运用人工智能提高信息科技教学质量与效率的策略研究

摘要：随着科技的发展，人工智能走进了我们的教育，小学信息技术作为一门技术课程，需要做好课堂与时代的对接工作，为此，在教学中，教师要让学生了解人工智能的内涵及其应用，用人工智能创设直观情境，激活学生兴趣，从而培养学生的信息素养。

关键词：人工智能；应用；小学信息科技

小学信息科技学科的根本目的是要让学生成长为具备较强信息素养的人才。随着智能时代的到来，人工智能在社会中的地位越来越高，俨然已成为国际竞争的新焦点。我国人工智能领域的人才缺口较大，此时加强信息技术教育，在义务教育阶段普及人工智能技术，全面提升青少年综合信息素养，有着极强的现实意义。《新一代人工智能发展规划》中已将编程教学纳入小学信息课堂的课程体系中，致力于在小学群体中普及并推广编程教育，使小学生掌握基础的信息技术与人工智能知识，并可将其灵活应用于各类问题的解答与解决之中，深化信息知识的学习，使小学信息课堂跟上人工智能时代的发展脚步。

一、人工智能在小学信息科技教学中的应用价值

（一）有利于激发学生探究欲望

人工智能在小学信息科技教学中的应用能够激发学生的探究欲望。在教学过程中，教师将结合具体的教学内容，多元化、多维度地引入各种各样的人工智能认识与实践探究模块的相关活动，充分集中学生的注意力，并结合学生的认知特点及学习情况，展开一系列的实践探究活动。这样能够指引学生基于自身的认知基础去完成多元化的实践探索，加深自身对信息技术学科知识的理解。甚至能够以人工智能技术为引导，辅助学生参与课程实践探究活动，让学生进行多维度拓展及延伸，提升学生的信息技术素养。

（二）有利于辅助学生解决问题

人工智能技术作为信息技术学科中的重要组成部分，涉及的内容比较多，是学生需要学习的一种技术，从而能够利用这一技术去解决一些比较复杂的问题。学生使用人工智能进行信息技术学习，能够更为高效地处理问题，从多个角度出发去理解并分析问题，更为深刻地认知人工智能语言的特征，掌握智能化求解问题的方式方法，让学生解决问题的能力及素养得到切实提升。同时，这也能够辅助学生形成信息素养，让学生能够深入地学习，为促进学生的全方面发展奠定更为坚实的基础。

二、人工智能在小学信息科技教学中的应用策略

（一）利用人工智能，搭建智能化学习平台

近年来，人工智能技术得到了快速发展，广泛地应用于人们生产生活的方方面面，特别是在教育领域中的应用更加广泛，也更为新颖，有利于为学生的智能化学习提供便利的条件。人工智能技术的应用更为灵活，能够满足智能化教学的要求与理念，构建契合学生实际发展情况的教育教学模式。因此，在应用人工智能开展教学时，教师应该为学生搭建智能化学习的平台。

例如，在闽教版小学信息科技《趣味编程 1：猜数游戏》教学时，教师可以以编写猜数游戏的程序为例，让学生了解“询问……并等待”“如果……那么”等指令的用法以及变量的创建及引用方式，以此实现编程的撰写。学生在撰写这一编程的时候，可以利用scratch 程序来解决数学问题，完善自身编程的整个过程。为了提高学生学习的实效性，教师需要为学生搭建智能化学习的平台。具体操作过程如下：第一，游戏导入。教师可以借助猜数游戏导入课程内容，充分激发学生学习的兴趣与积极性，让学生能够在游戏的玩耍中具备撰写这一程序的能动性，顺利导入教学内容。

第二，以生活化的案例，让学生通过思考、交流、探究等一系列的活动，掌握变量的规范命名、程序设计过程中的逻辑性，能够根据教师给定的流程图，了解用计算机实现猜数游戏的一般编程思路，解决相关问题。

第三，实现项目化指导。通过相关的项目测试及问题提问的方式，辅助学生建立更为完整的学习思维，能够在微课的指示下，尝试完成编程的撰写。

第四，互相交流。在利用 Scratch 编写了猜数游戏之后，学生将进行同桌之间的积极交互活动，互相交流自己编写猜数游戏编程的过程，并分享自己的观点与感受。

（二）利用人工智能，创新活动模式

1. 自主学习。

在教学中，教师可以利用人工智能技术指导学生展开自主学习，丰富学习活动开展形式。人工智能技术中的智能教学系统，既能够根据学生的学习特性，为他们提供更佳、更具针对性的教学方案，还能够为学生学习盲点的扫清提供有力支撑，为学生提供更为良好的自主学习环境，激励学生发挥主观能动性，帮助他们在自主学习活动中获得良好的学习体验。

例如，在闽教版小学信息科技《移动鼠标接苹果》教学时，教学目的是让学生认识侦测模块的相关指令，掌握使用鼠标控制角色运动的方法。在指导学生学习这一节的知识内容时，教师可以利用智能教学系统为学生提供自主学习的空间，指导学生有针对性地完成课程实践活动。具体如下：

（1）自主探索“接苹果”游戏原理

教师通过智能教学系统，为学生引入有关于“接苹果”这一游戏活动的微课解说视频，让学生仔细观察游戏运行的效果，并从小车、苹果两个角度出发思考它们是如何运行的。而后，学生可以将自己的思考通过语音表述或者打字的方式展现出来。根据学生描述的内容，系统将提取关键词，分析学生对这一原理的掌握情况，并在学生的自主学习认知基础之上给出针对性的指示，让学生对这一原理的认知更为具体、全面且细致。

（2）游戏制作前准备

智能教学系统将为学生提供自主创作的空间，指引学生完成舞台背景设计、角色设计、角色出场定位、规划脚本等活动任务。比如，在“舞台背景设计”模块，学生需要从本地文件中上传“苹果树果园”背景，并从角色库中插入适当角色装饰背景。在学生完成操作之后，教师借助智能教学系统观看学生在操作中存在的问题，而后记录、汇总学生在自主学习中的不足，为后续的集体讲学奠定基础。

2. 互动学习。

教师可以借助人工智能中的“语音识别”技术指导学生完成互动学习。语音识别在生活中的运用是比较常见的，比如手机中的“你好，Siri”，家用电器中的“小爱同学”“天猫精灵”等。这些都是人工智能化中的语音识别技术，可以根据人声判断及用户提出的问题进行智能化搜索和智能化回答，并与人进行对话。教师可以在教学中使用这一技术，指导学生进行互动学习，为信息技术课堂教学带来耳目一新的变化，激发学生的学习兴趣，提高学习积极性，帮助学生获得更为深远且全面的发展。

例如，在闽教版小学信息科技《认识机器人构件》教学时，教材以科普知识的形式介绍机器人在不同领域的应用情况及应用价值等，为学生展示机器人外观结构，同时阐明机器人的传感器在机器人中的价值与作用，让学生明白不同的传感器能够接收外界不同的信息，让学生在获得了相关的技术认知之后，动手搭建有一定功能的机器人。因此，教师要有意识地结合所教学内容，应用人工智能技术指导学生展开互动学习。具体操作过程如下：

（1）小组讨论

教师指导学生进行小组合作，共同观看视频《中国机械狗 VS 美国机械狗》，随后交流探究，说出自己的视频感想。在这一环节，学生将进行互动交流，激活学习的内驱动力。

（2）智能互动

教师指导学生以小组为单位，自主阅读教材 44—46 页“认识机器人组件部分”，并从机械系统、控制系统、驱动系统、感知系统等多个模块进行分析。在解读教材的时候，学生可能存在不理解的地方，这时可以提出问题并进行组内交流与分析。如果组内成员讨论之后依旧无法解答时，便可以借助语音识别系统进行提问，进行人机互动学习。

（三）利用人工智能技术，实施创客教育

创客教育是融合了科学、技术、工程、艺术、数学等知识与技能，遵循开放自由、创新创意、探究体验等教育理念，以实践创造学习为主的一种新型教育模式。小学信息科技课程中涉及了诸多探究实践、创新体验类的活动课程，因此教师可以借助人工智能技术实施创客教育，发展学生的创新能力、探究能力及创造能力。

例如，在闽教版小学信息科技《仿真光控节能灯》教学时，本节课是通过光环板和“灯光”、“控制”和“事件”积木，理解顺序执行和循环执行的含义，实现全部LED 灯变化不同颜色和逐步亮灯的效果。因此，教师可以为学生设计不同的实践探究任务，让学生以任务为导向，完成不同方式的创意实践，让 LED 灯展现不同的效果。具体任务如下：

任务一：认识光环板观看光环板介绍视频，获得对光环板的初步认识，理解灯效与编程的关系。

任务二：让全部 LED 灯一起变化不同颜色教师可以为学生设计“你想制作怎样的灯光作品参加灯光秀呢？”实践探究活动。这一任务具有开放性价值，学生根据教师提出的这一问题进行自主思考，将产生如下不同的思考点：

思考 1：不断闪烁的灯。

思考 2：不断变化颜色的灯。

思考 3：声控灯……

学生则可以根据自己的思考分解实践操作任务，比如“发一种颜色的光”“发另一种颜色的光”“发第三种颜色的光”等，以此完成创意化编程程序，完成顺序执行的过程。

任务三：让光环板逐渐亮灯为了让学生完成循环执行，教师可以为学生设计让光环板逐渐亮灯的任务。学生根据上一任务的思考说出自己的创作想法，比如“点亮三颗灯”“点亮 7 颗灯”“点亮十一颗灯”等，然后依次完成循环执行操作。如上，教师利用人工智能技术指导学生完成创意化的项目任务活动。学生在这些活动中积极展示自己的想法，体现了主动生成知识的过程，这让教学的效果得到提升。

总之，人工智能技术的飞速发展给信息技术教学带来了翻天覆地的变化。教师可以在小学信息技术课堂中使用人工智能技术，借助人工智能的优势，降低学生理解信息技术知识的难度，提高学生的信息操作能力，让学生更快、更好地适应现代社会的发展，切实提高学生的信息技术素养。

【参考文献】

[1]张海波.基于人工智能的小学信息技术教学研究[J].安徽教育科研，2022(12).

[2]石敏.小学信息技术课程中的人工智能教学策略[J].中小学电教，2022(07).