基于人工智能的小學(xué)信息科技課堂互動教學(xué)策略研究

中圖分類號：G623.58 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-8918（2025）12-0009-04

隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，教育領(lǐng)域正經(jīng)歷著深刻的變革。小學(xué)信息科技課程作為培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)和科技創(chuàng)新能力的重要平臺，其教學(xué)方式和方法也需要與時俱進(jìn)。然而，當(dāng)前小學(xué)信息科技教學(xué)仍普遍采用傳統(tǒng)方式，忽視了學(xué)生的個體差異和學(xué)習(xí)興趣，導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。在此背景下，探索基于人工智能的小學(xué)信息科技課堂互動教學(xué)策略顯得尤為重要。本文旨在通過引入人工智能技術(shù)，構(gòu)建高效互動的信息科技課堂，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力，為學(xué)生的未來發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

一、人工智能發(fā)展現(xiàn)狀

人工智能作為互聯(lián)網(wǎng)和計算機技術(shù)深度結(jié)合的成果，體現(xiàn)了信息技術(shù)新紀(jì)元的到來。在新時代，人工智能以其獨特的優(yōu)勢快速融入社會各個層面，從計算機視覺解析到深人的機器學(xué)習(xí)探索，顯示出其巨大的應(yīng)用潛力。推動人工智能技術(shù)的研究與廣泛應(yīng)用，旨在將人類從煩瑣、復(fù)雜甚至危險的任務(wù)中解放出來，使人們能夠集中精力于更具創(chuàng)造性的活動中。人工智能的普及，為社會發(fā)展提供了強大的推動力，加快了各行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的步伐。不過人工智能技術(shù)的迅速發(fā)展，也出現(xiàn)了關(guān)于其可能帶來的問題的聲音，如過度依賴人工智能會不會導(dǎo)致人類獨立思考能力的下降？是否會引發(fā)對“人工智能統(tǒng)治”的恐懼？雖然這些擔(dān)憂有一定道理，但人工智能在多個領(lǐng)域的成就顯著，給人類社會帶來了深刻的變革。例如，智能識別技術(shù)通過先進(jìn)的3D識別手段，已經(jīng)衍生出了面部識別和語言智能識別等分支，提高了信息處理的速度和準(zhǔn)確性。在人機博弈領(lǐng)域，AlphaGo（阿爾法圍棋）戰(zhàn)勝世界圍棋冠軍成為標(biāo)志性事件，證明了人工智能在復(fù)雜決策上的能力。而在知識工程方面，通過精細(xì)化的知識處理和對學(xué)習(xí)對象的研究，智能搜索和翻譯技術(shù)不斷發(fā)展，促進(jìn)了知識獲取和交流的新方式。而分析當(dāng)前的人工智能發(fā)展趨勢可知，盡管這項技術(shù)還在不斷成熟和完善，但已經(jīng)深刻地改變了人們的生活習(xí)慣和學(xué)習(xí)模式，產(chǎn)生了廣泛的影響。面對這一變化，教育界應(yīng)當(dāng)主動適應(yīng)，跟隨時代的步伐。教師應(yīng)成為引導(dǎo)者，探索人工智能在教學(xué)中的創(chuàng)新應(yīng)用，如設(shè)計個性化學(xué)習(xí)路徑、使用機器學(xué)習(xí)算法優(yōu)化教學(xué)策略，或利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)建沉浸式學(xué)習(xí)體驗等。這不僅有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果，而且能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和數(shù)字素養(yǎng)，為培養(yǎng)未來社會所需的復(fù)合型人才提供堅實的基礎(chǔ)。

二、人工智能在小學(xué)信息科技教學(xué)中存在的問題

（一）課程定位與內(nèi)容設(shè)置問題

當(dāng)前，在小學(xué)信息科技課程中的人工智能應(yīng)用通常缺乏明確的定位，這是部分學(xué)校將人工智能作為信息科技課程的一部分，或者作為選修課程開設(shè)，每個月僅安排1＼～2節(jié)課，這種模糊的定位導(dǎo)致小學(xué)信息科技課程教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)不清晰，難以有效提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。同時，人工智能學(xué)科所包含的子學(xué)科內(nèi)容較為繁雜，且大多與數(shù)學(xué)邏輯推理能力相關(guān)。而小學(xué)生由于知識經(jīng)驗不足，邏輯思維能力欠缺，面對抽象性的程序編輯等知識點，很難理解和消化。部分教師在教授人工智能課程時，過于注重理論知識的傳授，而忽視了實踐操作和應(yīng)用能力的培養(yǎng)，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容泛化，學(xué)生難以形成系統(tǒng)的知識體系，種種因素，都嚴(yán)重影響到小學(xué)信息科技教學(xué)質(zhì)量的提升。

（二）教材與教學(xué)資源問題

目前，小學(xué)信息科技教學(xué)中使用的人工智能教材種類繁多，但編寫水平參差不齊。不同教材版本之間存在顯著差異，有的教材過于簡單或復(fù)雜，難以適應(yīng)不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。同時，還有一些教材過于理論化，缺乏實踐操作和案例分析，不利于學(xué)生理解和應(yīng)用所學(xué)知識。再加上人工智能課程需要豐富的教學(xué)資源來支持學(xué)生的學(xué)習(xí)和實踐。然而，部分小學(xué)信息科技教學(xué)中的人工智能教學(xué)資源缺乏系統(tǒng)性，不同學(xué)校和地區(qū)之間的教學(xué)資源差異較大，從而導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到困難和挑戰(zhàn)，無法獲得充分的學(xué)習(xí)支持。

（三）師資力量與教師培訓(xùn)問題

小學(xué)信息科技教學(xué)中的人工智能部分需要教師具備較高的專業(yè)素養(yǎng)和技能水平。但對部分地區(qū)而言，尤其是農(nóng)村地區(qū)，小學(xué)嚴(yán)重缺乏具備人工智能相關(guān)知識和技能的教師，這導(dǎo)致在教學(xué)過程中出現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量不高、教學(xué)內(nèi)容不深入等問題，嚴(yán)重影響到小學(xué)信息科技教學(xué)質(zhì)量。同時，隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，教師需要不斷更新自己的知識和技能以適應(yīng)教學(xué)需求。但自前針對小學(xué)信息科技教師的專業(yè)培訓(xùn)較少，且培訓(xùn)內(nèi)容過于理論化或缺乏實踐操作，導(dǎo)致教師在教學(xué)過程中難以跟上技術(shù)發(fā)展的步伐，無法滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，教師個人能力的不足，不僅嚴(yán)重影響到學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，甚至導(dǎo)致整個小學(xué)信息科技學(xué)科教學(xué)質(zhì)量的下降。

（四）教學(xué)方法與評價體系問題

受傳統(tǒng)教育教學(xué)模式的影響，當(dāng)前部分小學(xué)信息科技教學(xué)中的人工智能部分仍采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，如講授法、演示法等。這些方法過于注重知識的灌輸和技能的訓(xùn)練，而忽視了對學(xué)生主動參與和創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。隨著時間的推移，必然導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中缺乏興趣和動力，難以形成對人工智能的深入理解和應(yīng)用能力。再加上小學(xué)信息科技教學(xué)中的人工智能部分缺乏完善的評價體系，傳統(tǒng)的考試評價方式過于注重知識和技能的表層水平測試，而忽視了對思維、態(tài)度、情感等深層次因素的考查，導(dǎo)致無法全面反映學(xué)生對人工智能的理解和應(yīng)用程度，也無法有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造力，這對學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)信息技術(shù)知識會產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，很難培養(yǎng)出合格的信息技術(shù)人才。

三、基于人工智能的小學(xué)信息科技課堂互動教學(xué)策略

（一）創(chuàng)建個性化學(xué)習(xí)路徑

教師在為學(xué)生創(chuàng)建個性化學(xué)習(xí)路徑時，應(yīng)充分利用人工智能技術(shù)的強大分析能力與智能化特性，為學(xué)生提供一種更加貼合其個人學(xué)習(xí)需求與興趣的學(xué)習(xí)體驗。通過深人挖掘?qū)W生的學(xué)習(xí)能力和興趣偏好，人工智能技術(shù)能夠精準(zhǔn)地識別出每位學(xué)生在信息科技學(xué)習(xí)過程中的強項與短板，進(jìn)而為學(xué)生量身定制獨特且高效的學(xué)習(xí)路徑。這條個性化學(xué)習(xí)路徑可包含豐富多樣的學(xué)習(xí)資源，如視頻教程、在線練習(xí)、互動游戲等，并根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和理解能力，智能調(diào)整資源的難度和順序，確保每位學(xué)生都能在適合自己的節(jié)奏下穩(wěn)步提升。這種定制化的學(xué)習(xí)體驗，能夠滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，避免“一刀切”的教學(xué)模式所帶來的弊端，還能極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中感受到成就感和樂趣，從而提高學(xué)習(xí)效果。同時，個性化學(xué)習(xí)路徑的創(chuàng)建還體現(xiàn)了對學(xué)生個體差異的尊重與關(guān)注。在信息科技這一領(lǐng)域，學(xué)生的基礎(chǔ)水平、興趣點以及學(xué)習(xí)方式都可能存在顯著差異。人工智能技術(shù)通過智能分析學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和數(shù)據(jù)，能夠捕捉到這些細(xì)微的個體差異，并據(jù)此為學(xué)生提供更具針對性和個性化的學(xué)習(xí)建議，幫助學(xué)生在信息科技的學(xué)習(xí)道路上走得更遠(yuǎn)、更穩(wěn)。

（二）利用人工智能生成具體實例

基于人工智能的小學(xué)信息科技課堂，將人工智能技術(shù)生成與課程內(nèi)容緊密結(jié)合，能夠有效促進(jìn)學(xué)生對抽象概念的理解與掌握。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，教師需要花費大量時間構(gòu)思和設(shè)計教學(xué)案例，以確保這些案例既能貼合課程內(nèi)容，又能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。然而，借助人工智能技術(shù)，該過程變得高效且精準(zhǔn)。人工智能系統(tǒng)能夠根據(jù)預(yù)設(shè)的教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，自動生成一系列與課程內(nèi)容高度相關(guān)且難度各異的編程示例。這些實例涵蓋了編程基礎(chǔ)知識，如變量定義、循環(huán)結(jié)構(gòu)、條件判斷等，還涉及更復(fù)雜的算法邏輯和實際應(yīng)用場景。

例如，在教學(xué)“用編碼描繪世界”時，教師在教授學(xué)生編程知識的過程中，學(xué)生可通過觀察和分析這些由人工智能生成的編程示例，逐步理解編程語言的語法規(guī)則、邏輯結(jié)構(gòu)以及程序設(shè)計的思維方式。同時，人工智能還能根據(jù)學(xué)生的反饋和學(xué)習(xí)進(jìn)度，智能調(diào)整示例的難度和內(nèi)容，確保每個學(xué)生都能在適合自己的水平上獲得提升。對初學(xué)者，人工智能可提供一些簡單且易于理解的編程示例，幫助學(xué)生逐步建立編程的基本概念；對有一定基礎(chǔ)的學(xué)生，人工智能則可以生成更具挑戰(zhàn)性的示例，激發(fā)學(xué)生的探索欲望和創(chuàng)新思維。通過人工智能生成的這些具體示例，學(xué)生能夠更加直觀地理解編程原理，還能在實踐中不斷嘗試和修正自己的錯誤，從而逐步提升自己的編程能力。這種以人工智能技術(shù)為支撐的互動教學(xué)策略，極大地豐富了教學(xué)內(nèi)容和形式，為學(xué)生提供了更加個性化、智能化的學(xué)習(xí)環(huán)境，有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維。

（三）實施智能輔導(dǎo)

基于人工智能的小學(xué)信息科技課堂，教師可通過嵌入在課堂中的人工智能系統(tǒng)，實時追蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度、掌握情況以及遇到的難題，而無須逐個詢問或檢查，這不僅極大地提高了教學(xué)效率，也使得輔導(dǎo)更加具有針對性和時效性。當(dāng)學(xué)生在編程或其他信息科技學(xué)習(xí)任務(wù)中遇到困惑時，人工智能技術(shù)能夠迅速響應(yīng)，為學(xué)生提供即時的解題思路和錯誤提示。這種智能化的輔導(dǎo)方式，不同于傳統(tǒng)教學(xué)中教師一對一的輔導(dǎo)模式，能夠在同一時間內(nèi)為多位學(xué)生提供個性化的幫助。人工智能系統(tǒng)會根據(jù)學(xué)生的具體問題和學(xué)習(xí)水平，智能推薦相應(yīng)的解決方案或?qū)W習(xí)資源，如編程技巧講解視頻、錯誤代碼修正指南等，幫助學(xué)生迅速克服學(xué)習(xí)障礙，提高學(xué)習(xí)的流暢性。此外，人工智能輔導(dǎo)還能通過數(shù)據(jù)分析，識別學(xué)生的學(xué)習(xí)模式和偏好，為學(xué)生定制更加符合個人特點的學(xué)習(xí)策略。例如，對喜歡通過動手操作來學(xué)習(xí)的學(xué)生，人工智能可能會推薦更多編程實踐項目；而對偏好理論學(xué)習(xí)的學(xué)生，人工智能則可能提供更多理論講解和案例分析資源。這種個性化的學(xué)習(xí)輔導(dǎo)，不僅能夠滿足學(xué)生的不同學(xué)習(xí)需求，還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)習(xí)效果，使小學(xué)信息科技課堂變得更加生動、高效且富有吸引力。

（四）開展虛擬實驗

基于人工智能的小學(xué)信息科技課堂，開展虛擬實驗是一項極具創(chuàng)新意義與實踐價值的策略。該策略巧妙融合了人工智能技術(shù)與虛擬仿真技術(shù)，旨在為學(xué)生提供一個既安全又高效的實驗學(xué)習(xí)環(huán)境。通過人工智能技術(shù)的支持，教師可以輕松創(chuàng)建出高度模擬現(xiàn)實的虛擬實驗室，讓學(xué)生在虛擬空間中自由探索、實踐與創(chuàng)新，無須擔(dān)心傳統(tǒng)實驗中可能面臨的高昂成本、潛在風(fēng)險以及資源限制。例如，在教學(xué)“多彩的數(shù)字世界”時，教師借助人工智能為學(xué)生生成虛擬的數(shù)字世界時，虛擬數(shù)字世界以多種色彩、形態(tài)、物質(zhì)為學(xué)生呈現(xiàn)出不一樣的場景，這對激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及知識的掌握有極大幫助。而在虛擬實驗室中，學(xué)生可沉浸在充滿互動與反饋的實驗場景中，極大地提升了學(xué)生的實驗參與度，還使得實驗過程更加直觀、生動且易于理解。例如，在教授機器人制作這一復(fù)雜而有趣的課程時，學(xué)生無須依賴實體材料和復(fù)雜設(shè)備，即可在虛擬環(huán)境中進(jìn)行機器人的設(shè)計、組裝與模擬測試。學(xué)生可以自由調(diào)整機器人的結(jié)構(gòu)、編程邏輯以及傳感器配置，通過反復(fù)試錯與調(diào)整，不斷優(yōu)化機器人的性能，直至達(dá)到理想狀態(tài)。該過程有助于鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維與實踐能力，使學(xué)生深刻理解機器人制作的原理與流程。而虛擬實驗還能有效降低實驗成本，避免因操作不當(dāng)或設(shè)備故障導(dǎo)致的安全事故，為學(xué)生的安全學(xué)習(xí)提供有力保障。同時，人工智能技術(shù)還能夠?qū)崟r記錄與分析學(xué)生的實驗數(shù)據(jù)，為教師提供精準(zhǔn)的教學(xué)反饋，幫助教師更好地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展與問題所在，從而及時調(diào)整教學(xué)策略，實現(xiàn)個性化的教學(xué)輔導(dǎo)。

（五）促進(jìn)小組合作與競爭

基于人工智能的小學(xué)信息科技課堂，教師開展小組合作與競爭能夠為學(xué)生創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。通過人工智能平臺，教師可輕松地將學(xué)生分組，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行項目合作，共同解決信息科技領(lǐng)域的實際問題。在這個過程中，人工智能技術(shù)能夠提供豐富的學(xué)習(xí)資源和工具，支持學(xué)生之間的信息共享、協(xié)作編輯以及實時溝通，還能智能分析每個小組的合作情況，為教師提供反饋，幫助教師更好地指導(dǎo)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)，確保每個小組成員都能積極參與，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，共同完成任務(wù)。同時，人工智能技術(shù)還能夠根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行排名和獎勵，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和競爭意識。通過設(shè)定明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)和評價標(biāo)準(zhǔn)，人工智能平臺能夠?qū)崟r跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和成果，自動進(jìn)行排名，并根據(jù)排名情況給予相應(yīng)的獎勵，如積分、勛章或虛擬獎品等。這種即時反饋和獎勵機制，不僅有助于學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)成果有更加直觀的認(rèn)識，還有助于激發(fā)學(xué)生追求卓越、超越自我的動力，促使學(xué)生在信息科技的學(xué)習(xí)中不斷挑戰(zhàn)自我，提升自我。更重要的是，小組合作與競爭的結(jié)合，能培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力、溝通能力和問題解決能力，讓學(xué)生在競爭中學(xué)會尊重他人、欣賞他人的優(yōu)點，培養(yǎng)良好的團隊合作精神和競爭意識。這種綜合性的學(xué)習(xí)體驗，有助于學(xué)生在信息科技領(lǐng)域取得更好的成績，從而為學(xué)生未來的學(xué)習(xí)和生活奠定堅實的基礎(chǔ)。因此，基于人工智能的小學(xué)信息科技課堂，促進(jìn)小組合作與競爭是一個不可或缺的環(huán)節(jié)，能為學(xué)生創(chuàng)造一個既充滿挑戰(zhàn)又充滿機遇的學(xué)習(xí)環(huán)境，可促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

四、結(jié)論

基于人工智能的小學(xué)信息科技課堂，通過創(chuàng)建個性化學(xué)習(xí)路徑、利用人工智能生成具體示例、實施智能輔導(dǎo)、開展虛擬實驗以及促進(jìn)小組合作與競爭等策略，能顯著提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度，培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)和科技創(chuàng)新能力。同時，基于人工智能的教學(xué)系統(tǒng)還能夠為教師提供精準(zhǔn)的教學(xué)反饋，幫助教師更好地調(diào)整教學(xué)策略，提高教學(xué)效果。因此，應(yīng)繼續(xù)深化基于人工智能的教學(xué)策略研究，不斷優(yōu)化和完善教學(xué)系統(tǒng)，為小學(xué)信息科技教育注人更多活力和動力，培養(yǎng)更多具備信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的人才。

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