基于人工智能的小学信息技术课堂教学探讨

【摘要】当今，信息技术快速发展，小学信息技术教学模式也需要与时俱进。将人工智能技术灵活运用到小学信息技术课堂，可以让学生快速解决问题，同时创新学习模式，激发学生的探究兴趣，培养学生的信息素养。文章结合当前小学信息技术教学现状，对人工智能技术在教学应用中存在的不足进行分析，并提出相关改进的意见。

【关键词】人工智能;小学教育;信息技术教学

作者简介：吴碟（1981—），女，江苏省常州市花园小学。

世界机器人大赛的开展，让人们对机器人编程教育及人工智能理念有了新的认知，人工智能在教育领域也逐渐得到了推广和应用。人工智能将改变传统的教学模式，让学生和教师体会科学的力量，构建智慧型课堂。小学信息技术课是学生接触信息技术的主渠道，因此课程的教学方式与理念将直接影响到学生对于信息技术知识的学习兴趣以及未来的发展。人工智能技术在课堂中的应用可以使抽象的知识变得更加具体直观，以智慧课堂展示教学成果，达到教学目的。同时，通过运用智慧课堂，学生可以在教学的过程中感受到学习的乐趣，对本学科产生热爱，也能实现自身综合素质的发展。

一、在小学信息技术教学中应用人工智能的意义

（一）創新学习模式，激发学生的探究欲

在以往的小学科学课程标准中，信息技术被划分到了技术与工程部分，学科教学的重点放在了培养学生的感知能力上。而人工智能技术在小学信息技术教学中的应用将会激发学生的学习兴趣，趣味性的编程设计以及游戏设计等教学形式能够充分吸引学生的注意力，让学生养成自主学习意识。同时教师可以结合学生的认知特点及其当下的学习状态，组织开展一些探究活动，让学生在探索知识的同时不断增强探究的欲望。新时代的发展下，学科教育与人工智能的相互结合使教学更为智能化，同时也将为国家发展培养更多优秀的人才。

（二）快速解决问题，培养学生的信息素养

人工智能技术是信息技术学科的重要组成部分，其主要是应用计算机模拟人的大脑进行推理和思考，模拟人的思维过程和设计思维活动等。人工智能技术所涉及的领域较多，也可以解决诸多问题，比如能够提供咨询及诊断;同时其涉及的学科包括数学、计算机、哲学等。相较于普通的信息技术，人工智能技术处理问题将更加具有针对性。将人工智能技术融入小学信息技术教学中，可以使学生在面对问题时体会到问题处理的便捷性，学生不再是单一思维，而可以从多个角度看待问题，能够通过使用人工智能技术分析问题并解决问题。人工智能教学方式能使学生熟悉人工智能的特点，这将对学生的信息素养培养起到重要作用，同时，掌握信息技术学科知识将为学生综合素质的发展奠定良好的基础。

二、小学信息技术教学中人工智能应用的局限性

（一）教师的专业能力参差不齐

在小学信息技术教学中，教师的专业能力以及人工智能技术水平都会影响到教学的质量。以目前小学信息技术教学的现状来看，教师的专业能力是参差不齐的，存在年龄和能力不相匹配的问题，具体表现在学校新招聘的教师能力较强但是相关教学经验不足，而老教师则因年龄大而对人工智能技术掌握不足，在学科教学中不能体现人工智能技术智慧、灵活的特点。这两个问题导致了教师难以为学生呈现专业、易懂的教学课堂，无法真正发挥人工智能技术的应用价值和意义。

（二）学生课程学习的兴趣不足

学生对学习的兴趣和动力是其深入学习的根源。但在当前的教学中，人工智能的应用较为匮乏，教学方式也较为单一，大多数教师是在课程讲解后指导学生自主学习，小学生在课堂中难以真正体会到学科学习的意义和人工智能技术的应用价值，因而学习动力不足。此外，教师更为注重知识点的讲解，对学生的个性特点关注不足，这也不利于激发学生对信息技术学科的学习兴趣，实现其系统化思维的培养。

（三）学生的学习平台不完善

以往，学生的学习空间限定在课堂上，学习资源限制在教材上，以至于学生难以拓宽眼界，无法接触到外界的新新事物。而随着课程改革进程的加快，以及现代教育资源的发展，越来越多的现代化教学设备出现在课堂上，学校应当主动地为学生引入新的学习平台，搭建人工智能学习平台，促进学生的发展。

三、在小学信息技术教学中应用人工智能的策略

（一）构建编程教学体系，搭建智能学习平台

近年来，人工智能技术得到快速的发展，在各类生活服务领域得到了广泛应用。编程逐渐成为计算机与人类沟通的重要途径，这是时代发展的主旋律。当前人工智能的应用重点在于两个方面，一是神经网络算法，二是机器学习算法。通过算法的应用能够使人工智能技术更加灵活，同时也满足了计算的要求。教师需要合理利用编程技术构建编程教学体系，搭建智能学习的平台，让学生在人工智能教学中学习和提升。课程教学具体可分为五个阶段，第一个阶段是创设情境阶段，教师可以在课堂教学中借助游戏讲解课程内容，重点在于调动课堂气氛，提高学生的学习兴趣。第二个阶段针对图形化编程，教师要指导学生理解图形化编程，建立编程思维，解决相关问题。第三个阶段是教学指导，教师通过测试、提问等方式帮助学生建立整体性的思维。第四个阶段，教师可以通过一些问题检验学生的算法掌握程度，锻炼学生的总结能力、分析能力以及列表能力。第五个阶段是让学生学习以编程的形式与编程机器人互动，这个阶段主要针对高年级的学生。

（二）创设情境教学环境，直观呈现抽象问题

现阶段，小学生知识储备不足，接触的计算机知识也相对较少。教材关于计算机的描述大多是抽象的，这影响到了学生学习的兴趣，加之在以往的信息技术教学模式下，课堂氛围不够活跃，这些都导致学生的学习主动性较低。人工智能技术在小学信息技术教学中的应用，能够为学生创设一个良好的学习环境，使抽象的知识以更直观生动的方式呈现出来，是提升学生理解能力的有效途径。例如，教师在指导学生学习制作诗集封面时，可以借助人工智能技术为学生展示相关的图像，引导学生表达自己的想法，再利用虚拟机器人展示制作封面的相关信息技术，激发学生实践的积极性，让人工智能技术在教学中得以充分应用。

（三）制作多样游戏活动，引导学生小组合作

众所周知，游戏能够快速吸引学生的注意力，也能让学生迅速投入学习。在信息技术课程的教学中，当教师将游戏活动与课程内容进行整合后，学生会自主进行信息技术知识的探索和学习。而当前创客产品的升级改造逐渐趋向于智能化，很多产品逐渐向智能化发展，例如无人驾驶设备、斯泰姆的奇乐方和小猫科技等都能为学生带来丰富的学习体验，也能够快速让学生完成智能项目。但是，单纯地让学生进行学习，很难调动学生的学习动力，难以让学生自主参与到学习活动中。对此，教师需要提高对智能化游戏教学的应用，确保学生智能学习的硬软件设备充足，同时开设专门的课程教学，借助智能编程平台，使学生们在智慧教学中感受人工智能的魅力，更加主动地进行学习。

（四）寻找智能学习载体，有效落实人工智能

随着智能化趋势的发展，许多软件的开发、升级和改造也融入了人工智能的元素。学生可以通过使用智能化软件来完成人工智能项目，从而实现对人工智能技术的学习和掌握。同时，这些软件也會基于大数据算法，根据学生的思维结构和学习特点等为学生提供循序渐进的课程，帮助学生掌握基础的人工智能技术。因此，在人工智能的背景下带领学生学习时，教师要发挥智能化平台的优势，为学生寻找适合的学习载体，促使学生有效落实对信息技术学科的学习。例如，小猫科技就是时下较为流行的平台，该平台能够对人工智能知识进行直观化的处理，为学生创造简单易学的环境。学生可以在这一学习平台上进行简单的操作，获得模型，从而完成对人工智能知识的深度学习，如“石头、剪刀、布”的游戏，学生可在后台完成模型创建，与机器进行比赛。基于这一载体，学生能够感受到人工智能的魅力，并获得学习的成就感，树立学习信心，更为主动地探索人工智能的世界。

（五）密切衔接生活元素，拉近课堂生活距离

科技的发展，让人工智能技术走进千家万户，许多学生的家中也都安装了智能化的产品，人工智能让生活的方式变得更加简单、便捷和舒适。然而，在目前的信息技术课堂上，许多教师在将人工智能技术引入课堂时，总是有意无意地割裂现实生活与人工智能技术之间的联系，单纯地让学生学习人工智能基础知识，以至于学生难以体会到人工智能技术的实用价值，最终会降低其学习人工智能技术的积极性。对此，为了提高学生学习人工智能技术的动力，使学生认识到人工智能技术与现实生活之间的密切联系，教师有必要借助视频、图片等形式创设生活化的学习情境，调动学生的生活经验，拉近学生与人工智能之间的距离。

例如，“智能家居”就可以作为很好的教学案例。现如今，许多家庭都开始应用智能化的家居设备，让家庭生活模式向着智能化的方向发展。课下，教师可先搜集家居智能化的视频、图片等素材。在实际的教学中，教师可先为学生播放视频，以便学生在富有生活气息的画面中调动自身的生活经验。随后，教师向学生提问“视频中呈现的画面是否熟悉呢？你的生活中有哪些产品是智能化的呢？”等问题，促使学生结合视频联想自己的生活情形。在学生做出回答后，教师再以学生的答案为切入口，进一步为学生介绍智能家居背后的信息技术原理，增强学生的信息素养。这样，在未来的生活中遇到智能化的家居时，学生也可以基于专业的角度理解背后的技术原理，发展计算思维。

教师主动地进行生活素材的收集，再为学生呈现生活化的学习情境，能够有效拉近信息技术课程与学生之间的距离，促使学生基于生活的视角看待人工智能，不断深化对人工智能技术的理解。

（六）充分尊重学生差异，促进学生个性成长

受到学习背景和学习经历的影响，学生之间具有较大的差异性，这一差异性不仅体现在学习能力上，还体现在学习兴趣上。在为学生介绍人工智能技术时，教师能够发现，面对相同的人工智能技术，不同学生表现出的学习态度和学习效果呈现出较大的差异，有些学生表现得兴致高涨，而有些学生则表现得兴致缺缺，长此以往，学生之间的差距将会越来越大。人工智能技术的内容是丰富多样的，教师可以为学生创建个性化的学习活动，鼓励学生选择自己喜欢的学习方向，以便学生在自己感兴趣的人工智能技术中释放全部的热情，全身心投入对人工智能技术的学习中。

例如，表情识别、语音识别等都是人们日常生活中常见的人工智能技术，但是，当教师任选其一时，很难调动全体学生的积极性。这时，教师便可以为学生搭建高度自由的学习环境，让所有学生根据自己的喜好，选择自己喜欢的学习方向。此外，教师也不要将教学的内容限定在表情识别、语音识别等范围内，而要鼓励学生发散思维，寻找更多自己感兴趣的人工智能技术。比如有的学生对智能导航感兴趣，有的学生对机器人感兴趣，对此，教师就要鼓励学生，让学生沿着自己感兴趣的方向进行研究。在学生自主探索、自主学习后，教师可将学生划分为若干学习小组，引导学生在组内分享自己学习到的内容，促使学生在共享彼此的学习成果中进一步丰富自身的知识面。

教师尊重学生之间的差异性，为学生创建相对自由的学习空间，能够让学生沿着自己喜欢的方向，对人工智能技术进行探索，让学习热情在课堂上得到充分的释放。

结语

综上所述，人工智能已成为当前主流技术之一，也是信息技术的重要组成部分。在信息技术快速发展的背景下，将人工智能技术引入小学信息技术教学中，可以引导学生自主探索人工智能，为学生创建一个良好的学习环境。教师可以通过应用算法，将人工智能技术更灵活地应用于课堂中，满足学生对人工智能学习的需求。

【参考文献】

[1]江锋.探索求实创新融合—桐庐县实验小学“浙江省机器人教学示范学校”创建案例[J].浙江教育技术，2020（02）：11-14.

[2]罗军.基于微课的小学信息技术“课内翻转”课堂实践—以《感受双符号键》一课为例[J].中国信息技术教育，2020（08）：29-31.

[3]韩杰.让Scratch与“思维”碰撞—小学信息技术Scratch教学中计算思维培养实践分析[J].中国信息技术教育，2020（01）：3.

[4]杨彩虹.新形势下小学信息技术课堂教育教学模式创新[J].当代家庭教育，2020（36）：87-88.

[5]唐柯.小学信息技术翻转课堂教学模型研究[J].中小学电教（教学），2020（12）：37-38.