小學(xué)信息技術(shù)AI 課程構(gòu)建策略探究

AI是英文人工智能的縮寫，有時也被稱為機器智能。通俗地講，人工智能是機器通過模擬人腦功能，所展現(xiàn)出的智能形式，AI技術(shù)能通過大數(shù)據(jù)分析，為人類提供一定的建議和生活的便利。AI課程則是研究人工智能的教育，通過學(xué)習(xí)模擬延伸人的智能的技術(shù)，形成數(shù)理思維，培養(yǎng)動手創(chuàng)造能力。作為信息技術(shù)領(lǐng)域的重要分支，在小學(xué)信息技術(shù)課程中融入AI教育也是教育改革與發(fā)展的必然趨勢，教師要從學(xué)生當前的信息技術(shù)基礎(chǔ)水平出發(fā)，結(jié)合信息技術(shù)教材，選擇拓展教育內(nèi)容，在加深學(xué)生對計算機知識了解的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生了解數(shù)學(xué)算法、交互科技等新興科技知識，使學(xué)生獲得一定的信息思維和技術(shù)創(chuàng)造能力，以取得更好的信息技術(shù)教育效果。一、設(shè)計生活情境教學(xué)，強化學(xué)生新興技術(shù)認知（一）結(jié)合教材拓展教育內(nèi)容，提高課堂趣味性小學(xué)生思維十分活躍，在充滿興趣的環(huán)境中，其學(xué)習(xí)新知識的效率往往更高。因此，教師要以教材為基礎(chǔ)，拓展及豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，通過趣味性的內(nèi)容吸引小學(xué)生注意力，提高其學(xué)習(xí)新知識的熱情和效率。例如，蘇教版三年級教材很大一部分內(nèi)容著重于計算機“畫圖”功能的認識與應(yīng)用，教師在設(shè)計相關(guān)教案時，除了要讓學(xué)生充分掌握畫圖功能，同時也要以畫圖軟件為延伸，首先向?qū)W生展示人工智能時代的“畫圖”技術(shù)，包括photoshop，illustrator等軟件，通過PS實時操作，向?qū)W生展示將兩張單人照片合并成一張照片的制圖過程，以科普大數(shù)據(jù)處理圖像等制圖技術(shù)，再循序漸進地向?qū)W生展示3D打印技術(shù)，由2維世界過渡至3維世界，通過3D打印實操視頻等豐富的多媒體資源，向?qū)W生展示由2維畫圖到3維打印的設(shè)計歷程，讓學(xué)生感受人工智能技術(shù)的魅力。多樣化、趣味性的教學(xué)內(nèi)容，能夠保證學(xué)生在課堂推進的過程中，始終帶著較高質(zhì)量的注意力，投入在思考和記憶中，提高了課程整體的有效性［1］。（二）生活情境引入課程，促進小學(xué)生對AI知識的理解小學(xué)生的思維相比于幼兒園時期，雖然有了更多抽象的成分，但仍以具體形象為主，在學(xué)習(xí)新知識時，對于不熟悉的內(nèi)容，難度大的學(xué)習(xí)任務(wù)，思維中所需的具體成分就較多。信息技術(shù)課程本身具有較強的抽象性，同時與數(shù)學(xué)、科學(xué)等學(xué)科聯(lián)系緊密，對學(xué)生的思維挑戰(zhàn)較大。因此，教師首先要側(cè)重AI的感知與認識，結(jié)合學(xué)生直觀生活經(jīng)驗，通過趣味性的內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生了解AI知識，愛上AI技術(shù)。在具體教學(xué)實踐中，教師可以將課程內(nèi)容與學(xué)生實際生活相關(guān)聯(lián)，營造更生活化的教學(xué)情境，以更好地符合小學(xué)生思維能力，幫助其感受人工智能技術(shù)的價值，促進其對人工智能知識的理解。例如，針對新興制圖技術(shù)，教師可將當前智能手機所普遍使用的美顏功能相機引入課程中，在課程開始前進行手機自拍、P圖的動作，由此激發(fā)學(xué)生的好奇心，拉近親近感，之后向?qū)W生播放大數(shù)據(jù)P圖，換臉等科普視頻，運用通俗的語言介紹Photoshop、美圖秀秀等軟件制圖背后的技術(shù)原理，讓學(xué)生充分結(jié)合生活經(jīng)驗，在充滿趣味性的課堂中初步走進AI，了解AI相關(guān)知識。通過創(chuàng)設(shè)生活情境化的課堂，教師將抽象的人工智能技術(shù)轉(zhuǎn)化為學(xué)生所熟知的，看得見摸得著的具象知識，促進其對AI技術(shù)的理解和記憶。二、充分體驗未來制造，提升信息技術(shù)課堂成效（一）引入AI技術(shù)實物，培養(yǎng)學(xué)生實踐動手能力信息技術(shù)教育具有較強的實踐性和探究性，需要學(xué)生實際動手實操的部分較多。教育家蘇霍姆林斯基曾說過：“兒童的智慧在他的手指尖上?！毙W(xué)教學(xué)中，手與腦的配合在學(xué)生內(nèi)化知識、啟發(fā)思維中扮演著重要角色。教師在構(gòu)建信息技術(shù)AI課程時，也要注重學(xué)生動手實踐的部分。小學(xué)生對信息化知識的學(xué)習(xí)仍處于起步階段，其自身并沒有較為明確的學(xué)習(xí)方向和學(xué)習(xí)思路，而很多教師因此選擇將大部分的實踐時間用在講臺上的演示與學(xué)生單一的模仿上，這樣的教學(xué)方法嚴重限制了學(xué)生信息化思維的發(fā)展，是一種低效的被動學(xué)習(xí)模式。教師要利用好人工技能技術(shù)的優(yōu)勢點。如今，隨著AI技術(shù)的發(fā)展，許多面向兒童的AI技術(shù)教育工具應(yīng)運而生，如AR眼鏡、可穿戴設(shè)備等。在蘇教版四年級教材中，主要涉及WPS演示工具的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，教師可結(jié)合小學(xué)生學(xué)習(xí)能力及認知經(jīng)驗，以WPS工具為基礎(chǔ)，引入可穿戴設(shè)備的學(xué)習(xí)和制作。教師可利用小學(xué)生最愛的動畫片內(nèi)容，以“名偵探柯南”的神奇?zhèn)商窖b備為課堂主題，在教授WPS演示工具的基本操作方法后，引導(dǎo)學(xué)生羅列出“變聲器”“手表”“腰帶”等“柯南”的“神奇”裝備，并運用“可穿戴設(shè)備”教學(xué)工具，帶領(lǐng)學(xué)生用所提供工具組裝“領(lǐng)結(jié)變聲器”，并向?qū)W生介紹激光傳感器的相關(guān)原理，幫助學(xué)生組裝可發(fā)射激光的“偵探手表”，最后安排學(xué)生將自己制作的“偵探工具”與名偵探柯南劇情介紹結(jié)合，通過WPS演示工具制作PPT，向朋友及家長介紹動畫人物“柯南”及他的各類神奇?zhèn)商焦ぞ摺Ｔ谛畔⒓夹g(shù)課堂上鍛煉學(xué)生的實際動手能力，能夠全面提升其信息素養(yǎng)，促進其全面發(fā)展。（二）優(yōu)化課堂結(jié)構(gòu)，給予學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造空間人工智能本質(zhì)上是科技創(chuàng)新的知識產(chǎn)物，是知識經(jīng)濟時代的重要標志之一。在新興技術(shù)課程中進行AI教育，無疑要學(xué)生體會人工智能技術(shù)背后的創(chuàng)新內(nèi)核，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力，以最終實現(xiàn)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的社會需求。在小學(xué)階段，學(xué)生對所處世界有著強烈的好奇心。因此，這一時期也是啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)新精神與科學(xué)精神的關(guān)鍵時期。而要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，就要求學(xué)生在主動積極、興奮活躍的狀態(tài)中參與課堂教學(xué)，并自行設(shè)計出解決問題的路徑。蘇教版教材針對小學(xué)四年級學(xué)生，開展了Scratch軟件的教學(xué)。Scratch的軟件原理與操作方法與人工智能技術(shù)息息相關(guān)。因此，教師要運用好Scratch軟件，開展AI課程教學(xué)。在實際教學(xué)過程中，教師可先向?qū)W生演示操作scratch軟件，并引導(dǎo)學(xué)生實際操作模仿，繪制出小豬佩奇的動畫形象。在完成基礎(chǔ)教學(xué)后，教師可設(shè)計創(chuàng)新創(chuàng)造的教學(xué)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生繪制“你心目中的小豬佩奇”，并鼓勵學(xué)生結(jié)合其他學(xué)科所學(xué)，如音樂、美術(shù)等，自由發(fā)揮想象，在Scratch舞臺中設(shè)計小豬動畫人物，并配以相應(yīng)風(fēng)格的音樂和動作。學(xué)生在積極參與課堂、自行解決問題的過程中，體驗到了創(chuàng)造的樂趣，增長了科學(xué)探究能力，激發(fā)了科學(xué)創(chuàng)新的不竭動力［2］。三、注重小組合作，設(shè)計任務(wù)驅(qū)動型課程（一）以學(xué)生為主體，鼓勵學(xué)生進行合作學(xué)習(xí)小組合作學(xué)習(xí)是一種創(chuàng)意型教學(xué)策略，其強調(diào)小組互動，共同創(chuàng)造，并以團體的成績?yōu)樵u價標準，被譽為近幾十年來最重要的教學(xué)改革。誠然，在AI課程構(gòu)建中，人工智能實物的展示與操作必不可少，而在當前小學(xué)信息技術(shù)實際教學(xué)中，大多學(xué)校很難實現(xiàn)每位學(xué)生都擁有一件人工智能教學(xué)用具的硬件目標。因此，在小學(xué)信息技術(shù)AI課程中，推行小組合作學(xué)習(xí)必不可少。在蘇教版四年級教材中，課本最后設(shè)置了“感悟技術(shù)發(fā)展”的表達和交流課程，教師可根據(jù)教材，開展專題研討會，以“無人機技術(shù)發(fā)展”為主題，10人為一組，提供給學(xué)生無人機實物進行研究，并安排學(xué)生開展小組探究活動，通過互聯(lián)網(wǎng)搜集信息、詢問老師、組員討論等方法，獲取無人機的基本定義、主要類型和知名生產(chǎn)商，并總結(jié)設(shè)計成excel表格，以小組為單位向全班展示。教師可結(jié)合每組展示的內(nèi)容，向?qū)W生總結(jié)無人機技術(shù)相關(guān)的知識，在討論會的最后，教師可以鼓勵學(xué)生進行自由討論，結(jié)合生活經(jīng)驗，思考無人機可以在生活中發(fā)揮哪些作用，以鞏固學(xué)生無人機相關(guān)的知識，并活躍學(xué)生的思維，促進其信息思維的發(fā)展。信息技術(shù)教學(xué)中的小組合作學(xué)習(xí)，能夠充分體現(xiàn)學(xué)生主體性，同時，組內(nèi)異質(zhì)、組間同質(zhì)的學(xué)習(xí)形式，也能更好地促進學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展。（二）任務(wù)驅(qū)動型教學(xué)，提高學(xué)習(xí)效果值得教師注意的是，小組合作學(xué)習(xí)并不意味著教師教學(xué)權(quán)力的喪失，除了鼓勵學(xué)生進行小組合作學(xué)習(xí)外，教師還要正確發(fā)揮自身的引導(dǎo)作用，在關(guān)注學(xué)生合作情況、交流效果的同時，運用科學(xué)的教學(xué)手段，提高小組合作學(xué)習(xí)的效果。任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法是一種很好的小組教學(xué)手段，任務(wù)驅(qū)動的學(xué)習(xí)方式，能為學(xué)生提供生活化的情境和發(fā)現(xiàn)問題的動力，圍繞任務(wù)開展小組合作活動，能夠為學(xué)生提供更加系統(tǒng)化的學(xué)習(xí)路徑，在發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程中，培養(yǎng)綜合能力，提高學(xué)習(xí)效能。蘇教版六年級教材深入發(fā)掘了人工智能技術(shù)相關(guān)的知識點，在第19課“智能導(dǎo)航”中，除了展示導(dǎo)航軟件運作原理，教授如何使用導(dǎo)航軟件，教師還可開展小組合作學(xué)習(xí)活動，進一步擴展智能導(dǎo)航的相關(guān)知識，引入APP制作相關(guān)的AI技術(shù)。例如，教師可引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散自己的思維，充分發(fā)揮想象力，從現(xiàn)存的手機導(dǎo)航軟件出發(fā)，優(yōu)化設(shè)計導(dǎo)航APP，通過刪減或增添功能，設(shè)計出更加便捷好用的智能導(dǎo)航。教師可以安排學(xué)生以小組為單位了解和使用現(xiàn)有的導(dǎo)航軟件，收集整合相關(guān)信息，并討論出自己的設(shè)計思路，在word中整合成文字及思維導(dǎo)圖，向班級同學(xué)展示，并通過小組投票等方式，選出“最棒的智能導(dǎo)航”設(shè)計。在強烈的問題驅(qū)動下，學(xué)生充分發(fā)揮小組合力的作用，通過完成學(xué)習(xí)任務(wù)，獲得了較強的成就感，其合作能力、創(chuàng)新思維及信息技術(shù)知識都有較大的提升［3］。四、利用線上線下結(jié)合教學(xué)，擴展學(xué)生學(xué)習(xí)空間（一）開發(fā)課后活動，拓展學(xué)生學(xué)習(xí)空間信息技術(shù)具有很強的實踐性和應(yīng)用性，將學(xué)生禁錮于課堂知識的學(xué)習(xí)中，只會抑制其思維的發(fā)展，不利于其信息實踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。因此，教師要積極拓展學(xué)生學(xué)習(xí)空間，在課后積極實踐，培養(yǎng)學(xué)生移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)時代下的信息思維。移動互聯(lián)網(wǎng)時代下的AI技術(shù)，除了廣泛應(yīng)用于各類便利生活的新產(chǎn)品，也廣泛應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容和營銷中，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，人工智能抓取用戶數(shù)據(jù)，再進行分析和精準推薦的技術(shù)已廣泛應(yīng)用于生活的方方面面。作為信息技術(shù)教師，在引領(lǐng)學(xué)生充分感受人工智能技術(shù)魅力的同時，也要使其敏銳認識到人工智能技術(shù)的客觀性，對精準推薦的廣告，形成一定的辨別力，提升其信息技術(shù)倫理素養(yǎng)?！半p減”政策的推行給學(xué)生創(chuàng)造了更多課外活動的時間和空間，教師要利用好每天下午的延時服務(wù)時間，與其他學(xué)科教師做好溝通交流，面向?qū)W生開展一定AI主題課外活動，幫助其更好地認識AI，提高信息技術(shù)應(yīng)用能力。（二）線上線下教學(xué)結(jié)合，提高教學(xué)針對性除了課外活動，教師還可充分利用信息技術(shù)的虛擬性與便捷性，將學(xué)習(xí)擴展至校外。針對互聯(lián)網(wǎng)平臺的優(yōu)勢點，許多學(xué)者提出了“互聯(lián)網(wǎng)+”線上線下結(jié)合教學(xué)模式，主張將教學(xué)從課堂拓展至課堂外，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺與教學(xué)資源進行結(jié)合，更好地滿足學(xué)生學(xué)習(xí)的個體需求。AI技術(shù)在教育資源線上化的基礎(chǔ)上，更實現(xiàn)了教育資源的個性化，在信息技術(shù)課堂及集體活動中，學(xué)生信息基礎(chǔ)不一，知識及能力的熟練度也不統(tǒng)一。針對這一問題，教師要運用好人工智能技術(shù)，搭建線上學(xué)習(xí)平臺，在課后安排學(xué)生在平臺上進行知識鞏固和答題，通過人工智能算法分析，評估每個學(xué)生學(xué)習(xí)的實際效果，并自動匹配相應(yīng)的知識短板進行重點學(xué)習(xí)。例如，在蘇教版六年級教材中，