人工智能在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中的運(yùn)用

摘" "要：隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，人工智能作為一種新興技術(shù)，賦予了各行各業(yè)新的可能。在此過(guò)程中，如何在人工智能背景下，將學(xué)生培養(yǎng)成全方位發(fā)展的創(chuàng)新型人才，成為教師面臨的主要問(wèn)題。相比于語(yǔ)文、數(shù)學(xué)、英語(yǔ)等學(xué)科，信息技術(shù)的實(shí)踐性與綜合性更強(qiáng)。為了最大限度地構(gòu)建高效課堂，教師既要提升自己的專業(yè)素養(yǎng)，又要在不斷摸索中尋找合適的教學(xué)模式，提高教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞：小學(xué)信息技術(shù) 課堂教學(xué) 人工智能

從定義來(lái)看，人工智能不僅融合了多學(xué)科的知識(shí)點(diǎn)，還具有更新速度快、覆蓋面廣的特點(diǎn)。作為小學(xué)課程體系的重要組成部分，人工智能背景下的小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)呈現(xiàn)出新的發(fā)展趨勢(shì)。在日常的教學(xué)活動(dòng)中，教師要引入人工智能教學(xué)手段，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。本文將從具體的教學(xué)案例出發(fā)，深入分析人工智能在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用策略。

一、注重有效引導(dǎo)，形成理性認(rèn)識(shí)

（一）重構(gòu)教學(xué)理念，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情

隨著社會(huì)的發(fā)展，學(xué)生不僅要掌握某些學(xué)科的知識(shí)點(diǎn)，還要掌握現(xiàn)代信息技術(shù)的使用方法，具備較高的信息素養(yǎng)。一般來(lái)說(shuō)，無(wú)論是信息技術(shù)這門學(xué)科還是人工智能這門技術(shù)都極具抽象性。為了最大限度地調(diào)動(dòng)小學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，教師需要重構(gòu)教學(xué)理念，并引入情境教學(xué)這一新穎的教學(xué)策略。基于生活情境與教材內(nèi)容的有機(jī)結(jié)合，學(xué)生不僅可以借助自己的生活經(jīng)驗(yàn)總結(jié)“什么是人工智能技術(shù)”，還可以憑借適當(dāng)?shù)挠^點(diǎn)交換，明晰“人工智能技術(shù)經(jīng)常出現(xiàn)在哪些領(lǐng)域”。

例如，在教學(xué)“初識(shí)人工智能”時(shí)，在前期的預(yù)學(xué)階段，筆者要求學(xué)生自行收集資料，回答問(wèn)題：“什么是人工智能？人工智能被廣泛應(yīng)用于哪些行業(yè)？人工智能的引入可能會(huì)出現(xiàn)哪些影響？”在課程講解階段，學(xué)生借助收集到的資料進(jìn)行分享。比如，有的學(xué)生提到了圖靈實(shí)驗(yàn)：“圖靈曾提出了一個(gè)測(cè)試，在他看來(lái)，假如存在一個(gè)人類提問(wèn)官，當(dāng)該提問(wèn)官提出問(wèn)題后，無(wú)法區(qū)分回答者是人類還是機(jī)器時(shí)，機(jī)器就通過(guò)了考驗(yàn)。”結(jié)合這一回答，筆者充分肯定了學(xué)生的答案并結(jié)合自己先前的備課內(nèi)容展示了兩張圖片。其中，第一張圖片為Siri回答問(wèn)題的圖片，學(xué)生能認(rèn)識(shí)到“人工智能與我們的生活息息相關(guān)”。在此基礎(chǔ)上，筆者再次提出問(wèn)題：“如果按照?qǐng)D靈的標(biāo)準(zhǔn)，還有哪些技術(shù)是人工智能技術(shù)？我們的生活中又有哪些人工智能技術(shù)？”根據(jù)上述問(wèn)題，學(xué)生能充分調(diào)動(dòng)自己的生活經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)積累，分享自己的所思所想。將學(xué)生帶入人工智能世界，就要讓他們意識(shí)到“人工智能與我們的生活息息相關(guān)”，讓學(xué)生通過(guò)生活中出現(xiàn)的改變以及現(xiàn)有的教學(xué)資源，感受人工智能的魅力。

（二）搭建實(shí)踐平臺(tái)，深化學(xué)生對(duì)人工智能的理解

陶行知曾提出“教學(xué)做合一”“社會(huì)即學(xué)校”等理論。由此可見(jiàn)，無(wú)論是教師的“教”還是學(xué)生的“學(xué)”，都離不開(kāi)學(xué)生的“做”。任何一門學(xué)科的教學(xué)都離不開(kāi)實(shí)踐，且最終的教學(xué)目的都是引導(dǎo)學(xué)生將自己的所思所想應(yīng)用于實(shí)際生活。針對(duì)以上認(rèn)知，在教學(xué)中，教師要為學(xué)生提供豐富的機(jī)會(huì)與實(shí)踐平臺(tái)，通過(guò)理論與實(shí)踐的結(jié)合，深化學(xué)生對(duì)具體知識(shí)點(diǎn)的理解。

例如，在教學(xué)“語(yǔ)音識(shí)別”時(shí)，適逢筆者所在學(xué)校在開(kāi)展機(jī)器人組裝比拼大賽，基于此，筆者一邊為學(xué)生講解語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，一邊開(kāi)展“機(jī)器人設(shè)計(jì)”活動(dòng)。考慮到課堂教學(xué)的效率以及比賽作品的保密性，筆者圍繞語(yǔ)音識(shí)別的理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐應(yīng)用設(shè)計(jì)相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容。在第一課時(shí)，學(xué)生需要了解語(yǔ)音識(shí)別的含義、設(shè)備搭建、代碼編寫、聲波特征。一般來(lái)說(shuō)，初學(xué)者在接觸“語(yǔ)音識(shí)別”的代碼編寫時(shí)往往會(huì)存在畏難情緒。為了在確保學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的同時(shí)，加強(qiáng)他們對(duì)代碼編寫的認(rèn)識(shí)，教師應(yīng)提前準(zhǔn)備好代碼。通過(guò)機(jī)器人與語(yǔ)音識(shí)別功能的聯(lián)動(dòng)，學(xué)生能逐漸認(rèn)識(shí)到機(jī)器人也要匹配語(yǔ)音識(shí)別功能，只有這樣，它才能憑借語(yǔ)音指令進(jìn)行下一步的操作。第二課時(shí)則為具體的實(shí)踐課，在此過(guò)程中，筆者展示了幾個(gè)場(chǎng)景：識(shí)別《新聞聯(lián)播》中的普通話；識(shí)別生活中的普通話；識(shí)別方言。結(jié)合這三個(gè)場(chǎng)景，學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)際情況，以小組為單位展開(kāi)探索。在第三課時(shí)，筆者鼓勵(lì)學(xué)生走出校園，通過(guò)豐富的社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，感受人工智能技術(shù)在各行各業(yè)中的應(yīng)用，了解人工智能技術(shù)給人們的生活帶來(lái)的改變和影響。

二、貼合人工智能，引入多元策略

（一）以學(xué)生為主體，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)

在新課程改革背景下，小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)被賦予了新的內(nèi)容與使命。在此過(guò)程中，學(xué)生不僅要明晰知識(shí)點(diǎn)的定義、特點(diǎn)，還要形成自主探索知識(shí)點(diǎn)以及發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。為了打造自主學(xué)習(xí)的環(huán)境，在信息技術(shù)教學(xué)中，教師可以借助線上平臺(tái)這一新穎的教學(xué)工具，將課前預(yù)習(xí)、課中講解、課后分析等教學(xué)環(huán)節(jié)串聯(lián)起來(lái)。在這種教學(xué)模式中，學(xué)生不再是被動(dòng)的知識(shí)接受者，而是主動(dòng)的課堂參與者，在日常的學(xué)習(xí)活動(dòng)中，他們也能從自己的學(xué)習(xí)需求出發(fā)，積極了解人工智能的相關(guān)知識(shí)。

例如，在教學(xué)“智能家居”時(shí)，通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生需要總結(jié)智能家居的幾大種類，并了解、感受智能家居的便捷性和智能性。在預(yù)學(xué)階段，教師可以基于教學(xué)重點(diǎn)，布置一項(xiàng)信息收集任務(wù)。根據(jù)任務(wù)要求，學(xué)生不僅要匯總互聯(lián)網(wǎng)中有關(guān)智能家居的論述，總結(jié)智能家居的幾大種類，還要結(jié)合科技發(fā)展現(xiàn)狀，暢想智能家居的發(fā)展方向。在此基礎(chǔ)上，教師可以利用線上平臺(tái)收集學(xué)生的分析成果。在課程講解階段，教師可以以學(xué)生的分析成果為教學(xué)資源，并展開(kāi)深入講解。相比于以往的課程講解，學(xué)生可以從線上平臺(tái)中找到自己學(xué)習(xí)的痕跡，樹(shù)立學(xué)習(xí)自信心。在課程講解的最后，教師還可以策劃一場(chǎng)開(kāi)放性的小組討論活動(dòng)：“在未來(lái)，智能家居可能與哪些設(shè)備相連接？智能家居可能會(huì)帶給人們哪些新奇的體驗(yàn)？”受諸多要素的影響，小學(xué)生的理解能力、實(shí)踐能力均是有限的，這也決定了他們?cè)诿鎸?duì)枯燥、單調(diào)的課程講解時(shí)難以保持長(zhǎng)時(shí)間的注意力。針對(duì)這一現(xiàn)象，教師既要了解學(xué)生的興趣點(diǎn)、關(guān)注點(diǎn)，豐富教學(xué)內(nèi)容，又要根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律、性格特點(diǎn)展開(kāi)多樣化的表達(dá)，優(yōu)化知識(shí)點(diǎn)的呈現(xiàn)方式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

（二）師生互動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生深度思考

陶行知主張“民主教育”，在民主教育中，教師不再是學(xué)生的監(jiān)督者，而是他們的傾聽(tīng)者。因此，在課堂教學(xué)中，教師應(yīng)積極傾聽(tīng)學(xué)生的所思所想，并針對(duì)學(xué)生的疑惑進(jìn)行相應(yīng)的解答；在學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)階段，教師應(yīng)秉承“教學(xué)評(píng)一體化”這一基本理念展開(kāi)評(píng)價(jià)。有效的師生互動(dòng)，不僅能深化學(xué)生對(duì)人工智能技術(shù)的理解，還能讓學(xué)生在民主、自由的課堂氛圍中嘗試提出自己的觀點(diǎn)，從而促進(jìn)學(xué)生深度思考，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新精神。

例如，在教學(xué)“初識(shí)物聯(lián)網(wǎng)”時(shí)，在課程講解階段，筆者提出了一個(gè)開(kāi)放性的問(wèn)題：“在未來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)與人工智能技術(shù)的結(jié)合可能會(huì)出現(xiàn)在哪些行業(yè)？它們之間的融合又會(huì)為這些行業(yè)帶來(lái)哪些新的生機(jī)與活力？”考慮到問(wèn)題的難度，筆者提前列舉制造業(yè)、醫(yī)療、城市發(fā)展等關(guān)鍵詞，隨后讓學(xué)生以小組為單位展開(kāi)思考與討論。比如，有的小組將物聯(lián)網(wǎng)、人工智能與醫(yī)療聯(lián)系起來(lái)，并展開(kāi)分析：“我們?cè)诰歪t(yī)的時(shí)候可以線上預(yù)約，并且打印電子病歷。”結(jié)合這一觀點(diǎn)，筆者引入“智慧服務(wù)信息系統(tǒng)”這一詞匯的解釋，并從智慧醫(yī)療、智慧護(hù)理、智慧管理、智慧后勤、智慧保障等方面分析物聯(lián)網(wǎng)、人工智能與醫(yī)療行業(yè)相聯(lián)系的發(fā)展趨勢(shì)。

三、深化課堂互動(dòng)，培養(yǎng)信息素養(yǎng)

（一）借助觀察檔案，科學(xué)分配小組

小組合作學(xué)習(xí)作為一種以學(xué)生為主體的課堂教學(xué)策略，被廣泛地應(yīng)用于課堂教學(xué)，然而，從實(shí)際的應(yīng)用效果來(lái)看，無(wú)論是教師還是學(xué)生都容易忽略其應(yīng)有的價(jià)值。一般來(lái)說(shuō)，每個(gè)學(xué)生對(duì)人工智能的理解都是不同的，在引入小組合作學(xué)習(xí)模式時(shí)，教師要借助觀察檔案，科學(xué)分配學(xué)習(xí)小組。“觀察檔案”就是學(xué)生學(xué)習(xí)能力、習(xí)慣、性格等多方面內(nèi)容的集合，為了最大限度地發(fā)揮小組合作的價(jià)值，教師可以憑借觀察檔案，將學(xué)情不同的學(xué)生劃分成不同的小組，提高小組合作學(xué)習(xí)的效率。

例如，在教學(xué)“家居安防”時(shí)，在課程講解階段，筆者要求學(xué)生以小組為單位分析：“家居安防包含哪幾個(gè)方面的內(nèi)容？針對(duì)不同的生活場(chǎng)景，我們需要布置哪些類型的探測(cè)器？”考慮到最終的合作學(xué)習(xí)效果，筆者參考學(xué)習(xí)能力、表達(dá)能力等多個(gè)維度的標(biāo)準(zhǔn)，將學(xué)生有序劃分為多個(gè)學(xué)習(xí)小組。接下來(lái)，每一個(gè)學(xué)習(xí)小組的成員都圍繞上述兩個(gè)問(wèn)題分析家居安防的特點(diǎn)。為了提升小組討論的效率，筆者還展示了一張表格，讓各個(gè)學(xué)習(xí)小組根據(jù)表格內(nèi)容，緊扣“安全隱患”“主要特征”“所處位置”等，總結(jié)、分析家居安防的內(nèi)容、特點(diǎn)。因?yàn)樾W(xué)生的探索能力有限，所以他們可能會(huì)產(chǎn)生形形色色的問(wèn)題。這時(shí)，筆者一邊了解學(xué)生的所思所想，一邊針對(duì)他們的疑惑之處、爭(zhēng)議之處進(jìn)行闡述與解釋。從實(shí)際的討論效果來(lái)看，學(xué)情不同、性格不同的學(xué)生，其關(guān)注點(diǎn)、側(cè)重點(diǎn)自然也是不同的。在日常的管理與引導(dǎo)中，教師要尊重學(xué)生的主觀能動(dòng)性，并提供充足的探索、討論機(jī)會(huì)，通過(guò)生生互動(dòng)、師生互動(dòng)的結(jié)合，引領(lǐng)學(xué)生逐步自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。

（二）借助開(kāi)放性問(wèn)題，提升學(xué)生綜合能力

將人工智能教學(xué)與信息技術(shù)教學(xué)結(jié)合起來(lái)，不僅能深化學(xué)生對(duì)人工智能技術(shù)的理解，還能鍛煉學(xué)生的邏輯思維與解決問(wèn)題的能力。在日常的教學(xué)活動(dòng)中，教師應(yīng)貼合小組合作學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，提出具有綜合性、開(kāi)放性的問(wèn)題，將實(shí)際生活與教材內(nèi)容相結(jié)合，引領(lǐng)學(xué)生形成良好的思維習(xí)慣，提升學(xué)生的思維能力。教師要將小組合作與討論視為解決問(wèn)題的一種方式，針對(duì)大量零碎的專業(yè)知識(shí)，引入項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，將小組合作與實(shí)踐活動(dòng)結(jié)合起來(lái)，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

例如，在教學(xué)“表情識(shí)別”時(shí)，在課程講解階段，筆者要求學(xué)生以小組為單位，總結(jié)、歸納圖像采集的具體方案。為了最大限度地提升教學(xué)效率，筆者提前完成整個(gè)操作，記錄下大致的時(shí)長(zhǎng)，并根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況適當(dāng)延長(zhǎng)完成任務(wù)的時(shí)間。考慮到任務(wù)的復(fù)雜程度以及難易程度，筆者要求學(xué)生在8分鐘內(nèi)完成任務(wù)。依托具體的完成時(shí)間、實(shí)踐任務(wù)，學(xué)生可以利用具體的軟件，進(jìn)行相應(yīng)的信息采集。比如，一個(gè)小組在采集笑臉時(shí)僅選取了3張圖片，通過(guò)后續(xù)的實(shí)踐，學(xué)生意識(shí)到了上述問(wèn)題并求助教師。這時(shí)，筆者不僅展示了具體的操作步驟，還強(qiáng)調(diào)了“多截取幾張照片”的重要性。通過(guò)生生互動(dòng)、師生互動(dòng)的結(jié)合，學(xué)生既能明晰圖像采集的方法，又能養(yǎng)成“實(shí)踐—理論—實(shí)踐”的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣，提高自身的思維能力。

綜上所述，隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，人工智能技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并成為促進(jìn)各行各業(yè)發(fā)展的必要條件。要想真正意義上實(shí)現(xiàn)小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)的創(chuàng)新發(fā)展，教師不僅要明晰人工智能技術(shù)的重要性，還要讓學(xué)生了解人工智能技術(shù)是什么。在日常的教學(xué)活動(dòng)中，教師應(yīng)緊扣信息技術(shù)學(xué)科的特點(diǎn)，圍繞豐富的教材內(nèi)容，布置相應(yīng)的探索與學(xué)習(xí)任務(wù)。通過(guò)合理、適時(shí)的小組討論，學(xué)生可以深化對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，提升學(xué)科核心素養(yǎng)。

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本文系江蘇省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2021年度規(guī)劃重點(diǎn)課題“指向創(chuàng)造性成長(zhǎng)的兒童研究素養(yǎng)培育實(shí)踐探索”（批準(zhǔn)號(hào)：B/2021/02/05）的階段性研究成果。