AI 融入小学信息技术课堂激发学生学习新活力

引言：

伴随着科学技术的迅猛发展，信息社会责任已是目前时代发展的热点话题。在孩子的成长进程中，尤其是关键的小学时期，让孩子担负起时代的信息社会责任不再意味着对其技术掌握能力要求的提升，更多的是要让他们在新环境下培养社会责任感。特别是一些在智能环境开展的助学交互，让我们能更为明确地思考应如何有效地在计算机科学课堂中实施信息社会责任教育，使孩子更好地具有恰当的道德和行为规范，为孩子将来的人生开一个好局。

1.AI 在小学信息技术课堂的应用现状

1.1AI 技术的概述与发展

近来，人工智能以模拟和扩展大脑行为为主流的人工智能技术已广泛应用于各行各业，人工智能主要技能包括机器学习、深度学习、自然语言处理、计算机视觉等。在教育领域，人工智能可以根据学生个体需求为学生量身定制课表，同时通过数据分析和学习反应，促进教学质量改进。由于计算能力和算法的进步，AI 使用逐渐从传统教育助理变为全面支持学习的 AI 系统。特别地，AI 在小学的 IT 教学中不仅增加了课堂互动，也可以针对学生促使其学习兴趣和成绩。

1.2AI 在教育领域的潜力与挑战

AI 在教学方面有着巨大的想象空间，尤其是在智能化教学、个性化教学和教育评估等方面。AI 可以通过捕捉学生的学习情况和问题及时给学生进行指导，并根据学生学习和发展状况及其兴趣推荐学生下一步的学习内容和方法，帮助学生形成更好的学习体验。但应用和开发 AI 在教育领域的应用还存在一些挑战 [1]。首先，引入 AI 技术需要投入很多的资金，很多学校会面临 AI 技术设备短缺的问题；其次，教师对 AI 技术的掌握及应用技术不同，AI该如何与传统教育模式配合还值得商榷；再则，学生对基于 AI 的辅助学习的适应能力及数据隐私与安全也是问题。

1.3 国内外AI 在信息技术课堂的应用现状

国外对 AI 应用在信科专业课程中的研究及应用虽然已有些基础，美国的应用范围也较广，特别是 AI 个人化学习、网络教职平台、AI 批改等。例如，美国部分学校引入 AI 辅助的学习系统，如 Knewton、DreamBox，为学习者设计个性化学习路径。但国内有关方面的研究也较少，也有一定的成果。例如，利用 AI 优化教学软件，并且根据数据分析为教师量体裁衣。但我国还需要加速AI 的推广与实际应用，进一步推进信科专业教育信息化与AI 结合。

2. 小学信息技术单元教学设计中的AI 应用

2.1 基于AI 的单元教学设计框架

随着人工智能技术的高速应用，智能技术在教育中的应用已成为引导教改和创新的巨大势能。通过智能技术打造的教育单位方案架构将智能技术贯穿于内容、手段两个方面，给教师和学生带来个性化的、交互式和高效的学习体验。教育单位方案架构以学生为中心，聚焦学生学习特征和需求的研究，实现教学精确定位、精准施教。用智能技术打造的教育单位方案架构重视数据驱动过程决定机制，通过对学生的即时学习数据进行抓取，包括学习进度、理解程度、感兴趣的内容、学习习惯等，应用机器学习和数据挖掘算法，对海量数据进行解析，让教师掌握每个学生个体需求，实现精确定位和个性化教学[2]。例如，智能技术根据学生学习不足点主动推送学习资料或试题，帮助学生迅速、有效地弥补漏洞。由人工智能赋能的教育单位方案架构具有很高的弹性和适应性。在传统的课堂环境中，教师往往需要按照全部学生的学习进度去制定课程学习计划，但其中的一些学生可能会因为学习的快慢产生了偏科或者掉队的情况。发挥人工智能（AI）的学习个性化特点，根据学生的学习情况为其设计不同的学习轨迹和学习进度，实现个性化教育。例如，对于学习较慢的，可在其相应位置增加部分辅助性教学内容；对于学得较快者可为其增加深度研究的内容，以确保每位学生皆可取得良好的学习结果，也不会出现“瓶颈效应”和“滞后效应”。

2.2AI 技术驱动下的学生学习内容与活动设计

通过 AI 技术可以因个人学习需求提供个性化内容，同时，通过对学习的分析，帮助老师改良教学内容和方法。借助于基于 AI 技术的教育，学生能够在自主学习的过程中得到反馈和指导，从而在传统教学模式下无法支撑的不同的学习进度和节奏，避免在教学过程中受此干扰。AI 还可以通过详细学习路径规划的方式来对教学进行引导，如提供游戏式教学或虚拟实验等方式让学生在受控的环境下掌握计算机科学技能和概念。同时，AI 可以根据不同能力和风格的学生，设置不同的学习路径，以此来迎合他们的需求。

2.3 案例分析：AI 在某小学信息技术单元教学中的实践

在某所小学信息技术课程教学的实践中，我们运用人工智能技术对小学“编程小白”课程的教学做了合理的设计。在智能化教与学过程中，学生可以根据自身实际的学习要求调节学习进程，系统将根据学生的学习情况制定相应的学习计划并给出指导建议。与此同时，教师也能够通过系统实时获取学生学情相关信息并提供针对性的指导与帮助 [3]。当学生在校园运用 AI 辅助学习开展编程活动时，学生错误的反馈会及时产生，帮助学生即时纠错，有效地提高了学习效率和动力。如此，不仅学习到了编程技能，还能够在探究性学习过程中掌握自我学习和解决问题的能力。

3. 跨学科融合视角下的小学信息技术课程设计

3.1 跨学科融合的意义与策略

跨学科整合指的是将不同的领域以及技巧融合在一起，以此来构建学生的综合素养。在小学的校园信息技术教育领域，这一手段可以令学生懂得相关技术的融通性以及对其他学科学习的影响性，使得学生的现实问题解决能力有所增强。如信息技术教育内容融合到数学、科学、艺术等领域中，有利于孩子们的宏观思考能力与创新能力得以激发。通过多样化学习方式，学生可以通过不同的角度去获取知识技能的运用方式，并构建更加广阔的知识技能能力和天赋。因此，跨学科整合也是如今小学校园内信息科技教育的主要方向。

3.2AI 技术助力信息技术课程与其他学科的融合

综上，在各学科之间的跨学科课程实施时，可以借助人工智能技术的力量，例如针对学生的数学特长题生成等，能够在学生接触计算机的同时也能掌握数学知识；或面对美术学科，人工智能同样可以作为学生的创意工具，帮助学生完成电脑美术作品。由此，学科之间的融合可以提高学生的学习动力，在发挥学生在课堂上的学习效益的前提下，让其能够将理论与实践相互结合。因此，人工智能是促进多学科联合的工具，它能够打破各学科之间信息壁垒，促进通识性学习，帮助学生获得具有创造力和动手能力的未来性人才。

3.3 跨学科案例分析：AI 在数学与信息技术课程中的结合

在小学信息与数学跨学科教学活动中，利用人工智能技术完成的教学效果也很明显。首先孩子们利用人工智能的学习平台实现以编写程序的方式来解决数学问题，如要求学生利用编写的程序解决问题，而人工智能系统会在其编写的过程中为其提供反馈并帮助其发现并修正编写程序上存在的问题。此教学方式在实现对数学概念更深程度的学习同时，增强实际问题中的编程能力和解决问题的能力。

4. 核心素养视域下的小学信息科技“信息社会责任”模块的教学探究

4.1 信息社会责任的概念与重要性

信息技术环境下，个人的信息社会责任指通过信息科技承担的道德、法制义务，关注正确地利用信息[4]。小学生通过学校教育在成长过程中已经形成了自我信息素养观与价值体系，除了掌握基本技术技能，还应该认识信息科技对于社会产生的影响，及信息社会责任对自身的角色定位问题。这其中涵盖了网络安全意识、个人信息保护、数字公民维权、辨别信息的准确性、保持文明的网络交流等等。这些是信息科技课程中重要的教学内容，并且为小学生核心素养的培养提供了一条重要渠道。由于社会不断加速向信息化过渡，使得小朋友很快被浸淫在互联网及数字产品环境中，如果不加以信息社会责任教育，可能出现沉迷于电子产品、轻信谣言、侵害他人隐私等问题，而通过系统性的教育，能够让学生具备正确的互联网行为规范，发现信息科技力量具有的影响力不止是对人有用的工具，还可以对社会产生巨大的能动作用。

4.2 如何在AI 辅助教学中培养学生的社会责任感

利用人工智能的新型教学方法使不可视的行为责任可以“可视化”并且“可实现”。人工智能可以通过虚拟现实和分析数据帮助学生理解信息行动的行为后果。教师可以利用人工智能平台设置网络事故、假新闻或个人信息的泄露等情景模拟，让学生亲身体验后可能产生的影响，以加深学生对于信息社会责任的体会。其次，人工智能可以对学生的行为提供针对性的反馈，让他们发现个人行为中的潜在风险或是错误，同时也提出改进建议。与此同时人工智能可以促进项目式学习和互动项目活动，例如在线课程中的学生可以用人工智能平台制作有关网络安全的通知海报、编写个人信息的道德文章、组织团队开展讨论，这不仅可以提高他们的技能，也有助于增强学生履行社会责任的态度。人工智能的教育方法可以帮助学生在现实的或虚构的情境中领会和理解信息的社会责任的重要性，学会如何辨别和判断信息是否有价值，从而把社会责任观念上升为自身的实践原则。

4.3 案例分析：AI 与社会责任教育的融合实践

在小学中的一堂信息技术课，由教师设计关于“网络安全与个人信息保护”的主题单元，以人工智能将信息社会中的社会责任教育相结合。借助人工智能仿真的平台构建虚拟化的互联网，包括垃圾邮件、网络钓鱼、个人隐私在社交媒体平台中的泄露等，让学生在其中进行选择并观察后果 [5]。该平台会实时追踪学生的行动路径并进行个性化的反馈，反映学生在网络安全方面的弱点，或有关信息道德的问题所在。此外该课还提供一些项目作业，包括要求学生运用人工智能的工具制作一本有关个人信息保密的指导手册或制作一部有关网络安全的视频小短片等，让学生用自己的方式把网络安全的知识传递给同伴。在这个教学过程中，人工智能除了能辅助教师对学生个体的学习和所面临的风险进行观察，还让学生更有直接的感知力来体会信息活动对社会所产生的影响，进而从亲身经验中掌握一种信息社会的责任感。通过对这一案例，学生除了如何应对网络安全以及保护自身信息方面，也能够在这一教学过程中进一步树立起数字世界下的个人社会责任，从而形成信息社会公民责任意识。

结语：

信息社会义务教育是塑造个体全面发展必不可少的一部分，将社会责任内容加入人工智能教学场景中，有助于培养学生技能并加深学生对伦理及社会责任感的了解。未来的信息社会义务教育以更有个人特色和多元性的方式存在，可促进学生在未来数字化空间里的全面发展，教师需要持续创新教学方式以满足学生的全面发展需要。

参考文献：

[1] 韩景明 ; 苏若萱 . 信息技术环境下小学教育创新研究 [J]. 教育研究 ,2023(12):45-50.

[2] 程逸凡 ; 樊思远 .AI 辅助教学对学生核心素养培养的影响 [J]. 现代教育技术 ,2024(3):18-24.

[3]裴晨曦;钟宇轩.小学阶段信息社会责任教育实践探索[J].基础教育研究,2022(8):27-32.

[4] 蓝雨辰 ; 贾昊天 . 信息社会责任与青少年网络行为规范 [J]. 教育理论与实践 ,2023(6):12-17.

[5] 司徒子昂 ; 殷紫涵 . 智能化教学工具在小学课堂中的应用效果分析 [J]. 现代教育科学 ,2024(2):39-44.