人工智能时代小学信息科技教师教学挑战分析

□福建省宁德市霞浦县实验小学 蔡桂妹

在小学信息科技课上引入人工智能教育技术，能够将抽象的教学内容以生动的形式呈现出来，有利于提高学生学习兴趣和教学的效率，同时也对教师的信息素养提出了更高要求。立足小学信息科技教师的教学现状，采取多措并举的方式，促使教师适应智能化的教学环境与要求，全面推进小学信息科技课教学的改革。本文主要对人工智能时代小学信息科技教师教学挑战和改善对策进行阐述，希望对教师的教学能力提升起到积极参照作用。

教师是学生发展知识技能和素质的重要媒介，教师的职业素养和教学能力，直接影响了教学质量和学生的发展。尤其是在人工智能时代背景下，社会发展对信息人才的需求更高，使得传统小学信息技术课教学模式和内容的滞后性等特点突出，需要教师具备一定的信息素养，灵活运用人工智能技术设计适合学情和教学目标的教学方案，从而实现教学效果事半功倍。

一、人工智能时代发展对信息科技教育的要求

在现代科技和社会经济发展的带动下，人工智能技术有了质的飞跃，发展势头正猛，在各行业领域有了广泛的应用。人工智能技术的功能强大，包括逻辑推理、符号计算、模式识别、机器翻译等功能，是推动医疗和工业、教育等领域现代化发展的重要支撑。我国重视先进科技的大力发展，并将人工智能产业逐步提升至国家发展战略层面。但实际上，我国人工智能技术在算法、算力等方面，与国外先进国家相比，仍存在较大的差距，华为芯片生产和采购受限等社会事件是最直接的体现。打破科技壁垒离不开高端人工智能人才的支撑，在此背景下，信息科技学科的教育地位随之提升，新课改强调加强中小学生信息科技教育，以满足社会发展对科技人才的需求。在信息科技课上引入人工智能技术，能够有效灌输信息科技基础知识，更利于调动学生学习信息科技的积极性，使其意识到学习信息知识技能的重要性，全身心地投入至信息科技学习中。这一举措为信息科技人才的培养奠定坚实的基础。为实现这一目标，就需要教师灵活转变学生学习引导者、课件设计者、人工智能技术学习者等角色，积极为小学信息科技教学改革和人才培养助力。

二、人工智能时代小学信息科技教师的教学挑战

教师的专业水平是其教学设计及实施、反思等能力的集中表现，其中教学设计能力是重要的前提与关键。针对小学信息科技学科的教学设计，需要教师整合学科情境与教学设计的一般理论，形成指导具体学科教师设计教学的原则、模式、操作程序、方法等。在课堂教学观察和教学设计比赛等实践中发现，小学信息科技教师的信息素养水平参差不齐，适应人工智能时代下新教学环境和要求的能力不足，导致教学设计存在诸多问题，不利于学科教学的改革和学生的全面发展，具体表现为：一是小学信息科技教师对教学设计的统筹规划和系统考虑相对缺位，在知识技能方面，相对于学科知识整体之间的联系，更注重知识点的设计；在单元教学设计方面，只是简单的叠加单元课程；教材重构的能力不足，对利用现代教育技术突破教学重难点方面的关注度低；忽视学生之间的个体差异，不关注学生的学习基础与生活经验等方面；围绕教学目标与内容、策略、评价等决定性要素展开整体设计的能力不足；教学设计的撰写方面，存在形式化的倾向、教学目标虚化、可操作性不强等问题；未设置连续性的教学情境，忽视学生的思维启发；教学反思意识和能力不足。二是教师学习先进教学经验，不断优化教学设计的意识不足，未引入人工智能时代下先进的教学模式，对新型教法的掌握和运用不灵活，导致课堂教学设计缺乏可行性、具体化、先进性等特点，无法满足学生在人工智能时代下的个性化学习需要。

三、人工智能时代小学信息科技教师的转型策略

（一）实行“研训教”一体模式

首先，深入调研和分析教师在人工智能时代下，在专业发展、教学设计等方面的问题。通过日常听课、教学比赛、评课、磨课等多种途径，了解教师在专业发展和教学设计、学科知识等方面的需求及困惑。本着具体问题具体分析的原则，采取针对性的措施精准地解决问题。教师的问题体现在学情了解不全面、教学目标设计照搬照用、无法摆脱教材的照本宣科、未及时总结与提升实践经验、无法利用先进的教学理论指导教学实践等方面，使其与专家型的教师存在较大的差距。

其次，对小学信息科技教师展开全区范围内的学科教学设计能力行动研究。通过对比研究的方式，调动一线教师参与研究过程的积极性，加强各片区、各教龄、各学科间教师的交流，分享教学设计文本和课堂教学、专业成长等方面的经验，实现取长补短和优势互补。以研究带动培训，在多维交流中形成互相学习、互相帮助的良好氛围，搭建学习共同体。采取分组的组织形式，让教师自主发现问题，借助优势差异使其自主学习，调动教师工作的潜能和主观能动性，使其尽快具备与时俱进的意识和能力。

最后，系统性培训计算机基础、以人工智能为代表的前沿知识与技术、教学设计的教育类原理性知识等方面的内容。一是立足教学实践问题，组织教师学习教学设计理论的前沿发展内容，包括建构主义和面向理解的教育学、促进认知发展等方面的教育理论，引导教师利用先进理论发现、分析和解决教学设计中的问题。二是组织教师学习计算机及网络的相关知识，掌握并应用人工智能的相关技术，了解图形化编程与Py⁃thon等编程知识技能，提高教学质量，满足社会发展对人才的信息素养要求。教师要加强对学科本质的了解，将教学设计的教材分析、学生分析、教学目标的制定、教学策略等一般过程模式，深入整合进学科课程特征，指导教师合理规范的设计教学方案，通过带动教师学科教学设计水平的提升，促进其专业发展，以适应教师日常教学与自主学习等专业发展的需要。

（二）采用全新的教学方式

1.搭建智能学习平台。

AI 等技术在人工智能时代的广泛运用，离不开编程的支持，唯有加强对编程知识技能的学习，才能实现人工智能技术的有效利用。神经网络算法、机器学习算法是编程学习的关键所在，利用这两种算法可满足人类与计算机有效沟通的需求。作为一名小学信息科技教师，需合理运用编程技术构建编程教学体系，搭建智能学习平台。以六年级编程为例，首先要根据学情和教学内容，合理创设教学情境。在新课导入环节引入游戏情境，激发学生的学习热情，更适用于高年级的小学生。其次，实施并指导Scratch图形化编程，通过学习引导学生树立编程思维，利用编程解决相关问题，实现所学知识的吸收内化和触类旁通。再次，设置学习项目或任务，并展开项目测试工作，根据基础层次提出封闭性、半开放性、开放性的问题，发展学生的整体性思维、纠错能力、分析能力和判断能力等综合素养。最后，利用问题检验学生对算法的掌握程度，发展学生的总结和分析、列表等能力。学生学习算法知识后，可利用编程的形式与机器人进行互动。

2.“人工智能+”翻转课堂。

小学生具有好奇心重、探究欲强的学习特点，为了培养学生参与信息技术知识学习的积极性，教师采用“人工智能+”翻转课堂的教学方式，依托丰富的教学资源调动学习兴趣，依托丰富的教学情境发掘学习潜能，使学生带着问题融入情境，保持高涨的学习热情，在探究中加强对知识的理解记忆。如在学习“制作诗集封面”相关内容时，教学目标是掌握制作艺术字的方法并学会修饰艺术字；掌握制作自选图形的方法并学会该图形的修饰方法，学会设置图片的叠放顺序；提升学习信息技术的兴趣。教学中，教师首先利用“人工智能+”，从网上选择一些关于诗集封面设计的优秀作品。将这些作品在课堂上一一展示，吸引学生的注意力，营造欢快的学习氛围。学生在观察作品时，教师需围绕学生学习的需求点和兴趣点设计问题，如“这些作品是怎样设计出来的呢？”“这些作品有没有打动你呢？”“如果你是一名设计师，你会怎样去设计呢？”依托问题驱动学生思考本课学习的重难点内容，提炼艺术字设计的方法和技巧，包括选择字库、编译艺术字文字、修改字体和字号等。然后利用人工智能技术导入“设计师设计诗集封面”的工作情境，特别是注意展示情境中客户对封面艺术字的设计质量提出的要求，配合播放相应的微课视频展示艺术字的制作流程，启发学生练习操作。在信息技术课堂上，教师要注意利用问题激发学生思考的积极性，指导学生认真分析问题，借助人工智能技术分析和解决问题，使学生明确地认识到人工智能技术的重要性。

（三）突出学生主体地位

1.任务驱动法。

迎合学生的好奇心和探究欲，在信息科技课堂上引入任务驱动教学法，以做任务的方式加深学生对信息科技知识的理解。创客式产品在升级改造过程中，逐步向着智能化的趋势发展。唯有让学生掌握更多信息科技相关的专业知识技能，才能快速高效地创作出智能项目。作为一名小学信息科技教师，要充分发挥学生的学习主体作用，让学生在自主学习、合作探究、讨论交流、分享心得中实现对知识技能的内化吸收。在开展任务教学时，教师首先设置任务清单，要求学生围绕清单上的知识内容进行深度学习。然后根据学生任务完成的程度和情况做出教学总结，以学生学习中遇到的问题为切入点，展开新课的理论知识讲解和实践操作活动。整个教学过程中任务的设计与实施至关重要。通常情况下，设计的任务内容既要体现对前一节课知识的复习，也要体现新课的学习任务。要合理地设置任务难度，保证大部分学生都能按时准确地完成。可以适当提供一些有梯度、有难度的任务，引导学生在闯关挑战中收获学习热情，挖掘学习潜能。如在“迷宫游戏”的教学中，教材分析了小猫走迷宫游戏的性质，让学生了解到这是一种按键类的游戏，通过按键控制角色在舞台中行走。为了使学生准确理解本课知识，教师先以人工智能技术演示“迷宫游戏”的操作过程，通过列知识清单的方式指导学生认识“迷宫游戏”的运作机理。然后将“迷宫游戏”的程序设计分解成脚本编写、“计时器”等若干个项目，让学生逐一进行探索学习，加强他们对程序功能的理解和应用。学生有在生活中玩迷宫游戏的体验，加上文本阅读能力和抽象思维能力正在逐步增强，依托教师的提问、小组的讨论鼓励学生总结出更适合更精简的方法，强化其认知水平，进而深入理解“迷宫游戏”程序设计的功能和过程。同时教师要注意加强对学生在游戏设计中的文明用语等问题的规范，充分发挥学生发展的引导和启发等作用。

2.小组合作交流。

教师组织学生成立小组学习单位，推动其在合作探究中积极参与学习活动，搭建学习共同体，提高学习效率。组织学生参与创作和设计等活动，检验学生对知识的掌握情况。小组合作学习模式，有利于发展学生学习的潜能和主观能动性，提供给学生展示和表达自我的机会，强化学生的信息科技专业知识，提高了学生的综合素质。如在学习“人工智能在身边”的相关内容时，教师布置“扫地机器人有什么功能”“什么是人工智能”“生活中有哪些地方用到语音识别输入”“你在哪里见过人脸识别技术”“机器人有哪些智能部分”“畅想在人工智能技术大发展的时代，未来的教室会变成什么样子”等问题串，先让学生进行独立思考，形成自己的观点，然后让学生进行小组合作交流探讨，在思维碰撞和集思广益中获得完整性的结论，拓展学生的学习思路，确保其深度学习。采取小组互评的评价方式，引导学生反思学习过程和表现，发现对方的优点和长处，实现取长补短和优势互补。

3.展开实践教学。

依托现代信息技术开展综合实践活动，有利于发展学生的知识技能，学生在探究和创新活动中充分展示自我，更利于促进学生的个性发展。如“创设导航集作品”综合活动，活动主题是创设导航并添加切换效果、集成作品，活动围绕案例《清新福建•魅力八闽》的集成、优化和完善展开。在合作探究中掌握超链接的概念，使其学会利用超链接的方式创设导航，用幻灯片添加切换效果。根据需要设置切换效果属性，根据创新活动的要求集成演示文稿作品。教材从生活中导航应用的场景出发，让学生感受演示文稿中导航的魅力，即在不同的展示内容之间跳转。学生通过创设导航，集成作品实践探究，掌握创建超链接与添加切换效果的方法，全局性地检查演示文稿，发现和解决作品中的不足与问题。在探究活动中，教师要从超链接的定义与对象分析出发，引导学生动手探究创设超链接的步骤，通过类比超链接与导航的功能，构建思维导图厘清演示文稿的内容结构，提炼主题内容，借助超链接方式制作导航条。同时教师要从演示的目的出发，让学生感受切换效果在增强演示文稿中的表现力方面的作用，填写活动记录单，使其理解切换效果与页内动画的不同点。在活动中研究添加切换效果的方法，通过对作品的播放、演示和试讲，引导学生欣赏和评价作品，发现作品的不足。创新活动中，教师要创新活动任务，引导学生综合运用添加切换效果、创建超链接等学科技能，集成演示文稿作品，发展学生集成演示文稿等方面的综合能力。

四、结语

人工智能时代对人才的能力素质标准发生转变，也对现代信息科技课程的教学有效性提出了更高要求，教师在教学改革方面的压力和挑战更大。立足教师的工作现状，采取“研训教”的一体模式，培养和提升教师的教学能力和工作能力。引导其运用全新的教学方式，构建高效课堂。