生成式人工智能在小学信息科技课堂中的应用

随着数字化时代的来临，人工智能 (AI) 正悄然影响着我们的日常生活与学习，生成式AI 的兴起不仅对教育领域提出了新的要求，也为其带来了前所未有的发展机遇。下面笔者基于小学信息科技教学视角，探究生成式人工智能在小学信息科技教学中的应用，以供参考。

一、什么是生成式人工智能

生成式人工智能指基于先进的算法、精细的模型、明确的规则，可生成文本、图片、声音、视频以及程序代码等丰富内容的人工智能技术。以创作童话故事为例，当向平台提出“请生成一篇以小鸡和小鸭为主人公，展现他们如何互相帮助渡过难关的童话故事”时，平台便能够迅速、高效地创作出一篇既符合指令要求，又充满想象力的故事，不仅展示了人工智能技术在内容创作领域的巨大潜力，也为人们带来了更加便捷、高效的创作体验。

二、生成式人工智能的功能与应用

目前的生成式人工智能已经具备了上下文学习、思维链推理以及指令遵循三大核心功能，这实际上与教师教育教学所需的能力不谋而合。

1. 上下文学习。在与大模型 ( 具有大规模参数和复杂计算结构的机器学习模型 ) 的对话中，人们可以深度运用上下文学习能力，以自己的思维方式去训练大模型，使其逐渐适应并符合人类的思维模式。这种互动与训练的过程，不仅是对大模型的优化，也是对人类自身思维方式的提炼与升华。

2. 思维链推理。人们可以借助思维链推理功能，针对某一教学问题与大模型进行深入探讨，激发头脑风暴，从而挖掘出更多教学可能性。这种跨界的交流与合作，有助于人们打破思维的束缚，发现新的教学思路和方法。

3. 指令遵循。这一功能使得人们可通过输入高质量的提示词获得高质量的作品。这对于教育教学工作来说无疑是一大助力。人们可以利用这一能力，快速生成符合教学需求的教案、课件等，从而提高工作效率，提升教学质量。

三、生成式人工智能在小学信息科技教学中的应用现状

在全面推进教育信息化背景下，小学信息科技学科教学面临着诸多挑战。传统的教学方式存在单一僵化的问题，在实际应用环节一般难以激发学生的学习兴趣，学生内在驱动力不强；教师所筛选的信息科技教学内容与实际生活脱节，无法有效吸引学生目光，也难以组织学生联系自己的生活实际对课程知识进行深度探索，进而限制了信息科技教育教学活动的有效实施，不利于学生对知识的深度探究。同时，教师在教学设计和实施方面也面临较大压力，特别是在跨学科教学中，无法有效整合多学科信息，导致所开展的跨学科教学相对简化，使得跨学科教学变成学科整合，无法真正实现学科之间的有机融合。

生成式人工智能技术的出现，为解决这些问题提供了新的思路。人工智能技术在小学信息科技学科教学中的应用，能快速生成多样化的教学内容，提供个性化的学习支持，促进师生互动和协作学习。特别是在“设计我的种植园”项目中，教师应用生成式人工智能技术，让学生在学习信息科技知识的基础上，辅助学生进行种植园规划、植物生长模拟、数据分析等任务，融合多学科知识，使学习过程更加生动有趣，从而提高学生的参与度和学习效果。

四、生成式人工智能在小学信息科技教学中的应用策略

人工智能技术的快速发展为教育领域带来了革命性的变化。在小学信息技术课程中，AI技术的应用可以有效地解决传统作业设计中存在的问题，如作业内容与学生能力不匹配、缺乏个性化和创造性、教师负担重及学生学习动机不足等。下面笔者重点探讨生成式人工智能在小学信息科技教学中的应用策略，以提高教学效率和学生参与度。

1. 营造生活情境，激发学生学习兴趣

人工智能在教育领域的应用，于教育界而言，是机遇也是挑战。根据国家相关规划可知，人工智能在教育领域前景光明，教师应高度重视人工智能在课堂活动的应用。为提高小学信息技术与人工智能融合的教学效果，教师在课堂活动中应将深刻的人工智能知识“生活化”，使其简单易懂，引发学习者对信息技术和人工智能的兴趣，体验并享受人工智能为生活带来的方便。在信息技术教学活动中融入现实生活中关于人工智能的事 例，从而让学习者直观了解、认识、“感触”人工智能，享受其便利，引发学习者对人工智能的热情，从而深入探究信息技术。

比如，在课程开始之前，教师可以为学习者举例生活中普遍的人工智能，以手机为例，从按键、虚拟数字键盘、图形、指纹到刷脸的解锁方式变迁、二维码支付方式的普及等都源于人工智能的广泛应用，为社会生活带来巨大变化，由此引 导学习者简单了解生活中的人工智能，热爱人工智能。通过分享生活相关 事例，帮助学习明晰人工智能的基础原理和知识，熟悉人工智能中基本的 专家系统、语言识别、自然语言处理、图像识别和感应机器人等，引导学 习者了解信息技术与人工智能的联系，调动学习者探究信息技术知识的热 情，为教师组织信息技术教学活动提供便利。

2. 应用创客教育，初步认知人工智能

将人工智能有效融入信息技术教学过程中是小学信息技术教师探究 的重点问题。众所周知，人工智能是凭借某一智能的人工系统，考虑使用 某种技术“指令”计算机以人类的智力和方法解决问题，处理某些特定的 工作，也可以说，给予机器人类的行动、思维，使其理性客观的处理工作，提升工作质量和效率。创客教育的问世，为人工智能高度融入信息技术教 学提供媒介，以便其取得成效。项目学习是创客教育的主要形式，借助学 习者的学习热情和求知欲，完成教育和创客文化的融合，激励学习者应用 数字化的用具，展开分享和造物，完成跨学科的创新、问题解决、团队合 作等行为，是现今社会普遍认可的一种素质教育。

“创新”是人工智能和创客教育最显著的特点，探究人工智能与创客 教育的实质等，可发现两者都属于结合多科目的前沿领域，包含多种前沿 新兴科技，在小学信息技术课堂中融合人工智能知识和创客教育模式，可 以提高学习者的信息素养和综合能力。故凭借创客教育模式，是小学信息 技术教学与人工智能知识融合的关键形式，能够为人工智能在信息技术课 堂提供适宜的成长载体，以便其“生根发芽”，协助学习者初步认知人工 智能，掌握信息技术知识，锻炼学习者创新、分析和实践能力。

以“PPT 课程”为例，教师在指导学习者 了解和掌握相关常识后，可借助人工智能技术设计一个有关“PPT”知识 的随机题库，考察学习者知识掌握状况。借助这一检测形式能够迅速得到 检测结果，同时可便捷了解所有学习者的检测结果，能够在最短的时间评 估学习者对知识点的掌握情况，能够为教师控制课程进度、调整教学方式 等提供便利，以便提高教师组织教学活动的针对性。

3. 借助项目生成，提升学生学习能力

互动式项目生成器是生成式人工智能为小学生 Python 学习带来的一大特色功能。AI 能够根据学生的兴趣，生成定制化的项目，如游戏开发、艺术创作等。

对于喜欢游戏开发的学生，AI 可以生成简单的猜数字游戏项目。学生可以在 AI 的引导下，逐步实现游戏的各个功能，如随机生成数字、判断猜测结果等。对于热爱艺术创作的学生，AI 可以提供图形绘制项目，让学生使用Python 的绘图库绘制各种图案。

在难度分级方面，AI 会根据学生的学习进度和能力水平，将项目分为初级、中级和高级。初级项目通常结构简单，功能较少，适合初学者；中级项目会增加一些复杂度，如引入更多的变量和循环；高级项目则要求学生具备较强的编程能力，能够实现复杂的算法和功能。

成就系统设计也是互动式项目生成器的重要组成部分。当学生完成一个项目时，AI 会根据项目的难度和完成质量给予相应的成就奖励，如勋章、积分等。这些成就奖励可以激励学生不断挑战更高难度的项目，提高他们的编程能力和学习积极性。

4. 应用人工智能，提高课堂教学效率

随着科技的飞速发展，生成式人工智能（AI）技术逐渐走进中小学课堂，为教学带来了创新的活力与无限的可能。在课堂的新授环节中，AI 技术以其独特的功能和优势，正被广泛探索和应用于各个学科教学，它不仅改变了传统的教学方式，还为提高教学质量和学生的学习效果提供了新的途径。生成式人工智能在小学信息科技课堂教学活动中既可以作为一名辅导教师，又可以作为一名学伴。

第一，验证学生的问题解答。教师可以同时把课堂上预设或现设问题交给学生和平台，对两者所给出的答案进行对比。这种方式可以即时检验学生对知识点的理解，同时也能激发学生的好奇心和探究欲。当然也可将其设计成问答游戏，以游戏化学习的方式来活跃课堂气氛。

第二，解答连教师都不确定的问题。学生的学习问题有时会超出教师的知识能力范围。在这种情况下，可以让学生在课堂上通过平台获得及时解答，从而加深对知识的理解与记忆。应用生成式人工智能可有效提升课堂教学的达成度。

第三，参与互动讨论。此时可以把平台当作一名学伴，使其参与到教学分组讨论中。学生与平台围绕某一个主题或问题进行深入探讨，在讨论中同时培养学生的批判性思维和合作能力。

第四，技术创作提升获得感。在课堂教学的后段，教师可给学生布置一项基于本课内容的技术创作任务。由学生在平台上创作图片、文字或思维导图等作品并进行交流，以此来提升学生学习的获得感。如在讲授《春》这一课时，学生可以通过平台来创作一幅《春景图》，看看哪位同学的作品更符合《春》这篇文章的意境。

5. 结合AI 技术，优化信息作业设计

（1）生成式 AI ：通过生成式 AI 技术，可以根据学生的个人信息和学习能力，自动生成个性化的作业内容，确保作业内容与学生能力相匹配。

（2）自适应学习系统：自适应学习系统可以根据学生的学习进度和反馈，自动调整教学策略和作业难度，帮助学生更好地掌握知识。

（3）智能辅导系统：智能辅导系统可以实时监测学生的学习状态，提供个性化的学习建议和反馈，帮助学生解决学习中的困难。

（4）数据分析技术：通过数据分析技术，教师可以了解学生的学习习惯和需求，从而更好地调整教学策略，提高教学质量。

以《初识 3D 建模》教学为例，通过实施具体的 AI 支持策略，验证了这些策略的实际效果和可行性。通过生成式AI 技术，为每个学生生成个性化的作业内容；通过自适应学习系统，根据学生的学习进度和反馈调整教学策略；通过智能辅导系统，提供个性化的学习建议和反馈；通过数据分析技术，了解学生的学习习惯和需求。这些策略的实施显著提高了学生的参与度和教学质量。

总之，通过引入 AI 技术，可以有效解决小学信息技术课程中作业设计存在的问题。生成式 AI、自适应学习系统、智能辅导系统和数据分析技术的应用，不仅可以优化教学过程，提高教学效率，还可以激发学生的学习兴趣和创造力。未来，随着 AI 技术的不断发展，其在教育领域的应用将更加广泛和深入。

参考文献：

[1]武文渲.生成式人工智能赋能小学信息科技教学策略初探[J].中小学信息技术教育，2024（12）.

[2] 苏莉娟 . 生成式人工智能在小学信息科技跨学科教学中的实践探索 [J]. 中小学信息技术教育，2025（6）.