基于STEAM的小学人工智能校本课程开发探索

摘要：随着教育体制的改革和信息技术的进步，人工智能被广泛应用于多个领域，逐渐成为教育教学的重要手段。社会对学生的综合素质要求越来越高，所以学校要结合学生实际情况充分利用人工智能技术，以增强教学效果。基于ATEAM的小学人工智能校本课程开发能够确立合适的教学目标，丰富教学内容，促进学生的个性化发展。

关键词：人工智能；ATEAM；校本课程

前言：校本课程是以学校为主体，根据学生的具体情况并结合国家教育标准学校自主确立课程，能够充分满足学生的学习需求，提升教学质量。ATEAM是指科学、技术、工程、艺术和数学五个方向[1]，与人工智能具有紧密的联系。实现小学人工智能校本课程开发与ATEAM结合可以加深学生对人工智能技术的理解。

一、基于ATEAM的小学人工智能校本课程开发意义

第一，符合育人理念。在教育体制改革和新课标背景下，学校更注重培养学生的核心素养。传统的教学方式很难调动学生的学习积极性，难以实现教育目标。ATEAM包含多个培养目标和方向，实现跨学科教学，注重培养学生的综合素养，实现理论与实践的高度结合。基于ATEAM的小学人工智能校本课程开发符合新时代的育人理念和目标，可以有效促进学生的多学科、多方向发展。第二，促进学生的全面发展。人工智能课程多以教材为依托，虽然能够让学生学习较多的知识，但是缺乏针对性和个性化，难以促进学生的综合发展。小学生在正处于感知世界和探索世界的重要时期，如果只利用人工智能教材很难实现其综合素质的提升，所以基于ATEAM的小学人工智能校本课程开发以满足学生的学习需求为立足点，培养学生的逻辑思维，整合跨学科资源，挖掘学生的潜能，提升学生的主体地位。

二、基于ATEAM的小学人工智能校本课程开发策略

（一）遵循ATEAM教学理念，科学确定教学目标

教学目标直接决定教学方式的选择和教育策略的实施，而ATEAM涵盖多个领域和方向，为促进人工智能校本课程的开发指明方向，确保各项教学活动的有序开展，进一步完善教学路径，提升教学质量。例如，ATEAM中的科学目标是指充分了解人工智能技术的原理和发展方向；了解传感器的工作原理和特征；认识图像参数以及掌握基础的电学理论和应用；调动学生探究人工智能技术原理和知识的兴趣。ATEAM中的技术目标是指使学生了解基础的图像识别内容；能够基本处理文字和传感器应用方向；了解基础的编程含义，具备识别和解决人工智能技术的问题；帮助学生培养长远的人工智能思维。ATEAM中的工程目标是指掌握传感器和控制板的组装和连接方式；使学生感受人工智能技术的优势。ATEAM中的艺术目标是指在学习中逐渐掌握设计和开发硬件外观的能力，并利用自身的审美改善外观；优化界面，并随着学习提升审美能力。ATEAM中的数学目标是指掌握如正负数、变量等基础性的数学概念，并将其应用于编程中；培养学生逻辑思维，并可以用数学知识解决现实问题[2]。ATEAM包括不同的方向和目标，所以可以在开发人工智能校本课程的过程中整合教学资源，科学划分学习范围，实现学生的个性化发展。

（二）结合育人目标，科学安排课程内容

基于ATEAM的小学人工智能校本课程的教学对象是小学三年级以上的学生，但是每个学生在家庭环境、身体素质以及学习认知等方面存在差异性，所以教师应充分考虑学生的学习力。小学生的年纪偏小，并未接受过系统全面的教育体系，所以校本课程的学习难度应降低，以调动学生的学习积极性。教师应了解学生的学习水平和特点，因材施教，制定不同的课程方案，丰富课程内容，促进学生的全面发展。基于ATEAM的小学人工智能校本课程开发应划分为三个阶段，以对应不同层次的学生。第一，基础阶段。该阶段可以通过组建社团的方式帮助学生了解人工智能技术的基础知识，激发学生对人工智能技术的兴趣，挖掘具有计算机特长的学生。第二，进阶阶段。该阶段的学生已经具备了一些基础性的人工智能技术知识，并在日常生活和学习中或多或少地接触过人工智能技术，所以教师应开发编程课程，鼓励学生用编程软件设计简单的智能系统。以小组合作的形式自主设计人工智能机器，参与人脸识别系统设计。第三，高阶阶段。完成前两个阶段的学习之后，教师可以尝试较高难度的人工智能校本课程开发。该阶段注重将所学知识融于智能管家机器人开发和设计中，利用图形化编程软件组装语音小车机器人，编写简易程序，并利用审美知识改善机器外观，强调校本课程的实用性和针对性。

（三）围绕课程目标和主题，开展教学活动

教师应根据学生的学习需求，确立教学目标，开展相应的教学活动。第一，学生在基础阶段已经对人工智能技术有了初步的认知，感受到人工智能技术的魅力，激发了学生对人工智能技术的兴趣。所以教师可以将课件与趣味导入相结合，如在“天猫精灵”中开发智能音响，深入浅出，帮助学生了解人工智能技术的优势。在学生掌握基础的人工智能知识之后，教师可以在教学课件中插入图像识别、语音识别等知识，逐步引导学生总结人工智能技术要点，形成思维导图，便于学生深入理解和应用人工智能技术[3]。第二，学生进入经过基础阶段后已经基本掌握了人工智能技术的应用和特征。学生在后两个阶段中大多通过小组合作的形式完成教师布置的任务，所以在此过程中应注重培养学生独立思考的能力，锻炼学生的动手能力。学生在完成任务的过程中会遇到一些问题，但是教师不能直接给出解决方案，而应做出引导和辅助，适当提供技巧，培养学生的逻辑思维能力和创新能力。

结束语

综上所述，基于ATEAM的小学人工智能校本课程开发可以满足不同层次学生的学习需求，为学生的全面发展指明方向。因此，学校和教师应采取有效的策略强化校本课程开发效果，促进人工智能校本课程的发展。

参考文献

[1]高魁，王文辉，董超. 基于STEAM的小学人工智能校本课程开发探索[J]. 文渊（小学版），2024（02）：28-30.

[2]沈鹏，马华彬.小学人工智能校本课程的设计与实施——以“AI上智慧古镇”校本课程为例[J].中小学信息技术教育，2024（01）：55-56.

[3]莫雪芬.指向计算思维培养的小学人工智能大单元设计探索——以校本课程《小学人工智能编程》为例[J].教育信息技术，2023（12）：64-66.