人工智能在小学信息技术教学中的应用

□福建省晋江市陈埭镇江头中心小学 庄艳红

随着科学技术的发展，人工智能已经逐渐进入教育教学领域。在小学信息技术教学中，教师积极应用人工智能技术展开教学，能够辅助学生进行更高质量的课程学习。信息技术是一门以现代化技术为依托的学科，人工智能技术的运用将大幅提高学生学习的实效性，为学生设计更多人工智能实践应用活动，引领学生参与与人工智能技术相关的实践探索，丰富学生的感知，促进学生学科核心素养的发展。以此为基础，学生也将感受到学习的意义和重要，以更为积极且良好的态度参与到课程学习中。基于此，文章分析了人工智能在小学信息技术教学中的应用价值，探究了人工智能在小学信息技术教学中的应用策略，旨在为学生提供更为良好且丰富的学习环境，促进他们的有效发展。

一、人工智能在小学信息技术教学中的应用价值

（一）有利于激发学生探究欲望

人工智能在小学信息技术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技术教学中的应用策略

（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，在闽教版小学信息技术《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。

如上，在指导学生学习制作趣味编程游戏的时候，教师给学生设计了智能化的学习活动，让学生的整个编程学习及编程实践都能够有所依托，充分发挥学生的自主性，满足学生利用人工智能技术展开各种算法应用及实践操作的需求，构建更为完善的编程教学体系。同时，也为学生搭建了智能化学习平台，让学生学得轻松、学得快乐，提升学生的技术应用能力。

（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，在闽教版小学信息技术《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。

（3）编写程序

在这一环节，智能教学系统将指导学生编写小车和鼠标交互的脚本、苹果落下的脚本等。需要注意的是，这一环节是比较难的模块，在学生自主编写的时候，教师要考虑到学生之间存有的个体差异。如果是学习能力比较强的学生，教师可以让他们按照这一系统的指示自主完成。如果是学习能力比较弱的学生，教师可以指导他们完成，在指导的过程中要彰显针对性与启发性，让这一层次学生的自主学习能力得到切实发展。

如上，教师利用人工智能指导学生完成自主学习，提高了他们的自主探究意愿，促进学生获得有效发展。

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，在闽教版小学信息技术《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。

（3）智能问答

当学生完成了教材的阅读之后，教师可以借助语音识别系统，以组为单位，规定时间，让各个小组展开智能问答活动。语音识别系统向小组成员提出问题，小组成员回答，系统再识别对错，继续提出下一问题，看哪一个小组最先回答完，并且正确率最高。比如，学生阅读完教材46—48 页有关于“传感器”的内容之后，语音识别系统便可以向各个小组提出以下问题：

1.传感器的作用有哪些？

2.传感器根据处理信息的方式不同可以大致分为哪几类呢？

3.你们知道哪些传感器呢？它们又有什么功能呢？

如上，语音识别系统可以根据各个小组成员回答的内容提取关键词，判断内容的正确性、完整性等，最后将数据汇总。教师可以在系统终端适时检查各个小组学生回答的内容，最后筛选出最优秀的小组并予以奖励和表扬。这样能够对小组学生起到激励与带动作用，促进他们后续展开更为高效的互动实践操作。

（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。小学信息技术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，在闽教版小学信息技术《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。

（四）利用人工智能，拓展课后实践维度

信息技术在现实生活中的应用是比较广泛的，教师要对接学生的生活实践，在生活应用中讲解人工智能的相关内容，让学生得以在实践中应用人工智能技术，丰富学生的感悟与思考，使其得以在实践训练中形成核心素养，拓展课后实践的维度，为学生的自主化发展提供支撑。

例如，在闽教版小学信息技术《综合活动2 制作阳光运动计步器》教学时，教学目标是让学生在掌握加速度传感器功能后展开制作计步器的活动。在这一环节中，首先，教师要指导学生进行课后实践探究，让他们以小组为单位，去各大商场调研计步器的功能，体现人工智能技术在计步器中的具体使用。其次，当学生完成了调研之后，教师再让各个小组根据自己调研的结果进行总结，并结合课本教材中展示的关于制作阳光运动计步器的操作步骤完成计划报告，撰写自己制作计步器的方式，丰富学生的学习感知体验。各个小组根据自己撰写的制作方式与步骤，便可以完成计步器的实践制作，综合思考人工智能技术（micro.bit 板）的功能。比如，它具有识别人体姿态变化的功能，随即学生也将综合运用这一技术，演示人体运动的不同模式，并思考这一技术捕捉人体姿态变化情况的具体操作模式，然后联通捕捉数据与LED 屏显示的路径，完成阳光运动计步器的制作。最后，完成了计步器之后，学生还可以在课后积极运用这一计步器记录自己课后运动实践的过程。从这种实践操作模式着手，能给学生带来更好的感知体验，让学生的课后实践活动推向深入，为他们提供内化所学知识的机会。

三、结语

综上所述，在信息化背景下的课程教学中，小学信息技术教师应该使用人工智能技术丰富并创新课程教学的模式。教师要清晰地认识到人工智能技术在信息技术课程教学中的应用价值，采取有效的策略与措施科学合理地使用人工智能，指导学生在科学技术的作用下完成自主实践与探索，开展高质量的训练活动，获得更为丰富且深刻的体验。这样不仅能够加深学生对人工智能的认识与理解，也能够培养更多的智能型发展人才，助力信息技术课程教学价值的发挥。