生成式人工智能在小學信息科技跨學科教學中的應用

摘 要：文章以小學六年級信息科技與科學的綜合作業——“工具與技術”多媒體作品的設計與制作為研究案例，從信息科技、科學的核心素養及創設學生的真實生活情境出發，選擇符合小學生認知發展規律的課程內容進行探索與研究，為信息科技跨學科教學的中小學教育者提供參考意見。

關鍵詞：人工智能；小學教育；信息科技；跨學科教學

一、生成式人工智能在小學信息科技跨學科教學中的背景

當下，人工智能的迅猛發展對小學的教學模式提出新的挑戰，同時也為教育教學創新提供了新的機遇。人工智能作為信息技術的前沿領域，在教育中的應用已經成為全球教育改革的重要方向。特別是在小學階段，不僅是傳授知識的重要時期，更是培養小學生創新思維和實踐能力的關鍵時期。在《義務教育課程方案（2022年版）》中，規定跨學科主題的課時容量不少于本課程總課時的10%。因此，將生成式人工智能應用在語文、數學、英語、科學、美術、音樂、信息科技等學科，并進行跨學科教學，成了必然之勢。

二、生成式人工智能在小學信息科技跨學科教學中存在的問題

（一）教師的信息化應用水平不均衡

隨著人工智能的快速發展，生成式人工智能的更新迭代頻率高，教師需要更多的培訓來掌握如何有效地整合生成式人工智能工具到教學中。有時剛學完一項，又有新技術出現，有些年齡較大的、信息技術操作水平較低的教師會產生抵觸情緒。不同學校現有的信息化資源不均衡也是存在的現實問題之一。這些問題會導致部分教師不愿意在教學中使用信息新技術，或是不積極使用信息新技術。

（二）學生的信息化應用水平不均衡

根據筆者多年在教學一線的調研，小學學生受到不同家庭經濟、教育、社區等背景的影響，學生及家長對新技術接受度存在很大的差異性。一部分家長與學生能積極面對新技術，并積極地學習新技術；一部分家長談“機”色變，一聽說要用電腦、用手機學習，會擔心學生自控力不強，對手機或是對人工智能產生依賴性，導致學生自主學習能力下降，而極少給學生使用電腦或手機；還有部分家庭甚至沒有計算機。這些都造成了學生的信息化應用水平不均衡。

（三）生成式人工智能與小學跨學科教學的適配性不足

在小學跨學科教學中應用生成式人工智能生成的內容，大多不適合小學生的認知規律，需要教師進一步地篩選和調整，確保準確性和適當性。這樣才能確保適合小學生的認知水平和學習需求，以免誤導小學生。此外，教師在引入生成式人工智能的同時，會出現與傳統教學方法相沖突的現象，不能很好地適應新舊教學方法的結合。

三、生成式人工智能在小學信息科技跨學科教學中的策略

（一）提升教師的信息化專業能力

各級教育部門提供相關培訓和資源，幫助教師掌握生成式人工智能工具的使用，提升其教學能力。筆者所在市近年來多次全面地、系統地開展中小學教師信息技術能力提升培訓，還多次組織各級別的AI教學能力創新大賽。筆者所在的學校也積極組織各類活動，為教師信息技術能力的提升保駕護航，如成立“新老教師結對聯盟”，以新帶老，確保每個教師都能基本熟練地掌握信息化新技術的應用；開展校內外各項活動，提供展示平臺，促使所有教師積極使用新技術，提升教師的教學能力。

（二）加強家校合作，提升學生核心素養

《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》指出信息科技課程要培養的核心素養主要有：信息意識、計算思維、數字化學習與創新和信息社會責任四方面。這四個方面互相支持、互相滲透，共同促進學生數字素養與技能的提升。為了提升學生的信息化水平，學校要與家長合作，讓學生及家長了解生成式人工智能在教學中的應用，共同支持學生的學習。同時，鼓勵學生利用生成式人工智能工具進行自主探索和學習，培養學生的數字化學習與創新以及終身學習的習慣。如筆者所在的學校，部分學生在課后學習中使用網易有道、科大訊飛等平臺，這些平臺提供作文批改、互動輔學、口語陪練等功能，很好地幫助了學生在課后的自主學習。

（三）鼓勵教師對教學設計進行整合與創新

教師引入生成式人工智能可以針對學生的特點與興趣，制定個性化教學活動，實現因材施教。在設計跨學科教學設計時，要注重為學生創設真實的生活情境，支持學生在數字化學習環境下進行自我規劃、自我管理和自我評價。在教學評價環節引入生成式人工智能，可以更全面地收集學生的信息，及時評價、及時反饋、及時調整，真正地實現“教—學—評”一體化。教師借助生成式人工智能不斷地探索教學新方式、新途徑，積極進行融合創新，激發學生的學習熱情，提升課堂活力，提高教學效果。

四、案例分析：“工具與技術”多媒體作品的設計與制作

本案例是小學六年級上冊信息科技與科學跨學科的項目式學習，以完成“工具與技術”多媒體作品的設計與制作為活動主線，通過確定主題、作品搜集及處理資料、制作作品和評價作品四大環節進行。

針對學生信息化水平參差不齊現象，信息科技與科學兩位教師首先對學生進行分組，全班分為每6人一小組，組員包括：至少一至兩名家有電腦的學生且信息技術操作水平較高的學生，一名有美術基礎的學生，一名口才較好的學生，一名作文能力較好的學生。分組后，小組成員明確分工，各司其職，團結協作。

小學六年級學生在完成一份演講作品時，初期有點無從下手，這時生成式人工智能就起到作用。學生可以運用生成式人工智能平臺的頭腦風暴會議工具，進行主題研究和篩選，確保選擇的主題既符合學生興趣又具有教育價值。

在作品搜集及處理資料階段，引導學生運用生成式人工智能搜索引擎和自動文摘系統，幫助學生快速找到高質量的參考資料，并通過摘要功能提取關鍵信息。同時，指導學生在不同生成式人工智能平臺進行甄別，鼓勵學生“做中學”“用中學”。

在制作作品階段，引導學生利用生成式人工智能輔助PPT設計，提供美觀的模板和智能布局建議。在沒有合適的圖片時，用生成式人工智能的生圖、美圖功能，制作出合適的插圖。這能提升學生的審美能力及綜合素養。

在評價作品階段，引入生成式人工智能評價系統，根據預設的評價標準對學生作品進行初步打分，并提出改進意見。生成式人工智能平臺使用自然語言處理技術分析演講稿和PPT內容的質量、準確性和完整性。學生能根據平臺給出的建議及時、有效地修改。

本案例還融合了UMU互動學習平臺，充分利用有限的資源，實現“互聯網＋”的混合學習模式，課中學生用UMU平臺進行作品的上傳、優秀作品投票、分析統計，實現“教—學—評”一體化。課后，師生可以進一步地探討學習，實現課堂教學的延伸，很好地體現了數字化學業評價的優越性。

五、結語

綜上所述，本案例通過整合生成式人工智能和互動學習平臺，為小學六年級學生在“工具與技術”多媒體作品設計與制作活動中提供了有效的支持和指導。利用生成式人工智能平臺，學生能夠在確定主題、搜集及處理資料、制作作品和評價作品各個環節中得到及時的幫助，這提升了他們完成作品的信心和能力，也培養了學生的自主學習能力，促進了學生核心素養與技能的提升。

然而，本案例在實施過程中也存在一些不足之處。例如，部分學生對于生成式人工智能和互動平臺的過分依賴，限制了學生自主思考和問題解決能力的鍛煉；生成式人工智能的使用影響學生學習的專注度。因此，教師在使用生成式人工智能時，需要注意平衡引導與積極探索，確保技術是為教學目標服務的，而不是替代學生思考。

參考文獻：

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