整体发展 智慧育人：核心素养背景下的小学人工智能趣味教学策略

摘" 要：新时期的教学提倡素质教育，体现以生为本的教学理念，强调从学生的成长角度出发设计教学过程，更有利于培养学生的自主探索能力与学习实践意识。此外，传统的讲授制学习模式已经不适合快速变化的社会对人才的要求。因此，新时期的课堂不仅要注重传统文化知识的教学，更要注重互联网背景下各种前沿技术的引入，打开学生的思路。针对核心素养背景下的小学人工智能趣味教学现状与问题展开探究，并通过构建“场景分析—理论认知—迁移运用”的教学体系，使学生在个性化学习过程中深入了解人工智能的内涵与多元应用，从而提升其数字生活的适应能力与创新意识。

关键词：核心素养；信息科技；小学人工智能；趣味教学；数字生活

文章编号：1671-489X（2025）01-00-04

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2025.01.0

0" 引言

本文所论述的人工智能（AI）趣味教学主要分为两个部分。

一是改变传统教育的理念，将以往的填鸭式教学方式转变为由点及面的系统性学习过程，即针对单元学习的重难点进行纵深式学习，使学生拓展对重难点知识的了解面，然后利用单元学习框架进行整体梳理与知识运用，最终形成多维一体的单元整体认知，既做到注重单个知识点的深度，又做到兼顾单元整体知识点的广度[1]。

二是改变以往的教学场景。传统教学模式下教师一人在讲台上讲解知识点，学生在讲台下被动地接受知识，首先是学生的学习积极性得不到激发，其次是对于较为抽象的学习内容没有办法做到当堂学、当堂用，由于没有实践机会，经常是课上有印象、课后全忘完光。因此，教师需要针对学生的学情及时制定学习策略，形成其专属的学习内容，并形成课前预习、课中学习、课后巩固的完整闭环，采用直播、录播、游戏、圆桌会议等多种教学形式，将学习由“单口相声”转变为众人主动参与，真正做到因材施教，全面增强教学效果。

1" 核心素养背景下的小学人工智能趣味教" "学现状与问题

1.1" 现状

人工智能从提出到现在，经历了三个重要的发展阶段：

第一阶段是从基本的符号推理到系统性的逻辑运算；

第二阶段是语音识别、语音翻译、专家系统等层面的分化研究；

第三阶段是图像识别、深度学习、神经网络等先进技术在各个行业领域的运用。

这是一个逐渐递进的过程。加上算力算法和大数据的不断发展，如今的人工智能已经取得突破性的进展，成为教育等领域不可或缺的组成部分[2]。

2022年4月21日，具有里程碑意义的《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称新课标）发布，信息科技取得独立课程地位[3]。新课标围绕数据、算法、网络、信息处理、信息安全、人工智能等六条逻辑主线组织课程内容，为小学阶段人工智能教学提供了重要支持。

1.2" 问题

义务教育阶段信息科技教学中存在的问题及影响见表1。

1.2.1" 未能完全做到因材施教

虽然人工智能课程教学在许多地区的小学中进行了试点，并且相较传统教学模式已经取得长足进步，但是仍然有些地区未能完全做到因材施教，原因主要在于教师对于人工智能的认知不足，只是将其作为缓解学生厌学情绪的添加剂，在进行教学时采用的仍然是传统的讲授法。此外，教师对于人工智能设备的任务设置过于单一，比如只是单纯地让学生利用人工智能完成基本的课堂作业，并没有根据学生的实际情况设计对应的任务，导致体系化学习和分层化学习成为一个空洞的口号。

1.2.2" 未能激励学生互动学习

人工智能为学生进行小组探究活动和课外学习实践提供了良好的机会与平台，学生可以利用人工智能的资源搜索功能，寻找与主题任务契合的案例，根据自己的兴趣与能力进行改编，与小组成员进行分工实践，一起完成任务。同时，学生可以利用人工智能浏览无法到达的地方，进行实地式的考察，比如利用虚拟现实（VR）设备进行虚拟现实体验，与遥远的博物馆或者科技馆进行连线，进行仿真式和即时面对面交流，这都是人工智能带给学生的良好学习体验。但是，在实际教学过程中，很少有教师花费心思拓展课外资源，构建多样化的学习任务，甚至教师自身也不太了解人工智能的运用。所以，不管是从技术资源层面，还是从教师意识层面，都需要进一步加强，从而为学生进行多元化的小组实践活动提供机会，锻炼学生的小组协作能力与学习实践意识。

1.2.3" 未能提供足够的教学资源

人工智能可以将资源以不同的学习形式提供给学生，虽然网络上的资源十分丰富，但是由于没有科学合理的筛选标准，导致实际能作为教学素材的资源类型较少，尤其是二、三线地区的学校，其连人工智能设备都很缺乏，更别说教学资源了。此外，教科书上的资源需要进行一定处理才能转化为人工智能教学的内容，但这个工作需要专业人员来进行，因为教师不具备专业技能，无法及时根据学生的学习动态进行调整更新，所以在一定程度上影响了人工智能对于学生学习进度的反馈与促进作用。因此，如何保证有效的学习资源的输入是一个值得思考的问题。

2" 核心素养背景下的小学人工智能趣味教" "学策略

2.1" 进行情景式编程，构建系统教学体系

新课标明确指出，要注重以科学原理指导实践应用[3]。在进行人工智能教学过程中，要以科学原理为指导，建立起“场景分析—理论认知—迁移运用”的教学体系。教师需要根据小学生的身心特点与学习能力制定人工智能的运用场景，使学生在具体情景中感知人工智能的含义与运用方法[4]。

以“优必选”人形机器人伴读为例，机器人有着丰富的网络资源与科学合理的逻辑思维，在面对不同问题情境时可以灵活展现最优解，帮助学生快速获取结果。比如在进行传统戏曲文化——变脸的学习时，学生可以询问机器人变脸的含义及由来，机器人可以通过面部屏幕生动展现不同脸谱的特点。在激发学生了解变脸文化的兴趣后，教师可以开展“创新脸谱”的编程游戏，教授学生编程的基本概念、原理和系统编程方法，并结合热门编程软件实现动态化的变脸过程与进行个性化的脸谱创作，同时可以鼓励学生结合生活经验进行编程创作，为人形机器人增添不同的换脸内容，使学生通过编程作品体会人工智能在学习中的运用价值与编程技巧，从而构建“场景分析—理论认知—迁移运用”的课程体系。

2.2" 探索生活中的案例，个性化地设计智能设备

在教学过程中，教师要注意将课堂还给学生，即不能完全代替学生进行课堂决策和设计课堂任务。教师可以在课前为学生设计一个课堂主题，然后提供大致的学习框架；在正式进入课堂时，为学生提供资源支持与方法支持，使学生根据教师提供的框架自主进行内容填充，决定自己的学习内容与学习方式。这样能够激发学生自主学习的兴趣，逐渐培养学生发现重难点问题的能力，并主动思考如何将所学知识运用到生活中去。具体教学策略如图1所示。

上述策略的情景式编程只是人工智能学习的第一站，教师可以进一步以智能机器人的设计与制作为主题，引导学生进行生活情景调查，发现各个行业机器人的运用情况，比如医院大厅的导诊机器人、银行门口的柜台机器人甚至外卖机器人等，使学生深入了解这些机器人所处的场景以及发挥的多样的作用，并简单了解设计与制作原理。但是由于义务教育阶段的学生智力能力有限，因此，教师可以将智能机器人的功能分解，如仅需要学生通过编程设计和动手操作，实现机器人打招呼的功能，即听到语音指令后分别回复不同的问候语。

教师首先为学生讲解基本的机器人语言设计原理，以及制作材料的选取和装配技巧。在这个过程中，通过智慧学习平台搜集相应的设计课程与材料特性讲解的实践案例，让学生一步步地根据课程指引进行操作。同时，可以引入虚拟现实设备进行讲解，使学生直观地看到每一步设计与制作的成果样式，便捷地知道每一步操作对应的结果，不至于手忙脚乱或者因为过程烦琐而失去耐心。教师要时刻关注学生的操作过程，针对学生的学习心态与动作进行指导，及时对学生进行鼓励，并给予资源支持。

2.3" 结合生活体验，自主设计智能设备

人工智能的重要作用在于能够运用大数据与算力算法不断地感知使用者的状态和能力，然后根据一定的理论模型提供科学合理的行为建议，帮助使用者生成个性化的学习体验。教师要根据这一特点引导学生以学习管理机器人为主题开展测试、美化等多项活动，优化机器人设计成果。教师引导学生一步步进行智能机器人的设计，使学生对编程、架构、系统等知识有详细的了解。这样的深度学习的过程可以使学生利用感官体验与思维训练来提升对人工智能的参与热情和逻辑认知，使学生信息科技核心素养得到进一步的提升[5]。

教师引导学生参与学习管理机器人主题项目活动，使学生深入动手实践，切实提升学习能力。如为了改善学生课余时间使用电子设备的情况，教师可以引导学生设计电子设备使用情况提醒的机器人，鼓励学生自主对UI界面与编程、特定语言动作进行设计测试，需要实现的功能主要为：机器人将学生每日使用电子设备的情况进行详细分析后发送至教师邮箱与家长邮箱，内容包括学生在学校与家庭智能设备上上网打开特定的娱乐、学习应用类型，上网的时间，上网操作等表现等。机器人可以以每周为时间段进行分析，得出关于学生使用电子设备的详细报告；同时，根据学生的电子设备使用情况适时进行语言、肢体形式的提醒，并针对学生的学习问题、生活问题提出个性化的建议。尤其是在作业系统中，学生可以看到自己每天、每周、每月的动态学习报告，在接下来的学习过程中，机器人可以主动根据相关理论模型以及学习大纲的要求，为学生匹配对应的课业任务和趣味性学习互动，比如提供诗篇“对弈”、情景扮演问答、联合创作等功能，在陪伴学生的同时加强其学习实践。学生需要针对以上机器人功能的实现进行多次设计与测试，最终得出稳定的设计成果。

2.4" 运用跨学科思维，拓展多元学习方式

新课标强调：应拓宽学科学习和运用的领域，注重跨学科的学习，使学生在不同内容和方法的相互交叉、渗透和整合中开阔视野，提高学习效率，初步获得现代社会所需要的实践能力[3]。因此，利用人工智能平台进行跨学科实践活动有其必要性与可行性[6]。通过以上智能机器人的设计、测试与运用过程，学生对人工智能有了较深入的了解，教师可以引导学生展开思考，将智能机器人与虚拟现实技术、智慧学习平台、以多媒体教室为代表的学习平台进行结合，赋予智能机器人多场景的运用方法。同时，可以结合多学科的知识，给学生带来多元学科融合的奇妙效果，帮助学生开阔知识视野、淡化学科界限，有利于学生在生活中根据实际情况解决问题。跨学科多元学习方式如图2所示。

比如，人工智能可以与数学学科相结合，尤其是在进行编程设计的时候，可以将多进制内容及分类算法、回归算法与数学的相关知识联系起来。在学习分数的基本运算时，有的学生对分数的概念总是理解不透，甚至无法将生活中的经验与分数联系起来，更别说对较抽象的题目进行计算了。为了解决这个问题，教师可以利用人工智能设备，将教材上的学习内容进行可视化、动态化操作，尤其是在计算的时候，使学生可以直接用手将相应的内容进行移动、缩减、放大或者消除等操作，其中希沃电子白板可以灵活地进行该操作，并将操作过程完整地保存下来。教师还可以让学生通过虚拟现实设备沉浸式地体验数学知识中抽象概念的计算，比如小数乘除法的理解与运算、圆周率的计算原理等，都可以通过动态且形象的过程进行展示。这样的学习过程不仅可以帮助学生高效地掌握多学科的知识内容，而且可以培养学生从多个角度理解知识点含义的能力。

3" 结束语

人工智能作为现代科技的发展趋势，对基础教育环境有着重要的优化作用，既能够丰富教学内容，又可以开展趣味教学形式，为学生打开另一扇成长成才的大门。本文从人工智能教学的价值认知、设计实践过程、跨学科实践拓展方面展开研究，论证小学人工智能教学的必要性与可行性。需要注意的是，教师作为教学过程的设计者与指导者，在教学设计与实施的过程中要将课堂“还”给学生，需要对学生学习人工智能的课堂与实践表现保持关注，结合学生学情与教学资源开展实践教学活动，这样才能有效调动学生的学习积极性与探索欲望，真正提升学生的学科素养与情感认知。

4" 参考文献

[1] 谢忠新，曹杨璐，李盈.中小学人工智能课程内容设计探究[J].中国电化教育，2019（4）：17-22.

[2] 张志新，杜慧，高露，等.发达地区中小学人工智能课程建设现状、问题与对策：以某“新一线”城市为例探讨[J].中国电化教育，2020（9）：40-49.

[3] 中华人民共和国教育部.义务教育信息科技课程标准（2022年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2022.

[4] 陈维维.学龄前儿童人工智能启蒙教育的研究现状与实践路径[J].电化教育研究，2020，41（9）：88-93.

[5] 刘俊波，乐进军.中小学人工智能课程建设初探[J].基础教育课程，2020（1）：16-20.

[6] 刘艳.学科实践：作为一种学科学习方式[J].教育研究与实验，2022（1）：57-63.