AI 技术赋能小学信息科技课堂教学的实践与探索

引言

人工智能作为引领新一轮科技革命和产业变革的战略性技术，正深刻改变着社会生活的各个领域。教育，作为塑造未来的基石，也必然要顺应这一时代潮流。小学阶段是学生认知能力、学习习惯和兴趣培养的关键时期，信息科技课程更是承担着引导学生认识、理解和应用数字技术的重任。在 3-6 年级这个承上启下的年级段，学生的抽象思维能力开始发展，对世界充满好奇，是引入AI 启蒙教育的黄金时期。将 AI 技术有效融入信息科技课堂，不仅能丰富教学手段，激发学生学习兴趣，更能培养学生的创新思维和面向未来的核心素养。然而，AI 技术在小学课堂的应用尚处于探索阶段，如何科学、合理、有效地将其赋能于教学实践，是当前教育工作者面临的重要课题。

一、AI 技术赋能小学信息科技课堂的必要性

（一）顺应时代发展，提升学生数字素养

在数字化、智能化日益普及的今天，AI 已不再是遥不可及的概念，而是渗透到日常生活的方方面面。从小接触和学习 AI 基础知识，有助于学生理解身边的技术，培养适应未来社会的数字素养。3-6 年级学生正处于信息素养启蒙的关键期，通过信息科技课程引入 AI 元素，可以让他们了解 AI 的基本原理、应用场景，减少对 AI 的神秘感甚至恐惧感，为将来更深入的学习和应用打下基础。

（二）激发学习兴趣，突破传统教学瓶颈

传统信息科技课堂有时会因内容抽象、操作重复而显得枯燥。AI 技术以其趣味性、互动性和智能化特点，能够有效吸引学生的注意力。例如，通过 AI编程工具（如 Scratch 结合 AI 扩展包）进行创意编程，让学生看到自己编写的程序能“听懂”指令、识别图像，这种即时的、可感知的反馈远比单纯的界面操作更能激发学生的成就感和探索欲。

（三）培养计算思维，促进高阶能力发展

信息科技课程的核心目标是培养学生的计算思维。AI 技术本身蕴含着算法、数据、模型等核心计算思维要素。在 3-6 年级信息科技课堂中，引导学生初步接触 AI，如理解简单的决策树、了解机器学习的基本概念（数据驱动），实际上就是在潜移默化中培养他们的逻辑推理、问题分解、模式识别等计算思维能力。这种高阶能力的培养，对学生的长远发展至关重要。

二、AI 技术在小学信息科技课堂中的实践应用

（一）AI 辅助编程教学，降低学习门槛

针对3-6年级学生的认知特点，采用图形化编程语言（如Scratch）是主流。AI 技术可以与这些平台结合，拓展编程的趣味性和实用性。例如，利用语音识别 API，让学生通过口令控制角色移动；利用图像识别功能，让学生编写程序让角色“看”到特定颜色或形状就做出反应。这些应用将抽象的编程概念（如变量、条件判断、事件触发）与具体、有趣的互动结合起来，大大降低了编程学习的门槛，让学生在“玩”中“学”，初步体验 AI 的“魔力”。教师可以设计一系列由易到难的AI 编程挑战任务，如“智能垃圾桶”（识别颜色分类）、“听指令的小猫”等，引导学生逐步掌握相关技能。

（二）AI 个性化学习支持，实现因材施教

AI 技术强大的数据处理和模式识别能力，使其在实现个性化学习方面具有天然优势。在信息科技课堂中，可以利用 AI 平台记录学生的学习过程数据，如编程错误类型、完成任务时间、互动频率等。基于这些数据，AI 可以分析出每个学生的学习特点和潜在困难，为教师提供学情分析报告。教师据此可以调整教学策略，为不同水平的学生提供差异化的学习资源或挑战任务。

（三）AI 创设情境化学习，增强实践体验

信息科技知识的学习离不开实践应用。AI 技术可以创设更加丰富、逼真的学习情境。例如，在学习网络知识时，可以利用 AI 模拟网络攻击与防御的简单场景，让学生在虚拟环境中理解网络安全的重要性；在学习数据处理时，可以利用 AI 工具（如简单的数据分析可视化插件）处理班级小调查收集的数据，让学生直观感受数据的价值。AI 还能扮演虚拟助教或伙伴的角色，在编程调试、项目讨论时提供即时帮助或提出启发性问题，增强学生的实践体验和解决问题的能力。

三、实践中的挑战与探索

（一）教师专业发展不足，亟待培训支持

AI 技术在教育领域的应用对教师提出了新的挑战。许多小学信息科技教师可能对 AI 技术本身了解有限，缺乏将 AI 有效融入教学设计的能力。这导致即使有好的 AI 工具或平台，也难以充分发挥其教学价值。因此，必须加强针对一线教师的 AI 素养培训，内容不仅包括 AI 基础知识，更要涵盖如何在信息科技课堂中设计和实施 AI 相关的教学活动、如何解读和使用 AI 分析的学生数据等。探索建立校本研修、区域教研、线上学习社区等多层次培训支持体系，是当前亟待解决的问题。

（二）教学资源与平台选择，需科学评估

市场上AI 教育产品琳琅满目，质量参差不齐。部分产品可能存在算法不透明、数据安全风险、与课程标准脱节等问题。学校在选择AI 教学资源或平台时，需要进行科学的评估和筛选。评估标准应包括：是否符合 3-6 年级学生的认知水平；是否与信息科技课程标准相契合；是否具有足够的趣味性和互动性；是否具备良好的用户界面和教师支持工具；最重要的是，要确保数据安全和隐私保护。鼓励教师参与资源筛选过程，结合实际教学需求提出意见，有助于选择到真正适合课堂应用的AI 工具。

（三）伦理与安全意识培养，刻不容缓

在引入AI 技术的同时，必须同步加强对学生的AI 伦理和安全意识教育。3-6年级学生处于价值观形成的关键期，需要引导他们正确认识 AI，理解 AI 并非万能，也可能存在偏见、误判。要教育学生尊重个人隐私，了解数据收集和使用的规则，不随意分享个人信息。在利用 AI 工具进行创作或互动时，要引导学生思考 AI 可能带来的社会影响，培养负责任的技术使用态度。这需要教师在日常教学中有机融入相关讨论，将 AI 伦理和安全意识培养作为信息科技课程的重要组成部分。

四、结论

AI 技术为小学 3-6 年级信息科技课堂教学带来了前所未有的机遇。通过辅助编程教学、提供个性化学习支持、创设情境化学习体验等方式，AI 能够有效激发学生学习兴趣，提升数字素养和计算思维能力。然而，要实现 AI 对小学信息科技课堂的有效赋能，仍需克服教师专业发展不足、教学资源选择困难、伦理安全意识培养滞后等挑战。未来，我们需要持续探索，加强教师培训，科学筛选资源，并将 AI 伦理教育融入日常教学，让 AI 真正成为促进学生成长、推动教育创新的有力助手，为培养适应未来社会需求的高素质人才奠定坚实基础。

参考文献：

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