從信息科技課教學(xué)看引入AI的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

〔摘" "要〕" 本文探討了在小學(xué)的基礎(chǔ)教育中引入AI技術(shù)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，并以2024年蘇科版小學(xué)四年級的《信息科技》為例，剖析了當(dāng)前小學(xué)的信息科技課程只關(guān)注基礎(chǔ)教育，在深度廣度上的不足，進(jìn)而間接性地引出將AI引入信息科技課帶來的好處。本文基于此研究了如何在四年級《信息科技》這門課程中加入AI的基礎(chǔ)知識介紹，繼而研究了將AI技術(shù)引入小學(xué)信息科技課的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。研究表明，將AI技術(shù)引入小學(xué)基礎(chǔ)教育的好處是多重的，如提升學(xué)生的邏輯思維和問題解決能力、促進(jìn)個性化學(xué)習(xí)和即時反饋、為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展打下堅實(shí)基礎(chǔ)。本文還對引入AI所面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行了深入探討，特別是知識易得性對遺忘曲線的影響，以及可能導(dǎo)致的學(xué)習(xí)主動性與動機(jī)下降等問題。據(jù)此提出了一系列解決方案，旨在幫助教育者更好地應(yīng)對并充分利用AI技術(shù)在小學(xué)信息科技教育中的潛力。

〔關(guān)鍵詞〕" 信息科技；AI；機(jī)遇與挑戰(zhàn)

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕" A" " " " "〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）" 08" " 070-072

當(dāng)今社會，人工智能（AI）技術(shù)已經(jīng)漸漸滲入我們生活的方方面面，智能家居、智能駕駛等人工智能技術(shù)正在悄然改變著這個世界。作為未來世界的主人，小學(xué)階段的學(xué)生正處于認(rèn)知與能力發(fā)展的關(guān)鍵時期，引入AI教育不僅有利于幫助學(xué)生使用前沿科技產(chǎn)品，促進(jìn)學(xué)生更好地了解科技發(fā)展的進(jìn)度，也能讓教育本身更貼近學(xué)生日常生活中面對的優(yōu)秀科技產(chǎn)品，讓學(xué)生在生活中感受到教育的適用性。

蘇科版四年級信息科技教材所介紹的相關(guān)內(nèi)容，具有當(dāng)下小學(xué)信息科技教育的顯著時代特點(diǎn)，即雖然內(nèi)容相對基礎(chǔ)，但其中的每一個知識都是培養(yǎng)學(xué)生科技素養(yǎng)至關(guān)重要的基礎(chǔ)。基于此，我們探索了將AI技術(shù)知識融入四年級信息科技課程內(nèi)容，用前沿科技引領(lǐng)課堂教學(xué)，為學(xué)生打開認(rèn)識世界、了解信息技術(shù)的窗口，同時也能為未來人才的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。本文將著重探討在蘇科版四年級信息科技的課堂教學(xué)中，引入AI教育的可行性，及其帶來的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

一、信息科技課教材分析

四年級的信息科技教材的主要內(nèi)容包括，從數(shù)據(jù)到編碼，再到數(shù)據(jù)的傳輸與解碼，整體上介紹了在信息社會背景下，數(shù)據(jù)與編碼作為底層邏輯，為人們帶來了生活與工作上的方便。從整本書的角度來看，該教材雖為培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)方面提供了堅實(shí)的基礎(chǔ)，但在教學(xué)內(nèi)容方面仍有提升空間。

從深度上來說，本教材雖然已經(jīng)涉及了信息科技的一些基本概念，但這些基本概念仍然停留在表層，比如在介紹智慧工廠以及智慧手術(shù)室的概念時也是一帶而過。這就使得教材缺乏深入探討的空間與機(jī)會。其實(shí)，我們可以在課堂教學(xué)中加入一些更深的內(nèi)容。例如，在第一單元教學(xué)中，我們在討論數(shù)據(jù)與生活時，或許還可以深入討論我們在生活中創(chuàng)造的數(shù)據(jù)，是否也正在反過來影響我們？我們在創(chuàng)造數(shù)據(jù)的過程中，是否也會有人利用數(shù)據(jù)來控制我們？我們生活中哪些數(shù)據(jù)是可以公開的？哪些數(shù)據(jù)是隱私數(shù)據(jù)？我們應(yīng)該如何保護(hù)數(shù)據(jù)不被壞人利用？

從廣度上來說，本教材在介紹相關(guān)概念的過程中，缺乏具有時代性的舉例，使得內(nèi)容更基礎(chǔ)的同時，也與學(xué)生現(xiàn)實(shí)生活產(chǎn)生了脫節(jié)。我們?nèi)砸缘谝粏卧榻B數(shù)據(jù)的內(nèi)容為例。雖然教材提到了城市規(guī)劃、天氣預(yù)報、智慧農(nóng)植園、智慧工廠等概念，但其實(shí)很多并沒有走入學(xué)生的具體生活，還不如更多地探討互聯(lián)網(wǎng)購物的推薦算法是如何通過我們的購買記錄進(jìn)行選擇的，或者討論大數(shù)據(jù)系統(tǒng)如何為汽車提供更便捷的路線導(dǎo)航等等。

通過分析我們可以看出，如果以蘇科版四年級信息科技的內(nèi)容作為教材，我們還需要更深更廣的課堂教學(xué)內(nèi)容來拓寬學(xué)生的視野，用更貼近學(xué)生生活的視角讓他們認(rèn)識到當(dāng)今信息社會發(fā)展的水平。將人工智能教育引入小學(xué)信息科技的課堂教學(xué)，不僅可以填補(bǔ)現(xiàn)有教材在科技前沿領(lǐng)域內(nèi)容上的空白，還能讓學(xué)生更好理解信息科技這門課程，為他們未來的學(xué)習(xí)與職業(yè)生涯發(fā)展奠定更加堅實(shí)的基礎(chǔ)。

二、AI在信息科技課堂的應(yīng)用

（一）AI技術(shù)基礎(chǔ)知識的引入與實(shí)踐

縱觀蘇科版四年級信息科技教材，能引入AI相關(guān)基礎(chǔ)知識的地方很多。我們經(jīng)過討論與分析，可以在第二單元、第三單元、第四單元分別引入不同的AI技術(shù)基礎(chǔ)知識，進(jìn)而將教材中對編碼與數(shù)據(jù)的知識點(diǎn)作為跳板，設(shè)計更具時代性的AI教學(xué)內(nèi)容。

以第二單元為例。我們可以在《編碼的規(guī)則》一課中，引入機(jī)器學(xué)習(xí)的基本概念。例如，如何讓機(jī)器通過學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)對不同形狀的水果進(jìn)行編碼，幫助學(xué)生理解如何通過數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型。引入AI概念，可以更好地讓學(xué)生理解生活中的AI是如何在編碼下進(jìn)行工作的，激發(fā)他們對科學(xué)探索的興趣。

（二）適合小學(xué)階段的AI教學(xué)內(nèi)容

在課堂教學(xué)中，我們需要設(shè)計適合小學(xué)階段的AI教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生在自己的認(rèn)知范圍內(nèi)，更好地理解AI相關(guān)的基礎(chǔ)知識。如，圖像識別入門、編程與AI等內(nèi)容都是可以讓5～6年級學(xué)生了解與認(rèn)識的基礎(chǔ)知識，可以多用游戲化教學(xué)和項目式教學(xué)的方式作為課堂教學(xué)和課后教學(xué)的延伸，以增強(qiáng)信息科技這門課程的深度和廣度。

三、信息科技教學(xué)引入AI的機(jī)遇

（一）邏輯思維和問題解決能力

從信息科技課程的基礎(chǔ)知識中跳出來，嘗試引入AI的基礎(chǔ)知識，介紹AI的基本運(yùn)行邏輯與具體算法，可以讓學(xué)生進(jìn)行更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐茖?dǎo)，激發(fā)學(xué)生對編碼、數(shù)據(jù)的探索興趣。AI是處理編碼和數(shù)據(jù)的高級呈現(xiàn)系統(tǒng)，學(xué)會實(shí)際使用AI，能更好地引導(dǎo)學(xué)生對思維邏輯的構(gòu)建，令其直面與程序的交流與思考，促進(jìn)學(xué)生用更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆绞饺ニ伎紗栴}。

思考問題就需要解決問題。學(xué)生在使用AI的過程中，必然會面對一些課本中從未出現(xiàn)過的挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)包括自己建立的模型不夠準(zhǔn)確或者數(shù)據(jù)方面的不足。學(xué)生自然需要自己思考哪方面數(shù)據(jù)不足，以及怎樣修改模型等等，這些同樣也是在鍛煉學(xué)生的問題解決能力。

（二）個性化學(xué)習(xí)和即時反饋

隨著學(xué)生越來越多地接觸AI技術(shù)的知識，自然而然就會接觸到成熟的AI產(chǎn)品。AI產(chǎn)品可以給學(xué)生提供更多個性化教學(xué)的機(jī)會，對AI技術(shù)感興趣的學(xué)生，也就自然會通過詢問AI獲得更多的知識，而AI本身也在為學(xué)生提供一種有效的個性化學(xué)習(xí)路線。AI會根據(jù)學(xué)生的提問，不斷為學(xué)生提供全面而有效的回答，并根據(jù)學(xué)生的下一步提問給出更適合學(xué)生個體理解的回答。隨著提問的深入，AI會更多地了解使用者個體的理解能力，識別用戶感興趣的領(lǐng)域，進(jìn)而為其提供更加個性化的學(xué)習(xí)空間。

這種個性化學(xué)習(xí)體驗的建立，也會間接激發(fā)學(xué)生對自主學(xué)習(xí)的興趣。這是一種即時反饋帶來的成就感，當(dāng)知識變得更加易得時，學(xué)生所獲得的成就感是豐沛的，進(jìn)而能夠推進(jìn)學(xué)生更好地控制自己，進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，并形成這樣一種習(xí)慣，掌握自我學(xué)習(xí)的主動權(quán)。

（三）為終身學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展打基礎(chǔ)

AI提供的學(xué)習(xí)內(nèi)容是具有專業(yè)性的，同時也是深度的。學(xué)生接觸到全面而專業(yè)的知識，并進(jìn)行個性化學(xué)習(xí)的過程中，自然而然就會形成一種終身學(xué)習(xí)的態(tài)度，并對某一專業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生長久學(xué)習(xí)的興趣，這種興趣會在漫長的學(xué)習(xí)過程中逐漸穩(wěn)固，并產(chǎn)生跟隨該領(lǐng)域發(fā)展的學(xué)習(xí)習(xí)慣。AI教學(xué)不同于師生間的教學(xué)，會隨著學(xué)齡階段的不同而轉(zhuǎn)換。AI教學(xué)的優(yōu)勢之一就在于長久的陪伴性，它可以伴隨學(xué)生進(jìn)行終身學(xué)習(xí)，成為學(xué)生身邊的“小秘書”，隨時為學(xué)生獲取知識而服務(wù)，因而是非常好的終身學(xué)習(xí)伴侶。

四、信息科技教學(xué)引入AI的挑戰(zhàn)

（一）知識的易得性對遺忘曲線的破壞

毫無疑問，AI提供的輔助性會使小學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，知識獲取變得更加方便，即知識的易得性。當(dāng)學(xué)生依賴AI提供即時答案的時候，就會喪失一定程度的深度學(xué)習(xí)能力，也會放棄通過思考去掌握知識帶來的好處。

喪失深度學(xué)習(xí)的能力，會使學(xué)生只能獲得知識的淺層化理解。這是傳統(tǒng)學(xué)習(xí)非常有優(yōu)勢的方面，傳統(tǒng)學(xué)習(xí)可以通過反復(fù)練習(xí)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，從而讓知識在大腦中得到鞏固。遺忘曲線表明，反復(fù)練習(xí)會讓逐漸遺忘的知識快速重新鞏固。這是AI學(xué)習(xí)無法比擬的。

（二）學(xué)習(xí)主動性與動機(jī)的下降

過度依賴AI的學(xué)生，同樣也會出現(xiàn)學(xué)習(xí)主動性下降的情況。這是因為AI總是會及時提供系統(tǒng)的解決方案，這些解決方案系統(tǒng)而全面，能直接給學(xué)生提供全套的指導(dǎo)。這種由AI技術(shù)提供的分析問題和解決問題的能力，會讓學(xué)生覺得主動學(xué)習(xí)毫無意義，只需要依賴AI的建議，就足夠解決當(dāng)下絕大部分的問題了。

學(xué)習(xí)主動性和學(xué)習(xí)動機(jī)的建立是需要一個過程的，它不能從AI的及時反饋中獲得，而是需要學(xué)生在更多的、復(fù)雜的學(xué)習(xí)過程中逐漸培養(yǎng)的。如果在整個學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生沒有遇到需要深度思考才能解決的挑戰(zhàn)性問題，正反饋帶來的成就感就會減少，從而削弱他們的內(nèi)在學(xué)習(xí)動機(jī)。

五、面對挑戰(zhàn)的解決方案

AI是不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的教學(xué)過程的，重復(fù)的練習(xí)與復(fù)習(xí)本身是符合人類獲取知識、牢記知識的規(guī)律的。我們在小學(xué)基礎(chǔ)教育中引入AI技術(shù)，要特別關(guān)注學(xué)生對AI的使用范圍，不要讓其形成依賴。AI的作用應(yīng)更多地像是一本“超級課外書”，它給學(xué)生提供了更大的學(xué)習(xí)空間，但不能取代傳統(tǒng)教學(xué)和基礎(chǔ)教育。

如果一定要用AI來提供更多的教學(xué)輔助，就要讓學(xué)生接觸更多的學(xué)習(xí)方法，來對抗淺層學(xué)習(xí)和知識的易得性。比如，我們可以多讓學(xué)生將目前已得的知識繪制知識圖譜，并將其串聯(lián)起來，用圖像與文字結(jié)合的方式，強(qiáng)化學(xué)生的記憶點(diǎn)，對抗遺忘曲線的變化。

為了解決AI可能存在的造成學(xué)生學(xué)習(xí)主動性與學(xué)習(xí)動機(jī)下降的問題，我們應(yīng)該更多地注重探究式學(xué)習(xí)帶來的益處。探究式學(xué)習(xí)對促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動性有很大幫助，還能為學(xué)生提供更好的自我發(fā)展思路。

綜上所述，本文以2024年蘇科版的四年級信息科技為研究切入口，認(rèn)為目前小學(xué)信息科技教育雖然有著優(yōu)秀的基礎(chǔ)性，但仍表現(xiàn)出現(xiàn)代科技與生活貼合不緊密，且不具有深度和廣度。在此基礎(chǔ)上，我們提出了將AI相關(guān)的基礎(chǔ)知識引入四年級信息科技課程的方法。教育工作者要在該課程中引入AI概念，自然需要評估AI應(yīng)用對學(xué)生學(xué)習(xí)能力的影響，這也是本文題中應(yīng)有之義。

研究分析表明，AI對小學(xué)生接受基礎(chǔ)教育帶來的好處是多重的。AI的引入能顯著提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和興趣，通過提供個性化和即時的反饋，支持學(xué)生的個體成長和發(fā)展。然而，過度依賴AI則可能導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性下降以及知識遺忘加快等問題。

為此，教育工作者要在教學(xué)中平衡AI技術(shù)的應(yīng)用，結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)方法，促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)和思考。科學(xué)設(shè)計課程內(nèi)容和教學(xué)策略，可以有效發(fā)揮AI的優(yōu)勢，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和獨(dú)立思考能力，為其未來的學(xué)習(xí)和職業(yè)生涯奠定良好的基礎(chǔ)。整體而言，AI技術(shù)在小學(xué)信息科技教育中的應(yīng)用前景廣闊，但需謹(jǐn)慎應(yīng)對挑戰(zhàn)，以實(shí)現(xiàn)教育質(zhì)量的全面提升。

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