AIGC技术支持下小学信息科技教学新范式的构建与实践

摘要：生成式人工智能（AIGC）技术凭借其高智能交互、创造性生成、复杂数据处理等能力，给教育领域带来了巨大冲击，扩大了教育创新的需求。本文在构建AIGC技术支持下的小学信息科技“人机协同教学＋靶向核心素养”教学新范式的基础上，以《在线学习小能手》一课为例进行教学设计的实践检验，对AIGC技术在小学信息科技学科教学中的实践进行了反思与展望。

关键词：AIGC技术；小学信息科技教学；教学新范式

中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2024）15-0071-05

从网络技术、大数据、云计算到人工智能，再到生成式人工智能（AIGC）技术，面对新技术，是选择“拥抱”还是“回避”？熊璋教授给出了明确的答案：人工智能与教育的融合会改变现在的教育，对新技术的敏感意识以及合理、有效使用这些技术的能力，在很大程度上决定了教师的胜任力。作为一线教育工作者，不仅需要保持对技术动态的持续关注，更要勇于探索和实践新技术。在确保技术合理融入教学的前提下，教师应积极担当起教育创新的引领者角色，以科技力量推动教育质量的不断提升。AIGC技术具备的高智能交互、创造性生成、复杂数据处理等技术特点为教学模式的创新注入了新的力量。因此，如何将AIGC技术与小学信息科技课堂教学有机结合，构建既符合数智时代要求又具有实践价值的教学新范式，已然成为一线教师探索和实践的重要课题。这不仅是对传统教学的一次革新探索，更是对未来教育趋势的积极响应。

AIGC技术赋能小学信息科技教学的可行性分析

1.理论诉求

《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）将信息科技首次作为独立科目纳入课程方案，凸显了其作为一门基础课程的重要性和必要性。在信息科技课程中引入AIGC技术，不仅有利于推进信息科技课程智能化发展，构建更具时代性和发展性的教育模式，还有利于丰富教学手段，创设无缝隙式的智适应学习环境。

2.实践诉求

教师层面：①教师常常面临教学资源不足和备课时间紧张的问题，AIGC技术可以自动生成教案、教学计划和教学资源，极大提升教师的备课效率。②教师期望构建更具活力的学习环境，AIGC技术可以通过智能问答、预演学生反馈，助力教师设计互动性强的课堂活动。

学生层面：①小学生在使用常规浏览器检索信息时，常受复杂的界面和杂乱的检索结果困扰，AIGC技术可通过提供简洁易用的操作界面降低使用难度，提高了信息检索的效率与准确性。②传统的信息科技课堂往往无法满足所有学生的即时需求，AIGC技术通过智能问答系统，能够实现与每个学生的实时互动，即时解答他们的问题。

综合理论探讨和实践诉求分析，AIGC技术在小学信息科技课堂中的应用展现出高度可行性。

AIGC技术支持下的小学信息科技教学新范式构建

在数智时代，教学课堂中的对话主体不仅包含传统的学生和教师两个自然人主体，还纳入了由人工智能赋能的技术实体。这一变革标志着教学活动从以往的双主体模式迈向了三主体的全新格局。依据小学信息科技课程教学使用AIGC技术的可行性分析，笔者根据使用AIGC技术工具后的真实体验以及相关教学应用研究成果，构建了AIGC技术支持下的小学信息科技教学新范式（如图1）。

1.课前准备

课前，教师通过与AIGC技术展开多轮对话，提供必要的前置信息，即可生成引领后续教学的核心素养目标以及符合教学逻辑和流程的设计框架。此外，AIGC技术可以辅助教师进行教学任务预设，智能生成与教学主题和课程内容相匹配的教学和学习资源，并设计出形式多样的教学活动。同时，AIGC技术强大的智能搜索和问答功能，还能够成为教师答疑解惑的得力助手，提高备课的效率和质量。

2.课中实施

AIGC技术可以使用大型语言模型优化教学和学习体验，为学习者创建个性化、互动式的学习环境，促进三主体之间的协调。在教学过程中，AIGC技术主要体现为在学生自主探究过程中扮演“智能学伴”角色，学生无需进行烦琐搜索，直接与其对话即可获取所需信息。学生也可以通过连续对话，根据已有的问题提出自己的见解，引导“智能学伴”逐步进行解释和阐述，这为缺乏表达信心的学生提供了便捷的知识获取途径。同时，AIGC技术还在学生问题解决过程中扮演“虚拟教师”角色，突破时间和人数的限制，解答不同学生在同一时间内的不同问题，并根据每个学生的需求提供个性化的问答服务，实现实时反馈。“虚拟教师”还能智能筛选海量信息，为学生呈现最相关、准确的结果，从而降低作答成本，提高信息获取效率。

3.多元评价

在评价环节，教师要注重学生在整个学习过程中的表现，包括问题解决能力、合作交流能力以及思维发展等。而AIGC技术作为“数据管家”，能实时记录学生的问题思考及反馈，构建学生思维认知过程数据库。因此，教师可以在“数据管家”的辅助下，采取多元评价方式，如表现性评价、过程性评价和差异性评价。

AIGC技术支持下的小学信息科技教学新范式课堂实践

笔者聚焦新课标第二学段中的第三部分内容，选取《在线学习小能手》一课为例，以AIGC技术辅助教学，旨在为小学信息科技教师利用生成式人工智能开展课堂教学提供有益参考。

1.AIGC工具的选择

当前有许多公司和机构开发了相关的AIGC工具，笔者根据自身的初步体验，选择“文心一言”作为本案例的实践工具。文心一言不需要账号登录，操作界面简洁易用，具备简单的图片生成功能，并拥有插件视频生成能力。本文仅讨论AIGC技术支持小学信息科技教学实施的具体应用，“文心一言”的功能具有一定代表性。

2.教学情境设计

新课标强调要设立跨学科主题学习活动，以加强学科间的相互关联。基于新课标的要求，本案例选择与科学学科开展跨学科学习活动，以多种在线学习方式为抓手，探究食物在身体中的消化顺序。为激发三年级学生的兴趣，将案例课题拟人化，命名为《在线学习小能手——食物在身体中的旅行》。

3.课前教学准备设计

（1）核心素养目标设计

笔者与文心一言开展关于《在线学习小能手——食物在身体中的旅行》核心素养目标设计的对话，提示词力图引导文心一言生成小学信息科技核心素养导向的目标，如图2所示。

（2）教学重难点设计

根据与笔者的多轮连续对话、交流观点，文心一言即时做出调整，最终生成如图3所示的教学重难点。

（3）教学环节设计

围绕以上核心素养目标，笔者基于新课标要求和学情设计一条教学主线：利用多种在线学习的方式了解食物在身体中的旅行。笔者对话文心一言，希望其推荐几种适合三年级学生、能辅助实现核心素养目标的在线学习工具。上页图4为文心一言生成的学习工具推荐。

笔者依据文心一言提供的工具，选取腾讯会议、雨课堂作为辅助教师教学的手段，腾讯QQ、人体探秘APP、文心一言作为辅助学生学习的学习工具，设计教学活动。

（4）教学评价设计

在评价方面，笔者希望文心一言能够设计包含过程性评价、表现性评价和差异化评价的多元评价量表。以“设计一份本课的小组合作评价量表，总分10分”为此量表的提示语与文心一言进行对话，生成结果如下表所示。

虽然此量表在结构上基本完整与系统化，但仔细观察不难发现其问题所在。各评价方式的评价分值总和是8分，这与提示语的要求并不相符。因此，笔者根据教学的实际情况对分值结构做了调整：自评（1～3分）、组评（1～3分）、师评（1～3分），总分9分。

4.课中探究问题答疑实施

①“智能学伴”辅助探究学习。以“项目活动三：消化器官的作用”为例，学生运用文心一言探究各消化器官的作用。以消化器官——胃为例，学生提示词如下：消化器官胃有什么作用？文心一言生成的内容如图5所示。

获取信息较快的小组还可以尝试使用文心一言4.0生成相关视频。拓展了消化器官的相关知识，学生兴趣高涨。

②“虚拟老师”及时答疑解惑。学生在项目探究过程中使用文心一言解答个性化问题：人体只有这五个消化器官吗？文心一言生成的内容如图6所示。

文心一言5秒内提供及时解答，但生成内容直接给出结论与部分描述性事实，在不继续追问能否提供图片或生成视频时，文心一言只提供文本内容的回答。

5.学习过程评价实施

学习评价贯穿课堂教学始终，“数据管家”实时记录学生问题思考角度及反馈结果，构建了学生思维认知过程数据库。教师在课后可以通过翻阅学生与“文心一言”的对话记录或让“文心一言”直接总结的方式，了解学生的学习情况和问题探索方向。这种方式既方便了教师的课后分析，又能够确保教师获取到全面、准确的学生学习数据，从而更有效地指导学生的学习。同时，这也体现了数据驱动的教学评价模式在提高教学效率和质量方面的优势。

结语

在实践中，AIGC技术不仅丰富了教学资源、减轻了教师备课负担，还满足了学生即时对话和个性化学习需求，为学生主动学习和个性化学习提供了实现路径。然而，任何技术的应用都需要在实践中不断反思和完善。学习资源的准确性和适切性，以及技术在教育公平和学生隐私保护方面都要给予高度的关注。同时，也应意识到，技术的融入需要教师具备相应的技术素养，也需要学生逐渐适应新的学习方式。

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