智能素养视域下人工智能在小学信息技术教学中的应用

项琴燕 浙江省宁波市北仑区实验小学

●智能素养

“智能素养”是近几年基于人工智能时代背景而衍生的概念，“智能素养”在学术界的定义尚未统一。《人工智能思维与人工智能素养的认识》中提出：人工智能作为有一定独立学科性质的课程，其核心培养目标应为“人工智能素养”，人工智能素养也应包含意识、思维、方法、创新应用、人工智能伦理等方面内容。[1]《人工智能时代中小学生智能素养框架构建及其培养机制探讨》一文中提出从智能意识、智能态度、智能伦理、智能知识、智能技能、智能思维、智能创新七个维度构建智能素养金字塔模型（如右图）。[2]

●教学实践

笔者将人工智能技术应用于传统教学，从“自言语言处理（AI写诗）、语音识别技术、文字识别技术”三个方面，把具有“内容相近，工具性明显，实践性强”的教学内容与人工智能进行有效整合，围绕“智能素养金字塔模型”的七个维度，构建现有课程与人工智能教育的联系，扩展延伸人工智能前沿知识与内容，从而实现在现有信息技术课程中渗透人工智能教育的目的。

案例1：AI写诗创新诗画创作

四年级的《给诗配画》是一节综合课，教学内容为：用“写字板”和“画图软件”形成一幅“诗配画”图。本课将人工智能中的“自然语言处理技术”应用于课堂。自然语言处理是指计算机分析和处理人类自然语言的技术，包括机器写作、机器翻译等。本课通过人工智能创新写诗，可分两种形式进行。

形式一：AI写诗学生作画。

①进入人工智能诗歌写作平台，选择诗歌样式，如七言绝句；②在输入框里输入关键词，如阳光；③单击“作诗”（几秒就会写出一首有关阳光的诗）；④单击“换一首”（同一个关键词可以作出多首不重复的诗）。

形式二：看图写诗大比拼。

人工智能“诗人”微软小冰看图写诗非常流行，教师在不改变教学目标的前提下，将教学内容顺序进行调换，改为“画配诗”，并将学生写的诗和人工智能写的诗做对比。①学生写诗：打开第1课时的画，根据画中的元素作一首诗，记录在“写字板”中。②AI写诗：打开网站“少女诗人小冰”，上传画的图片。人工智能写的诗和学生写的诗的对比如表1所示。

表1

从诗意上看，小冰创作的都是现代诗歌，和学生的诗歌相比，缺少了具体的情感态度，诗歌没有故事性，用意象词较多，意境比较朦胧。而学生创作的诗歌通常前后句子互相关联，具有故事性、趣味性，能体现情感。

案例2：语音识别助力文字输入

四年级的《计算机写作》一课要求学生在Word中写一篇作文，平时学生多以键盘拼音输入，而“语音识别技术”能让字句直接“读”入计算机。为了更好地体验人工智能支持下的语音输入法，教师要求学生写一篇以中文为主，中间穿插英文的作文，因为语音识别不仅能识别普通话还能识别多地方言及多种外语，此外还增加了翻译功能。

通过本课的学习，旨在让学生在日常学习生活中，不仅能选择适合自己的输入法高效地完成各项事务，还能尽可能地发挥输入法强大的功能解决更多的问题，即能有智能意识和智能思维。

案例3：文字识别解决文档录入

四年级的《汇编作文集》一课要求学生把纸质作文录入到Word中进行编辑。人工智能中的“文字识别技术”可以解决问题。文字识别技术就是计算机能根据字符的特征，将其识别并转换成可编辑的文本。

课上教师提供三种文字识别的方法：①百度AI开放平台；②转易侠OCR文字识别；③搜狗输入法智能助手图片识别。

文字的识别率受拍照环境、分辨率、字迹清晰度等因素的影响。本次体验活动，教师用同一部手机在同样环境下拍摄手写作文，发现手写文字的识别率以字迹为最主要因素，教师将字迹最清晰和字迹最潦草的两份作文所识别的字数进行计数得出识别率百分比。本课的教学内容是文档的修改，将识别后的文字复制粘贴到Word中，教师对识别错误部分进行文档修改教学，并分别对字迹清晰和字迹潦草的学生完成修改进行计时（如下页表2）。通过分析表2可知，除了搜狗输入法的图片识别工具对潦草字迹识别率较低外，AI开放平台和专业OCR软件的识别率都比较高，修改时间均比直接用拼音输入短，大大缩短输入用时，为后期的文档修改和编辑提供了极大的便利。

表2

本课文档修改和编辑是教学重点，而文档录入是前提，此时应用文字识别技术恰到好处地解决了大量文档录入这一实际需求，让课堂教学更加高效，也让学生切身感受了文字识别技术的价值和人工智能带来的便捷，形成了初步意识，萌发了应用人工智能解决需求的动机。

文字识别技术在生活中还有许多应用，如识别车牌号、票据、证件等。教师可根据实际情况进行拓展延伸，让学生掌握用文字识别技术解决实际问题的方法和能力，培养智能思维和技术。

●收获与反思

1.收获：课程环节与智能素养框架表

经过多次案例实践，笔者梳理了教学过程中融入人工智能的各个环节，结合智能素养，归纳总结出基本的框架结构，如表3所示。

表3

2.反思：人工智能融入课堂的关键

人工智能不仅仅是工具，也是重要的教学内容。在人工智能时代，传统的教学内容和教学方法仍然是非常有价值的，关键在于教师应当关注人工智能与教学策略的深度融合，将智能技术以更加灵活和创新的方式应用到教学中，以丰富教学资源、创新教学内容、提高学生学习的体验性与探索性，从而更好地赋能学生的学习与发展。[3]