小学信息技术课堂教学中人工智能的实施

摘 要：人工智能的广泛应用，必然会对人类日后发展起到重要作用，所以对人工智能领域进行初步认识和了解具有实际意义。人工智能作为引领未来教育的新兴技术，对教育各方面都有一定影响，文章提出人工智能在小学信息技术课应用相关内容，阐述人工智能课程教育现状，重点分析如何将人工智能引入小学信息技术课堂，并提出解决方案。

关键词：小学信息技术;课堂教学;人工智能

一、 引言

人工智能在我们生活中运用并不是很广泛，但是在制造业、工业、农业等方面，具有举足轻重地位。它们可以开展许多人力无法胜任的危险工作。这样就大大减少需要投入在这方面的人力、物力、财力等。虽然人工智能现在最大的舞台是制造工业，但是在未来发展中，人工智能一定可以渗透到生活每个角落，尤其是教育事业。

二、 人工智能概念

人工智能是一门新学科，主要研究和扩展人的智能，包含人的技术和方法。人工智能需要对智能本质有所了解，制造出和人有相似行为的机器，主要包含以下几种研究范围：机器人、识别图像和语言、处理自然语言等内容。人工智能属于多体机器人，它们由多个初级单体机器人构成。机器人感觉器官是传感器，传感器能够将感觉到的各种物理和化学信号转化为电信号，最后输入到计算机处理中。

机器人技术是将几种技术融合在一起，包含控制论、机构学、仿生学、计算机技术信息技术、传感技术和人工智能。随着机器人技术不断发展，机器人得到广泛应用，能代替人类完成很多难以完成的任务，成为人类认识和开拓自然的有效工具。

三、 小学人工智能教育课程现状

由于技术发展快捷，所以计算机能力得到提升，人工智能也得到广泛发展，在未来会向互联网一样，对人们生活产生巨大影响。80年代人工智能在市场中出现，将自身价值充分发挥出来。人工智能将会是通向未来的一把金钥匙，在教育行业也能够得到广泛发展。

中国人工智能2003年在课堂上得到充分发展，中小学人工智能教育计划展开，经过20年时间，在小学信息技术课堂中引入人工智能。

人工智能经过多年发展，中国积累一些经验，认识到课堂中采用人工智能重要意义，很多学校和教师都投入人工智能教育中来。中国小学逐渐重视人工智能在教育中发展状况，但是，其发展却不容乐观，如今很多学校只有小学六年级有所涉及，在课程编排方面有极大不足，需要逐步改善。

人工智能课堂在20世纪80年代的英国最早出现，以选修课方式存在，在课堂上，主要介绍和人工智能相似的基础知识。到2013年，教学大纲全面整改，计算课程取代技术课程，计算思维等成为教学目标。美国的智能课程也是由计算机组成，美国开始和英国相似，同样采用选修课方式。美国此时的小学编程课程，让学生编程，将组装好的模块控制机器人，完成一些简单动作。

四、 小学信息技术课堂教学中人工智能实施中存在的问题

（一）重视技能训练，忽视思维培养

在展开校内人工智能教育时，主要采用机器人项目教育和编程教育两种，机器人教育是引导学生简单操作和组装，编程教育是指通过对程序设计语言利用，完成编程题目。上述两种方式，虽然能够让学生简单了解人工智能，但是无法训练学生思维能力，人工智能优势没有得到充分发挥。可以训练学生思维能力的是人工智能计算，但是在小学信息课堂上，很少涉及人工智能计算，对小学生整体发展产生不利影响。

（二）课程缺少内容体系

人工智能课程从内容层面上观看，主要是以信息技术为依据，制定课程目标比较片面，对学生学习发展没有意義。以设置课程学段观察，小学涉及内容较少，只有小学高年级学生涉及智能课程，导致部分学生接触人工智能较晚，对培养学生思维能力有一定影响。所以，人工智能融入信息课程，需要完善课程体系。对小学生而言，最为重要的是思维培养，对学生未来工作和生活都会有影响，缺少人工智能课程，不利于提升小学生逻辑思维能力。

五、 小学信息技术课堂教学中人工智能的实施对策

（一）带领小学生初步认识人工智能

人工智能在人类生活各个方面都有所体现，例如解锁手机指纹、正在开发阶段的无人驾驶汽车、机器人快递分类等，这些都体现人工智能优势。教师在讲解人工智能阶段，可以以此作为基础，让学生了解不同场景所体现的人工智能优势，激发学生对人工智能兴趣，这样可以让小学生主动探索知识。例如，教师可以利用多媒体，向学生展示手机发展进程，手机最初为按键手机，逐渐发展成为人脸识别系统，让小学生对人工智能简单了解。与生活有所关联的是支付方式的改变。教师通过介绍人工智能知识，使学生了解人工智能优势。教师精彩讲解，不仅让学生对人工智能有所了解，同时也能够深刻体会其魅力所在，学生学习兴趣将会逐步提升。人工智能在学习过程中，还有一些深层知识，小学生理解起来比较困难，但是可以让小学生体验人工智能开发产物，例如智能家居等，小学生通过观察，提升对人工智能认知能力，为未来人工智能讲解奠定基础。

在课程教学中，可以组织一些比赛，比较人工计算和计算机计算所用时间，学生可以直观感受人工智能带给人类的便利。

（二）感悟人工智能

感悟人工智能包含5个方面，每个方面都可以结合生活实际，怎样让机器学会“看、听、说、想、动”，让机器人能够模仿人类，让学生体会人工智能用途。教师通过使用各种人工智能产品实施教育工作，例如：“植物达人”App可以识别各类花草，让小学生感受应用人工智能，可以让机器具有“看”功能;通过语音识别技术，让小学生感受人工智能可以让机器具有“听”功能;通过和智能机器助手相互交流，感受人工智能技术可以让机器“说”、会思考;通过让机器按照自己的指令来执行任务，智能遥控器来控制电视、操纵智能小车等，感受人工智能可以让机器“动”起来。通过这些智能工具和技术，建立小学生对人工智能的认识。小学生观察机器人模仿人类的各种行为，可以深刻感悟到人工智能功能，对小学生学习有促进作用。

（三）尝试人工智能

小学人工智能课程教学阶段，不仅是对人工智能体验和感知，应在体验和感知基础上，培养学生计算思维能力。在小学课程，引入Scratch编程、慧编程等图形化编程工具软件，对学生计算思维进行简单培养，让学生通过简单图形化编程工具，完成人工智能产品。小学生可以利用编程语言，通过对参数进行修改，实施简单操作。

在教学初期，教师可以以游戏形式，让学生入门，通过将图形拖拽，培养小学生逻辑思维。例如：可以让学生设计编程任务“会听话的灯泡”。当机器接收到“请开灯”命令时，灯泡就亮起，机器同时输出“您好，灯已打开”;当机器接收到“请关灯”命令时，灯泡就暗了，机器同时输出“您好，灯已关闭”。小学生对人工智能有一定兴趣时，可以让小学生学习计算算法，此环节需要教师指导，如果学生在学习中遇到困难，教师可以通过应用人工智能为学生解决问题。教师可以应用人工智能监测学生操作流程，及时发现学生操作不足之处，帮助学生解决难题。

（四）利用人工智能考核小学生信息知识

采用人工智能技术，可以采用线上教学方式，也可以进行测评工作。现如今，学校在育人阶段，通常采用网络辅助教学方法，在测评过程中，采用网络方式更加便利，也可以节约资源，为教师和学生提供方便。小学信息技术课程中，可以采用人工智能对学生进行考核，例如，教师在讲解PPT课程时，教师将知识点全部传授给学生，可以将学生需要了解知识设计题库，监测学生对知识掌握情况，在此环节中，就需要利用人工智技术。教师通过采用这种方式对学生测评，能够在短时间内了解学生学习成果，了解学生知识掌握情况。通过采用这种方法测评，教师在课堂上节约很多时间，有足够时间调整教学方案，有针对性地教育学生。

（五）实现人工智能

以学生认知特点为基础，学生在编程过程中，一方面巩固学生所学人工智能知识，教师可以总结人工智能知识的重点难点，让学生有针对性的学习，另一方面是培养学生计算思维及实践能力。通过图形化编程方式，培养小学生计算思维，指导学生制作简单人工智能作品。小学生在完成简单作品后，就会对人工智能有兴趣，同时也会充满信心，逐渐积累制作经验，制作更多简单人工智能作品，在小学生熟练之后，对知识掌握足够，可以让小学生设计完成稍复杂的人工智能作品。

六、 人工智能融入小学信息课堂的应用前景

（一）为学生未来发展奠定基础

人工智能在未来发展不可限量，在各个行业都会得到广泛应用。人工智能未来在制造和生产，生活服务和金融等方面，都涉及广泛，所以让学生年龄较小时就接触人工智能课堂，可以让小学生在面对未来生活时应对自如，具有优势。

（二）提升学生思维能力，开发学生智力

小学生各项能力还没有得到全面发展，对社会充满期待，对新鲜事物更为喜爱，所以将人工智能放置在小学信息课堂上，可以丰富学生知识面，拓展学生视野，启发小学生思维能力。人工智能学习，需要小学生动脑，更加需要小学生创新，对小学生智力开发也有一定影响。

七、 结语

通过上述分析发现，人工智能融入信息课程，具有重要意义。但是由于人工智能在课程中发展不完善，所以需要采用科学方式，让人工智能融入信息课堂，以期在未来发展中，人工智能能够充分发挥优势，促进我国教育事业进步。

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作者简介：

刘永明，福建省漳州市，漳浦县实验小学。