小学信息技术课程渗透人工智能教育的探索

沈春晓

摘 要：在信息时代，教师要深入分析现阶段我国素质教育改革要求，围绕教育先进性和融合性特征，重点探讨教育生态体系下小学信息技术课程渗透人工智能教育的发展契机与改革途径，通过具体案例从教学要求、目的、课程设计等方面全面分析人工智能教育渗透策略，打开在素质教育中落地生根新局面，促进教育的现代化需求，落实科教兴国现实意义。

关键词：小学；信息技术；人工智能教育；策略研究

【中图分类号】G623           【文献标识码】A             【文章编号】2097-2539（2023）14-0048-03

1.人工智能教育的概念

人工智能涵盖信息学、计算机科学、控制论、哲学、数学等学科，属于利用计算机模拟的学科。人工智能教育所涉及的概念比较抽象且高深，主要针对大脑思维活动进行模拟，例如，识别问题、设计规划、推理识别、学习求解等。与普通信息技术相对比人工智能更综合化、复杂化，但相对小学时期学生来说，明显超出其知识经验和认知能力。科学合理安排人工智能语言基础知识教育工作，引领智能化求解的学习意识，激发学生探索和操作人工智能兴致，为深度学习奠定良好先决条件。

2.小学信息技术课程渗透人工智能教育改革初探

（1）可行性

在小学信息技术课程渗透人工智能教育主要强调三方面：通过体验认识人工智能；初步理解人工智能基本原理；对初级人工智能应用进行简单操作。以培养学生计算思维为重点，调动人工智能辅助学习。在学生层面：小学生未必能够真正领域人工智能高端技术内涵，但通过了解人工智能基础知识，体验人工智能技术的广泛应用，接触基本算法，提升参与人工智能技术研究积极性；在学校层面：鼓励支持信息技术课程开发，把握人工智能教育内容与方向，从实际学情出发提升教育先进性和引领性；从教师角度：开放心态接纳新时代教育改革变化，主动接触了解人工智能前沿技术，结合教材内容融会贯通，提质增效。

（2）必然性

《中国教育现代化2035》对我国教育的现代化发展作出重要指示，要创造科技型、智慧型、融合性、发展性、引领性生态教育体系，推进教学改革步伐。教育现代化的显著特征即融合智慧与智能发展，以考验学生创新创造能力为基本目标，必然对课程改革方向和设计作出更高要求。智慧时代的创造必须要智慧的人才完成，以先进的教育信息化做支撑。人工智能教育交叉复杂，是新一轮产业变革核心驱动力，无论立足时代发展还是产业结构调整，教育都要与时俱进，不断探究前沿技术在教育阶段的开展。

3.人工智能教育在教育生态化进程中的作用

（1）教育者层面：从教育到观念的转变

随着信息技术发展和在教育领域的铺开，新的技术观点迭代更新飞快，教育工作者要不断提升自身教育理念和知识储备，完成综合素养与时代需求匹配。学生生长于信息技术高速发展的时代，对于信息和互联网学习热情较高，获取知识的先进途径不断扩展，从某种程度上分析，小学生相较于教师对信息的敏感度更高。人工智能教育在信息技术课程中的渗透，需要教师重新审视教育发展理念，完成教育素质提升。

（2）学习者层面：从学科素养到综合素养转变

信息技术课程旨在通过信息技术教育提升学生对信息的敏感性和处理能力，掌握信息技术的应用原则，基础知识、计算思维等，在数字化、信息化教育中树立信息社会正确的价值观，增强技术责任感与信息社会责任。完成信息技术学科素养向综合素养方向转变，成长为复合型、全面型人才。人工智能教育作為信息技术课程的补充与延伸，拓展教学内容，增强学习趣味，让学生真正爱上学习。

（3）学科层面：从单一学科想学科融合转变

人工智能教育融入信息技术课程，增添心理学、数学、哲学等学科内容。小学阶段学生对人工智能技术教育认识缺乏基础和经验，将人工智能教育作为独立学科进行教育的价值和可行性不高，尤其涉及多个领域多门学科，将其融合信息技术教学和其他学科中，完成学科关联性教育，形成系统、科学的学科意识，为学科融合课题研究提供现实依据。

4.人工智能教育在小学信息技术学科中的应用

（1）目标

小学时期学生不具备理解人工智能算法和概念的能力。在信息技术学科中融合人工智能教育强调结合学生实际情况，有针对性地开展人工智能技术认知和感知教育，重视体验教学，以实践教学为主要形式引领学生了解人工智能特征，掌握其应用价值。课堂教学要加强学生思维进行有目的地拓展，形成“实践—体验—思考—总结”的教学模式，共享人工智能研究成果，互动交流学习乐趣，要学有所得、学以致用。通过案例辅助理论教学将文字识别、人脸识别、车牌识别等教学内容进行模块化，整合知识体系，建立开放、科学的课堂。

（2）流程

第一，认识了解。新时代小学生对人工智能技术并不陌生，通过与生活实际相结合，学生能够举出生活中常见的多种人工智能例子，天猫精灵、小爱同学、扫地机器人、导购机器人等都是人工智能技术产物。在信息技术课程中融合人工智能教育并不是一味强调技术概念和现状，而是通过具体的场景和案例切入，引导学生认识理解人工智能原理和应用范围，端正对人工智能的认知，明确应用价值，树立科学的、正确的科技观念。

第二，感悟思考。在认识理解基础上，通过对理论的研究与探索积累了基本知识基础，但并未形成完整体系，学生对人工智能的分类与关系理解是广泛的、模糊的，此时针对性的课程设计尤为关键，也是将学生学习层次从兴趣转化为感悟的关键时期，本着“重思考”“轻技术”教学原则，从多重感官全面开展知识体系构建，“轻技术”并非完全忽略技术教学，而是将技术教学隐藏域体系构建中，利用具体的形象的实际应用进一步促进思维提升。

第三，体验吸收。在深入理解人工智能基本内涵后，依托学生比较完整的理论基础完成对人工智能实践操作和应用场景的教育。学生在具备一定的理论基础后对体验时间跃跃欲试，此时教师往往将教学内容划分为比较小的操作单元，组织学生以组为单位进行资料收集和实际操作，完成初步的人机互动，加深对人工智能应用过程和价值的理解。

（3）需求

第一，硬件环境：计算机或iPad。

第二，软件环境：图像编辑（Prisma）、图像识别（彩色）、 语音识别（输入法）、人机交互（天猫精灵）。

5.小学信息技术课程渗透人工智能教育的策略

（1）运用方式

第一，依托教学系统，组织小组合作。在实际教学中，通过智能教学系统组织学生小组合作。第三代教学系统通过互联网对学习做出即时全面、有效的诊断。以认识基础为理论依据，结合人工智能、教育心理学等因材施教，实现一对一师生关系，利用智慧教学体统功能指导学生合作互动、提升学习成效，促进教学质量提升。以“智能安防与家居”“无线通信与智能网关”为例，教师可借助智能教学系统交流互动功能，引导学生探讨生活中智能家居的应用范围，在小组内进行交流提出自己在生活中见到的智能家居类型，听取小组成员见解，通过创设“安全隐患”模拟环境，解决卧室进水、家中被盗、房屋着火等安全事故，完成“了解隐患类型与探测设备、模拟防护体验，小组合作尝试建立安防系统模型”教学目标。

第二，利用语音识别，加强互动教学。语音识别系统是人工智能技术比较基础和常见的方向，依托个体语言特征为依据，多声音进行鉴别；或是通过语言指令执行解答或搜索命令。语音识别的代表产品是小爱同学、Siri、天猫精灵等。人工智能技术在信息技术课程中渗透融合时，教师大多使用语音识别系统进行互动教学，加强学习趣味性，让学生积极主动地探究相关知识和技能。以“智能导航”“智慧出行”为例，教师可在课前导入环节利用手机人工智能软件与学生进行语音互动交流，让学生发出“hi，siri，打开地图”指令，向学生展示手机软件对指令执行过程，进一步延伸至对生活当中共享单车、实时导航等智慧出行的科学应用进行分析，发出“手机为何能直接对共享单车进行开锁关锁”“聪明红绿灯怎么直接感应绿色公交车，发出优先通行绿灯信号”等疑问，引导学生进一步探索智慧出行各场景中的物联网技术，感受物联网技术对生活出行的影响，激发学习动力并形成绿色出行的环保意识。

第三，创设生活情境，提升教学效率。技术在实际生活中应用广泛，学生在生活中使用、接触信息技术同时享受信息技术对现实生活所带来的便捷，但平时并没有过多深究智慧生活背后蕴含的技术原理。通过结合生活实际案例与理论知识，能够将抽象的技术原理具体化展示出来，帮助学生快速理解相关概念。以“传感器与感知系统”“电子标签”为例，在超市进行购物时收银台对产品编码进行扫描输入完成对物品的结算工作就应用了电子标签技术，教师可引导学生观察身边“不起眼”的小物件观察认识电子标签形态，通过对电子标签的智能应用案例分析掌握应用特点，进一步了解物联网技术的相关应用，思考技术所带来的变革，培养探索意识，提高教学效率。

（2）应用策略

第一，立足课堂主体，激发学生兴趣。结合小学时期学生身心成长规律和个性特征，围绕学生好奇心、探究欲进行教育改革，必须重视学生的主体地位，以学生为中心，明白教学目标激发学习兴趣，从而实现学科融合的效果。当代小学生对电子产品的操作能力已经具备一定基础与经验，常规的信息技术教学无法满足学生实际学习需求，教师要通过人工智能的渗透教育，引导学生加以熟悉人工智能的运用场景，在充分调动学生学习积极性基础上开展教育工作，提升学生主动性与能动性。

第二，构建编程体系，拓展学科内容。随着科技不断发展，人工智能技术覆盖生产、生活方方面面，编程作为人工智能技术的基础非常关键，现代化、科技化竞争激烈的未来，编程学科成为必备素养指日可待。小学信息技术课程的教学渗透人工智能教育可以从以下几方面进行構建：首先以编程知识创设游戏情境，迎合学生成长规律和兴趣特征；其次是详细阐述编程软件图形化编程内涵，引导学生具备编程意识，学会使用变成解决问题；再次重视学科立项，健全评价、纠错、指导体系，鼓励学生不断判断不断调整；最后掌握计算机基本算法，能够借助编程功能发出指令，加强实践经验。

第三，结合创客教育，锻炼实操能力。创客教育是集科学技术、数学工程、艺术创造等知识与技能形成的新型教育模式，遵循开放的、自由的、强调体验感的教育原则，以实践为主培养学生创新能力、思维能力和创造能力。结合学生兴趣在项目指导下利用数字化工具进行合作探究，融合多领域学科教育。人工智能教育与创客教育相结合，削弱学生在经验不足、技能积累不够方面的影响，通过合作实践理解人工智能的建模和算法，完成人工智能启蒙教育，在实践能力和创新能力共同得到提升的过程中，培养解决问题能力，拓展创新思维。

（3）实施效果

第一，学生层面。人工智能教育渗透小学信息技术课程教育，结合学生兴趣，拓展探究思维，踧踖学生在游戏和体验中了解人工智能概念，掌握“大数据”“机器学习”等专业术语及概念，增强操作能力，加强对“语音识别”“互动交流”“图像分析”“人机互动”等方面能力，从教育一体化中真正理解人工智能的内涵与价值，培养深度学习素养。

第二，教师层面。人工智能技术的复杂性和综合性无疑提升了教师的备课难度、教学水平，在不断完善教学理念、教学方法中完成个人成长，使个人职业素养与技能得到提升，教师是学生的引路人，确保教师职业水平始终处于时代前沿，全面贯彻落实教育目标。

6.结语

综上所述，人工智能的快速发展和应用，加速了我国经济、文化与生活现代化进程建设脚步，教育事业要与时俱进积极面对新时代新一轮教育改革，在不断探究人工智能渗透小学信息技术教育的研究中，以人工智能发展为契机，逐步调整教学内容及方法，完善教学理念，培养现代化人才。

参考文献

[1]张庆福.小学信息技术课程渗透人工智能教育的思考[J].第二课堂（D），2022（09）.

[2]郭文婷.人工智能视域下的小学信息技术课程设计与实践[J].试题与研究，2022（34）.

[3]吴雯.人工智能教育在小学信息技术课堂运用初探[J].读写算，2021（27）.