STEAM教育理念下小学人工智能课程教学初探

朱丹

（常州市广化小学，江苏 常州 213000）

随着信息技术的飞速发展，学校信息技术教学也需要不断与时俱进。小学作为学生成长的关键时期，是养成良好学习生活习惯和终身学习思想意识的重要阶段，所以，教师应给予小学生正确的引导，帮助学生认识到目前的形势以及学习信息技术的重要性。教师在教学中融入STEAM 的教学理念，不断探索小学人工智能课程的教学模式，使学生能够感受到全新的教学理念和教学内容，从而强化学生信息技术的学科素养，全面推进素质教育的核心价值观，保障学生的学习能力与学习水平，以寻求“未来教育”的创新路径。《教育信息化“十三五”规划》提到，跨学科学习（STEAM 教育）、创客教育等新的教育形式可以促进学生的全面发展，学校教学工作对这些新的教学模式应给予重视并努力实施。当今在中小学，机器人教学模式是体现STEAM 教育理念的主要方式之一，如乐高机器人、mBot 汽车等。

一、STEAM教育概述

（一）STEAM教育的内涵

STEAM 代表了科学、技术、工程、艺术、数学。所以，STEAM 教育理念是指一种科学、技术、工程、艺术、数学多领域融合的综合教育。与传统教育理念不同的是，STEAM 教学理念更为注重学生的实践过程，是一种超学科教育理念，需要教师将各方面理念进行融合，从而实现教学的目标。所以，在素质教育普及、推行提升学生综合素养的当下，STEAM 的教育理念是非常适合提升学生核心素质的一种方式。因此，在教学中，教师也应注重将理念与教学进行融合，从而达到素质教育的教学目标。

（二）STEAM教育价值解读

STEAM 教育理念的出现突破了传统教学的模式，从单一的学科教学发展为综合运用多学科的知识，培养学生以创新思维和实践方法解决问题的能力。所以，STEAM 教学理念的出现也为小学信息技术的教学赋予了更加深厚的教育价值。

第一，STEAM 教育理念有助于推动学生创新能力的提升。素质教育背景下，创新能力是学生成长发展所应具备的一项能力素质。教学中，教师需要打破传统教育模式下的教学方式，使学生在学习中逐渐学会总结经验，发现学习的乐趣，从而能够成长为社会有用之才。通过将STEAM 教育理念融入教育教学中，为学生提供全新的教学模式，帮助学生在学习中不断突破，利用有限的学习知识和学习环境达到理想的学习效果。创新能力是学生必备的，教师应良好地融合教学理念，全面培养学生的创新能力，促进学生健康发展。

第二，STEAM 教育理念有助于学生实践动手能力的提升。在传统教育过程中，教师大多仅是将教学知识的传授作为教学的重点，忽略了实践操作能力对于学生的重要性，也从根本上限制了学生的全面发展。所以，通过STEAM 教育理念的渗透，使学生能够通过实践学习到知识，并在实践中促进学生的发展，这也符合素质教育的要求，使学生逐渐在实践中体验真知。STEAM 的教育理念为小学信息技术的教学赋予了更多实质性的意义，也从根本上解决了传统教育理念的弊端，为促进学生的全面发展提供了有效的教学保障。

二、人工智能课程概述

（一）小学人工智能课程的目标

2017年国务院颁发了《新一代人工智能发展规划》，其中指出应逐步开展全面智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育，从而建设人工智能学科，培养符合时代发展的全面型人才。所谓小学人工智能课程是小学信息技术教学的一个分支，是指Artificiallntelligence，缩写为AI 课程。小学阶段的AI 课程是以机器人或编程为主展开教学，帮助学生初步认识人工智能，感知机器，认识机器，从而奠定一定的学习基础，为之后的学习做好铺垫。人工智能是一门庞大且复杂的科学，对于小学生而言具有一定的难度。但在小学阶段学习人工智能课程已经成为一种趋势，其教学的主要目的是为了帮助学生初步掌握人工智能科技，使学生能够了解未来社会的发展趋势，从而为学生提供更为广泛的教育输出，使学生能够在关键阶段学到更多的内容，为学生的未来发展奠定坚实的基础。

（二）小学人工智能课程的核心内容

在当下，人工智能逐渐成为国际竞争的新焦点，全民智能教育项目也逐渐被推广在义务教育阶段中。关于小学生学习人工智能课程的重要性依旧存在着一定的争议，调查表明，在39000 余名开发人员中，有26%的人是在5 岁到15 岁开始进行人工智能课程的学习，这也证明了在学生接受新知识的关键时期应适当地开展人工智能课程，以保证学生的学习进度和学生的创新能力。小学人工智能课程具体包括以下核心内容。

第一，提升学生学习与推理的能力。人工智能课程需要学生具有一定的思维能力，思维能力的提升能够帮助学生解决实际生活中的大部分问题，使学生能够在面对复杂问题时，将题目进行分解，分析已知条件，从而顺利写出解题步骤，通过良好的逻辑思维理顺题目。所以，人工智能课程的开展是培养小学生逻辑思维能力的重要学科，也从根本上提升了学生分析问题的能力，从而促进学生解决难题、挑战难题，全面提升学生的学习态度。

第二，改变学生对以往电子设备的错误认知。随着时代的快速发展，电子设备在为学生的学习提供了便利的同时，也为学生的学习带来了不小的弊端，大部分学生过于依赖电子设备，甚至出现厌学等不良现象。但是经过人工智能课程的学习，能够有效降低学生对电子设备的依赖，使学生能够将注意力转移到人工智能课程的学习中，将主要精力放在钻研课程中，从而改变学生的错误观念，使学生能够正确利用电子设备，为学生的未来发展奠定坚实的基础。所以，小学人工智能课程的开展对于小学生而言有着积极且重要的意义，教师应进一步探索小学人工智能课程的意义，为学生营造良好的学习环境，全面培养学生，促进学生健康发展。

三、STEAM 教育理念与小学人工智能课程教育相结合的优势

STEAM 教育理念深度融合了多学科的知识。在课堂上，学生可以采用合作、探究等多种学习方式，目的是培养学生的动手能力和创造力。人工智能教育为STEAM 教育提供了新的实践平台。学生构建和组装零件，然后编程，使机器人最终可以完成相应的指令。因此，人工智能教育很好地体现了STEAM 教育的理念。而从人才战略的角度来看，在中小学开展融入STEAM理念的人工智能教育，将推动人才向多元化方向发展，为国家建设提供人才支撑。

四、STEAM 教育理念下小学人工智能课程教学策略

（一）明确人工智能课程的学习内容

人工智能课程对于小学生而言是一种全新的学习内容，教师应做好教学的引导，带领学生共同感知教学内容，为人工智能的教学课程融入STEAM 教育理念，使学生能够从多方面初步了解人工智能的学习内容，从而为顺利开展小学人工智能课程做好充足的准备。更好地落实小学人工智能课程的教学目标，离不开教师的基础教学，因此教师应对小学人工智能的教学知识进行梳理，将人工智能课程中的知识点从多角度进行分解，从而为学生营造良好的学习环境，帮助学生奠定良好的基础，以便于开展更为复杂的人工智能课程。

对此，教师应制定对应的人工智能课程的流程，帮助学生更好地了解人工智能课程的具体内容。教师可以设计“人工智能课程简介”的教学模块，通过多样化的教学手段帮助学生初步了解人工智能课程。比如教师可以为学生播放“神奇的AI 世界”或者“AI 是什么”的介绍课程，使学生在视频与教师的讲解下，学习领会人工智能课程中所涵盖的大致内容，从而帮助学生进一步理解知识、掌握知识。人工智能课程作为新型的教学内容，需要教师给予学生正确的引导，以引导学生初步了解人工智能课程。教师应在课堂教学中对于人工智能课程内容进一步进行探索，将STEAM 教育理念与人工智能课程有效结合，创设学习情境，促进学生全面发展。

（二）在生活中应用人工智能

在教师的引导下，学生已经初步了解了人工智能课程的学习内容，在此基础上，教师需要进一步通过教学帮助学生感知人工智能课程，使学生能够初步学习到简单的人工智能知识，将之在生活中进行应用。所以在感知人工智能的过程中，教师可以带领学生认识一些生活中的人工智能，以帮助学生感知智能、体会智能，进而学会智能。

对此，教师可以围绕“人工智能在生活中的应用”这一主题带领学生开展人工智能课程的学习，通过生活中的实际情况带领学生共同感知智能的发展，从而帮助学生认识到智能在生活中的应用与重要性，激发学生学习人工智能课程的兴趣。教师可以带领学生认识生活中的识别软件，帮助学生感受到科技为生活提供的便利。例如微信中的“摇一摇”是最原始的一种识别软件，人们可以通过摇一摇的动作简单识别当下环境中所播放的歌曲或电视，又或者是听歌软件中的“听歌识曲”功能，抑或是视频软件中扫描识别人脸的功能，都是利用人工智能系统进行识别和优化。不仅如此，教师还可以带领学生真正感受生活中的人工智能，使学生能够对人工智能的应用研究进一步地理解，从而通过教师的引导帮助学生理解复杂的知识。教师应做好教学的主导工作，通过STEAM 教学理念的融入，使学生在科学、技术等方面进一步完善知识，从而加速学生对人工智能知识的理解，完善学生的整体认知。

（三）开展实践，完善认知

STEAM 教育理念的精髓即是培养学生的创新实践能力，所以在小学人工智能课程的教学中，教师应适当地带领学生开展实践教学活动，以培养学生的学习能力，使STEAM 教育理念与小学人工智能课程有效融合，从而进一步完善学生对人工智能课程内容的理解与掌握。

对此，教师可以带领学生开展实践课程，使学生能够通过动手操作进一步了解人工智能的实践操作，从而完善学生对人工智能的认知。以“智能灯”的教学为例，为了保障学生树立正确的学习观念，教师可以鼓励学生多思考、多实践，使学生能够通过自身的努力完成本节课的学习。教师可以鼓励学生先通过思维导图等可视化工具列举制作“智能灯”所需要的内容，将制作思维通过工具整理出来，以保障学生后续的制作。尔后再要求学生根据整理的条件，选择对应的软件进行制作，使学生保持清晰的思维，围绕“智能灯”开展设计。学生是学习的主体，教师应在教学过程中做好引导，使学生能够在教师的引导下选择正确的制作方法，从而进一步提升学生的实践能力，完善STEAM 教育理念在小学人工智能教学中的应用。

（四）定期巩固，总结经验

任何一种学习模式都离不开定期地巩固复习，人工智能课程的学习同样也离不开学生的巩固复习，只有定期巩固才能够帮助学生总结学习经验，从而更好地践行STEAM 的教育理念，保障学生的全面发展。但是小学生的学习经验不足，缺乏复习的学习意识，教师应做好正确引导，带领学生进行巩固总结。教师可以通过定期开展人工智能课程将学生学过的内容进行梳理，形成思维导图，再根据学生的疑问给予学生针对性的帮助，减少学生的困惑，提升学生的整体发展水平。巩固整理小学人工智能课程，在教学中也具有促进掌握知识的作用，教师应结合学生的具体情况，使每位学生形成属于自己的经验总结，从而使学生能够在科学、技术、工程、艺术、数学等多方面得到优化提升，全面推进STEAM 教育理念在小学人工智能课程中的应用。

综上所述，在目前的教学环境中，人工智能课程依旧存在一定的教学困境，教师仍在不断探索教学手段，帮助学生不断优化人工智能课程的内容。教师应合理关注学生发展的关键时期，基于STEAM 教育理念，将教学理念和教学内容有效结合，使学生能够接受并掌握有关人工智能的知识，为小学人工智能课程的教学奠定基础，从而全面促进学生发展与成长。