引，做到真實有趣

新課標倡導真實性學習，注重創設真實有趣的情境。這也是人工智能教學內容設計的關鍵之處。只有所選教學內容貼近學生生活實際且充滿趣味性，才能極大地激發學生主動獲取知識、探索實踐，同時增強學生對人工智能課程本身的學習興趣^[1]。例如，在“能看會認辨”一課教學設計中，為做到教學內容的真實、有趣，筆者選取“學校人臉識別門禁”“智能導游”等貼近學生生活的項目作為教學內容，以激發學生的學習興趣。

2.以新課標為基準，關注跨學科融合

新課標倡導跨學科主題學習，它是育人方式轉變的重要突破口，也是促進學生“自主、探究、合作”學習的途徑，更是全面培養學生學科核心素養、跨學科能力的重要手段。因此，教師設計和選擇人工智能教學內容時要更多地關注跨學科知識的有效應用和融入。例如，在“能看會認辨”一課的教學設計中，筆者設置了“運用智能平臺體驗人臉識別”“借助流程圖描述人臉識別系統的算法并編程”“拓展了解人臉識別的原理”等學習任務，便于在教學過程中“潤物細無聲”地融入信息科技、數學等學科的知識。

3.以新課標為指導，尊重個體差異

新課標強調，注重學生的個體差異和不同需求，確保每個學生都受益。然而，目前小學人工智能教學尚處在摸索階段，尚無統編教材，教學內容選擇上存在很大的彈性空間，容易出現所選內容太難、太簡單、太隨意、過于單一、缺乏層次性等問題。在教學內容的選擇上，教師要因地制宜，因材施教，充分考慮學生的差異性。對同一所學校不同年級段的學生，可以適當設置不同層次的教學內容；對同一區域的城區學校和農村學校，如果學生存在比較大的差異，在內容選擇上也要有所區別。具體來說，對于零基礎的學生，筆者從人工智能啟蒙課程（如人工智能的歷史、常識等）中選擇最基礎的內容；對于已有一定基礎的學生，適當增加難度，選擇語音識別、人臉簽到等需要編程實現的內容；對基礎較好的學生，選擇“車牌識別閘門”等綜合性項目開展教學。就同一節課的內容而言，也會依據不同學校班級的學情適度調節（刪減或拓展）。

（四）多元化實施教學評價

新課標理念下的小學人工智能教學評價應具有多元化的特征，并堅持以發展學生信息科技學科核心素養為導向。筆者從以下三個方面實施教學評價：一是堅持過程性評價和終結性評價相結合，全方位、多角度收集學生的過程性學習數據，全面而客觀有效地開展過程性評價（如前置性評價、教學過程中學生情感態度及問題策略等方面的評價、學習任務評價、練習評價等），將教、學、評深度融合，同時加強對學生學習結果的評估和應用，針對性開展終結性評價（如成績評價、作品評價、教師總體評論等）；二是堅持基本知識考核與實踐應用考核相結合，綜合運用筆試、操作實踐、作品創作等方法，全面考評學生的學習情況^[2]；三是堅持自評和他評相結合，即在教學評價設計上做到評價方式和評價標準多元化，靈活選擇評價工具，采用多種評價方式（見表1）對不同層次的學生采取不同的評價標準。

針對教學設計存在的學情分析不到位、教學目標欠明確、內容選擇欠靈活、教學評價較單一等不足，教師應堅持以新課標為引領，積極探索改進教學設計的策略和方法，并大膽地付諸實踐。如此，小學人工智能教學必將煥發新的活力。

參考文獻

[1] 劉朋娜.基于Mind+的小學人工智能課程設計與實踐研究[D].石家莊：河北師范大學，2021.

[2] 中華人民共和國教育部.義務教育信息科技課程標準：2022年版[S].北京：北京師范大學出版社，2022.