新课标四年级视域下人教版信息科技中人工智能启蒙案例设计实践

引言

人工智能正深刻影响社会，教育也逐渐重视启蒙。新课标强调人工智能、数据意识与信息责任，要求在学段教学中渗透。四年级学生好奇心强，适合开展趣味性启蒙案例。人教版信息科技教材虽提供框架，但多为通识介绍，缺乏贴近生活的实践，需要教师重构与创新。研究新课标下基于人教版教材的人工智能案例设计，不仅能提升课堂实效，也为小学阶段人工智能教育提供实践经验。

一、人工智能启蒙案例设计的目标定位

在新课标指导下，人工智能启蒙教育应面向核心素养，服务学生长远发展。其目标不仅在于让学生认识人工智能的基本概念和应用场景，还应通过案例学习培养他们的计算思维、问题解决能力和创新意识。四年级学生的认知特点决定了案例设计不能过于抽象，而应通过具体形象的事物呈现人工智能的基本原理。例如，借助智能语音助手、扫地机器人、图像识别等身边常见的 AI 产品，引导学生理解人工智能如何模仿人类感知与思考。在目标定位上，应分为三个层次：认知层面让学生知道“什么是人工智能”；技能层面让学生会用简单工具体验人工智能功能；价值层面让学生初步意识到人工智能对社会生活的影响。这一目标体系与新课标提出的信息意识、计算思维与信息责任等维度高度契合，为案例设计指明了方向。

二、人工智能启蒙案例设计的原则与思路

案例设计的有效性取决于是否契合学段特点和课程标准。首先，要遵循趣味性原则。四年级学生的学习兴趣往往依赖于具体事物，案例应通过游戏化情境和互动化操作增强吸引力。其次，要强调生活化原则，将人工智能与学生熟悉的生活场景结合，使其感受到 AI 就在身边，而非遥不可及。再次，要贯彻可操作性原则，案例设计应选择简单易行的软件或硬件平台，如 Scratch 编程结合图像识别插件，让学生通过动手操作直观体验 AI 的功能。最后，要重视探究性原则，通过提出问题、设计任务、引导思考等方式，让学生在解决问题的过程中形成自主探究与合作学习的能力。基于这些原则，案例设计的思路可以概括为“从生活出发——借助工具体验——在实践中探究——回归生活反思”，实现人工智能知识的启蒙与素养的培养。

三、人工智能启蒙案例的设计与实施路径

具体到教学实践，可以设计一系列层次递进、主题鲜明的案例。例如，“会说话的电脑”案例可通过录音与语音识别工具，让学生体验电脑如何识别与模仿人类的语言；“会看图的机器人”案例可以利用图像识别软件，让学生上传图片，观察 AI 如何分辨不同的物体；“智能小车”案例则可结合简单的传感器和编程平台，引导学生感受 AI 在自动驾驶中的应用。这些案例不仅直观生动，而且能够满足不同层次学生的参与需求。在实施路径上，教师应首先通过视频或实物引入情境，激发学生兴趣；随后提出问题，引导学生动手操作与小组合作完成任务；最后通过交流展示与总结反思，帮助学生形成对人工智能的初步认知和价值判断。通过“引入—探究—总结—拓展”的路径，案例不仅实现知识启蒙，还促进了能力与素养的整体发展。

四、教学实践中的成效与问题

在实际教学过程中，人工智能启蒙案例设计展现了良好的教育效果。一方面，学生对 AI 的兴趣显著提升，课堂参与度高，积极性强。通过动手实践，他们能够直观理解人工智能的基本功能，并在小组合作中学会交流与协作。另一方面，案例学习促进了学生计算思维的培养，他们在任务完成过程中逐步学会分析问题、设计方案与验证结果，具备了初步的科学探究意识。然而，教学中也存在一些问题。部分教师对人工智能理解不足，案例设计流于形式，缺乏深度；在课堂实施中，硬件设备与软件资源有限，难以保障每个学生充分体验；此外，学生的理解水平参差不齐，导致学习效果存在差异。这些问题提醒我们，人工智能启蒙教育需要教师不断提升专业素养，学校加大资源投入，形成良好的支持环境。

五、改进方向与未来展望

为了进一步提升人工智能启蒙案例设计的有效性，应从以下几个方面着手改进。首先，教师应加强学习与培训，提升人工智能知识与教育设计能力，能够根据学生特点进行案例创新。其次，学校应建设人工智能教育资源库，配备适宜的软硬件设备，为教学实践提供保障。再次，应在案例设计中更加注重跨学科融合，将科学、数学、美术等内容融入人工智能启蒙，拓展学生的综合视野。此外，还应探索多元化的评价方式，不仅关注学生的知识掌握，还要关注其探究过程、合作能力和创新表现。未来，随着人工智能教育理念的普及与资源的丰富，四年级学生的 AI 启蒙将更加系统化与个性化，案例设计也将更加多元化和实践化，从而推动信息科技教育质量整体提升。

结论

综上所述，新课标四年级视域下的人教版信息科技教材为人工智能启蒙教育提供了基本框架，但要真正实现核心素养目标，需要教师在教学实践中对教材内容进行案例化与情境化重构。通过遵循趣味性、生活化、可操作性与探究性原则，设计符合学生认知规律的启蒙案例，并通过“引入—探究—总结—拓展”的实施路径，能够有效激发学生兴趣，培养他们的计算思维和探究能力，提升对人工智能的感性认识与初步应用能力。尽管实践中仍存在教师素养不足、资源有限等问题，但通过持续改进与创新，人工智能启蒙教育将在小学阶段发挥更加重要的作用。未来的人工智能教育应注重跨学科融合与多元评价，推动教育从知识传授走向素养培养，为培养具备创新能力与责任意识的新时代人才奠定基础。

参考文献：

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