基于人工智能的小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)研究

摘

要：人工智能是一門涵蓋神經(jīng)生理學(xué)、控制論、計(jì)算機(jī)等多個(gè)領(lǐng)域的綜合性學(xué)科。以人工智能為手段開展小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)，可以真正調(diào)動(dòng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，為學(xué)生構(gòu)建出廣闊的發(fā)展空間，為學(xué)生日后的學(xué)習(xí)與生活奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?；诖?，文章簡述了人工智能發(fā)展現(xiàn)狀，指出了人工智能在小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科應(yīng)用中的問題，并結(jié)合自身的研究與教學(xué)實(shí)踐，對(duì)人工智能引領(lǐng)下的小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)的開展進(jìn)行了全面、深入的研究。關(guān)鍵詞：人工智能;小學(xué)信息技術(shù);課堂教學(xué)經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展推動(dòng)了人工智能技術(shù)的發(fā)展，并在教育乃至社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。為此，國家針對(duì)人工智能發(fā)展提出了相應(yīng)的計(jì)劃，并倡導(dǎo)教育工作者加強(qiáng)人工智能技術(shù)的應(yīng)用。在小學(xué)階段開展人工智能課程，鼓勵(lì)學(xué)生加強(qiáng)這方面的研究和創(chuàng)新，可以為學(xué)生創(chuàng)新力的發(fā)展奠定基礎(chǔ)?？萍歼M(jìn)步推動(dòng)了人工智能的產(chǎn)生，其在教育領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)化了傳統(tǒng)教育模式，提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。教師利用人工智能開展教學(xué)，不僅可以集中學(xué)生注意力，更能提升學(xué)生的課堂參與度，力圖通過輕松、良好學(xué)習(xí)氛圍的營造，提升小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)質(zhì)量與效率?；诖?，文章立足小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)，從人工智能視角出發(fā)，對(duì)文章主題進(jìn)行深入的研究。一、人工智能發(fā)展現(xiàn)狀人工智能是互聯(lián)網(wǎng)與計(jì)算機(jī)發(fā)展結(jié)合的產(chǎn)物。在全新時(shí)代下，人工智能技術(shù)被廣泛應(yīng)用到了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，比如計(jì)算機(jī)視覺、機(jī)器學(xué)習(xí)等，大力研究與發(fā)展人工智能的目的在于代替人類完成復(fù)雜、危險(xiǎn)的工作。人工智能在社會(huì)各領(lǐng)域的應(yīng)用，推動(dòng)了社會(huì)的發(fā)展與前進(jìn)。但也有專家指出：人工智能的發(fā)展會(huì)讓人缺失獨(dú)立思考的能力，最終被人工智能統(tǒng)治。人工智能在各領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)取得了不錯(cuò)的成果，比如智能識(shí)別、人機(jī)對(duì)弈、知識(shí)工程，其中智能識(shí)別即借助3D識(shí)別引領(lǐng)開展多方面的識(shí)別分支，比如人像識(shí)別、語言智能識(shí)別等;人機(jī)對(duì)弈即人類和機(jī)器的一種比賽，代表是AlphaGo戰(zhàn)勝韓國圍棋世界冠軍;知識(shí)工程即通過對(duì)知識(shí)本身的處理、對(duì)學(xué)習(xí)對(duì)象的研究，主要體現(xiàn)于智能搜索和翻譯。文章通過對(duì)人工智能的分析與研究發(fā)現(xiàn)，雖然人工智能尚處于發(fā)展階段，但對(duì)人們的生活、學(xué)習(xí)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響?；诖?，教師必須抓住時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)，積極探尋人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用的策略。二、人工智能在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)應(yīng)用的問題通過對(duì)教師利用人工智能技術(shù)開展小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)分析與研究，總結(jié)了教師利用人工智能開展教學(xué)的幾點(diǎn)問題：（一）未引起教師重視部分教師認(rèn)為人工智能技術(shù)是一項(xiàng)極其復(fù)雜的教育手段，加之自身經(jīng)歷和專業(yè)有限，面對(duì)人工智能技術(shù)會(huì)產(chǎn)生恐懼心理，最終導(dǎo)致人工智能技術(shù)的應(yīng)用停留在淺層。在傳統(tǒng)模式的影響下，學(xué)生面對(duì)枯燥、乏味的教學(xué)內(nèi)容，其抵觸心理也不斷加劇，不僅影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)，也降低了小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)質(zhì)量與效率。（二）設(shè)備尚待健全外部環(huán)境是實(shí)現(xiàn)人工智能技術(shù)在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)應(yīng)用的前提條件，環(huán)境包含物質(zhì)和內(nèi)在環(huán)境兩個(gè)方面。物質(zhì)環(huán)境即學(xué)校計(jì)算機(jī)配備是否齊全，內(nèi)在環(huán)境即學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性、教師的專業(yè)水平。通過研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)校計(jì)算機(jī)設(shè)備尚不健全，偏遠(yuǎn)山區(qū)存在兩人共用一臺(tái)電腦的情況，不僅影響小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)的有序開展，同樣制約人工智能在教學(xué)過程中的滲透。三、小學(xué)信息技術(shù)課堂利用人工智能的教學(xué)目標(biāo)和意義（一）教學(xué)目標(biāo)利用人工智能技術(shù)開展小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)，要秉持適配性的原則，即要與信息技術(shù)課程要求結(jié)合起來，助力小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。隨著新課改理念的不斷滲透，小學(xué)信息技術(shù)課堂只有做出目標(biāo)的轉(zhuǎn)變，才能培養(yǎng)學(xué)生的編程能力，才能推進(jìn)小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)的有序開展。小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)是一門實(shí)操性很強(qiáng)的學(xué)科，以培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)為主要目標(biāo)，利用人工智能開展教學(xué)不僅可以助力教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，還能促進(jìn)學(xué)生解決實(shí)際問題能力的提升。另外，利用人工智能技術(shù)開展小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)，需要教師從知識(shí)教學(xué)向著培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力方向的發(fā)展，并基于新課標(biāo)要求，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)信息技術(shù)的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而喚醒學(xué)生對(duì)信息技術(shù)的探索欲望，為他們?nèi)蘸蟮某砷L與發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（二）教學(xué)意義在現(xiàn)代化理念指導(dǎo)下的小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)中，教師只有轉(zhuǎn)變舊理念，積極探尋人工智能和信息技術(shù)的結(jié)合點(diǎn)，才能優(yōu)化課堂教學(xué)模式。另外，人工智能技術(shù)的應(yīng)用，還能轉(zhuǎn)變教師的理念，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)教學(xué)模式的優(yōu)化和改變，進(jìn)而提升小學(xué)生的課堂參與度。利用人工智能技術(shù)開展教學(xué)的一大標(biāo)志在于促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)，所以人工智能對(duì)學(xué)生綜合能力的發(fā)展提供了積極的引領(lǐng)作用。在大數(shù)據(jù)時(shí)代下，人工智能技術(shù)可以幫助學(xué)生在大數(shù)據(jù)中搜集和分析學(xué)生的表現(xiàn)，提出有效的解決建議，并以此基礎(chǔ)優(yōu)化教學(xué)計(jì)劃。另外，人工智能技術(shù)為學(xué)生的信息技術(shù)學(xué)習(xí)提供了無窮的動(dòng)力。四、基于人工智能的小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)研究在未來，人工智能理論將會(huì)更加深入人心，其技術(shù)也會(huì)不斷地優(yōu)化。人工智能技術(shù)在小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)的應(yīng)用，不僅創(chuàng)新了課堂模式，而且提升了學(xué)生的技能，為小學(xué)生信息素養(yǎng)的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?；诖?，文章對(duì)人工智能技術(shù)引領(lǐng)下的小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)進(jìn)行了如下研究：（一）構(gòu)建情境，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣20世紀(jì)70年代，人工智能技術(shù)開始向教育領(lǐng)域滲透，教育行業(yè)迎來了嶄新的發(fā)展契機(jī)。在《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中明確指出，在基礎(chǔ)教育階段開設(shè)人工智能課程，通過拓寬編程教育，鼓勵(lì)各方力量參與到編程教學(xué)軟件的開發(fā)中來。由此可見，人工智能有著廣泛的發(fā)展前途，身為一名教育工作者必須重視起來。為了實(shí)現(xiàn)人工智能在教育領(lǐng)域的有效滲透，教師必須借助生活實(shí)踐開展，以拉近學(xué)生與人工智能的距離，通過人工智能技術(shù)在生活實(shí)際的應(yīng)用講述，可以讓學(xué)生近距離了解人工智能，并進(jìn)一步喚醒學(xué)生對(duì)人工智能的探究興趣。例如在學(xué)生了解人工智能這門課程時(shí)，教師便可以為學(xué)生列舉生活中的人工智能現(xiàn)象：智能手機(jī)、圖形密碼、人臉識(shí)別等，都是人工智能技術(shù)的應(yīng)用。從支付方式來看，人工智能技術(shù)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的交易模式，公司、各大商場(chǎng)開始利用二維碼進(jìn)行付款，這都是人工智能在人們生活中的應(yīng)用。通過列舉生活事物，可以讓學(xué)生對(duì)基本的圖像識(shí)別、語言識(shí)別等系統(tǒng)有了解，并進(jìn)一步喚醒了學(xué)生對(duì)人工智能知識(shí)的探究興趣。以人工智能技術(shù)為引導(dǎo)的小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)，為學(xué)生的高效學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（二）開展創(chuàng)客教育，滲透人工智能啟蒙教育在新課改理念下，教師一直探索如何將人工智能課程落實(shí)到小學(xué)信息技術(shù)課堂中來。眾所周知，智能化的人工系統(tǒng)，通過思考、執(zhí)行“命令”代替人類完成復(fù)雜、危險(xiǎn)的事情，簡言之就是人將自己的思想、認(rèn)知賦予了機(jī)器，通過理性的開展工作，提升效率。創(chuàng)客教育的出現(xiàn)是人工智能在教育領(lǐng)域滲透的推動(dòng)力，創(chuàng)客教育通過項(xiàng)目教學(xué)，以學(xué)生興趣為抓手，鼓勵(lì)學(xué)生利用現(xiàn)代化工具進(jìn)行創(chuàng)造，并通過團(tuán)隊(duì)合作解決問題。文章通過對(duì)創(chuàng)客教育和人工智能教育的分析，總結(jié)了兩者的共同特點(diǎn)——?jiǎng)?chuàng)新。從自身來看，他們都是多學(xué)科領(lǐng)域的融合，都涉及前沿科技，他們的踐行可以推動(dòng)學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展。因此，在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中，教師要通過開展創(chuàng)客教育推動(dòng)人工智能技術(shù)的落實(shí)，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生分析力、實(shí)踐力、創(chuàng)新力的全面發(fā)展。（三）巧用人工智能系統(tǒng)，提升學(xué)生的信息技術(shù)應(yīng)用能力智能教學(xué)、決策和仿真系統(tǒng)是人工智能技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)領(lǐng)域的三大方面，在助力小學(xué)信息技術(shù)開展中發(fā)揮著重要作用，可以為師生提供良好的發(fā)展空間，可以滿足學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)，可以讓教師精準(zhǔn)把握不同層次學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)情況，并通過為學(xué)生制訂符合其自身情況的發(fā)展計(jì)劃，深化學(xué)生對(duì)信息技術(shù)知識(shí)的理解，進(jìn)而從根本上提升小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)能力。需要注意的是：智能仿真技術(shù)是仿真與人工智能的集合，它的應(yīng)用不僅僅提升了教學(xué)效率，而且解決了傳統(tǒng)信息技術(shù)教學(xué)無法解決的問題，通過仿真實(shí)驗(yàn)完成建模，進(jìn)而提升小學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。（四）尋找學(xué)習(xí)載體，提升學(xué)生創(chuàng)編人工智能的可能性隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，很多的創(chuàng)客器材得以升級(jí)和優(yōu)化，并進(jìn)一步提升了其在教育領(lǐng)域應(yīng)用的可能性。比如小貓科技、齊樂方等，都體現(xiàn)了人工智能元素，借助他們創(chuàng)作出的人工智能項(xiàng)目，幫助學(xué)生建立起學(xué)習(xí)的信心，進(jìn)而促使學(xué)生主動(dòng)參與到教師組織的教學(xué)活動(dòng)中來。例如在“貓的眼睛”的教學(xué)中，教師便可以借助小貓科技的Arduino、Micro、bit硬件與Scratch3.0軟件，引導(dǎo)學(xué)生開展編程活動(dòng)，進(jìn)而為學(xué)生構(gòu)建起人工智能科技應(yīng)用的環(huán)境，以幫助學(xué)生更好的理解相關(guān)知識(shí)，進(jìn)而提升學(xué)生的信息技術(shù)應(yīng)用能力。在小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)中，通過建立人工智能知識(shí)體系，可以深化學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，并在實(shí)踐活動(dòng)開展中讓學(xué)生了解最前沿的人工智能知識(shí)，以為學(xué)生綜合能力的提升與發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（五）健全評(píng)價(jià)機(jī)制，推動(dòng)學(xué)生全面發(fā)展教師除了利用人工智能技術(shù)開展信息技術(shù)教學(xué)活動(dòng)外，還必須創(chuàng)新測(cè)評(píng)方式。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在教育的滲透，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為教學(xué)的一個(gè)重要手段，在當(dāng)今的課堂教學(xué)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。文章通過對(duì)傳統(tǒng)與無紙化測(cè)評(píng)方式的分析，發(fā)現(xiàn)以信息技術(shù)為指導(dǎo)的評(píng)價(jià)模式更具優(yōu)勢(shì)。例如，教師在完成某個(gè)知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)之后，可以以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)題目，讓學(xué)生隨機(jī)抽取完成測(cè)驗(yàn)。在這一過程中，會(huì)涉及人工智能技術(shù)，借助這一測(cè)評(píng)方式，可以及時(shí)了解學(xué)生的知識(shí)掌握程度，便于為學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)制訂出相應(yīng)的計(jì)劃。另外，教師還可以發(fā)揮人工智能優(yōu)勢(shì)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況做出科學(xué)、合理的評(píng)價(jià)，通過追蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)工程，避免評(píng)價(jià)的片面性。以信息技術(shù)為載體的評(píng)價(jià)模式，可以解決因教師專業(yè)能力不一無法對(duì)學(xué)生做出合理評(píng)價(jià)的問題，從而進(jìn)一步提升評(píng)價(jià)效率，為學(xué)生的全面提升與發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。（六）加強(qiáng)培訓(xùn)，提升教師專業(yè)能力在信息化時(shí)代，為了推動(dòng)人工智能技術(shù)和信息技術(shù)教學(xué)的完美融合，教師必須轉(zhuǎn)變理念，通過自學(xué)和參加培訓(xùn)提升自身的專業(yè)能力，以推動(dòng)人工智能技術(shù)和學(xué)科教學(xué)的融合。另外，學(xué)校要秉持時(shí)代發(fā)展要求，根據(jù)教師的實(shí)際情況，開展不同主題的信息技術(shù)培訓(xùn)活動(dòng)，以為教師更好的利用人工智能技術(shù)開展教學(xué)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。與此同時(shí)，學(xué)校還可以通過“引進(jìn)來”的策略，邀請(qǐng)專業(yè)人士開展演講活動(dòng)，以拓寬教師視野范圍，提升教師的認(rèn)知。教師還可以充分整合自己的課余時(shí)間，建立起一套完備的理論知識(shí)體系，為信息技術(shù)教學(xué)活動(dòng)的持續(xù)開展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。五、結(jié)語綜上所述，小學(xué)信息技術(shù)學(xué)習(xí)的目的在于為學(xué)生日后的計(jì)算機(jī)技術(shù)學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)。隨著人工智能的興起以