摘 要：人工智能是信息化时代的重要标志，在生产和建设领域发挥重要作用，对教育教学也有促进作用。运用人工智能提高小学信息科技教学的质量与效率，值得教师进行深度探索和研究。

关键词：人工智能；小学信息科技教学；质量与效率；策略研究

中图分类号：G623.58

文献标识码：A

文章编号：1673-8918（2023）52-0099-04

当前被称为数字时代、信息时代以及科技时代，而人工智能则是当前时代的标志性产物。尽管我国人工智能尚处于发展阶段，实际应用率和覆盖范围也没有做到全面普及，但人工智能所发挥的作用以及未来发展的可能是值得重视的。因此运用人工智能提高小学信息科技教学质量和效率，不仅是时代发展的需求，同时也是对现代化教育教学方式的改革和创新，而如何运用好人工智能，是每一位教师应当注意的事项。其中最有效的方式为：在实际教学过程中，以辅助教学内容的方式进行运用，使其融入课堂教学当中，提升教师的教学水平，间接性提高教学质量和效率。

一、 人工智能的定义

人工智能不管是从广义还是从狭义的角度来看，都属于科技类，是由多个学科组合而成的现代化科学技术。目前人工智能的应用较为局限，尚未做到普及，只有在极个别领域当中能够看到其身影，但人工智能的相关技术应用却在多个领域当中体现出来，因此，尽管人工智能无法完全应用到教育领域当中，但是在部分教育教学活动当中，还是能发挥出人工智能的教育作用。

二、 运用人工智能提高小学信息科技教学质量与效率的意义

在实际教学过程中，小学信息科技主要是帮助小学生了解信息科技，从而树立正确的信息科技逻辑思维，同时在教师的信息科技技能教学过程中，掌握基本的信息技术能力，致使学生具备基本的信息技术操作能力，同时满足现代核心素养的教育教学理念，全面发展学生的学科素养，以现代化人才的方向，对小学生进行培养；满足时代发展过程中，教育领域所提出的教育教学要求。由此可见，小学信息科技教师通过运用人工智能的方式，丰富具体的教学形式及内容，帮助学生拓宽知识层面，从而打破时间和空间的限制，致使学生养成良好的信息科技学习习惯与认知。此外，信息科技教师通过运用人工智能的方式，创设现代化教学课堂和教学氛围，充分利用现有的教学资源及教学工具，从教育资源整合的角度出发，实现线上与线下的高度融合，贴近学生生活，确保学生能学以致用；借此辅助其他学科实现智能化、现代化、科技化等内容的搭建，全面提高小学学科信息化建设程度。

三、 运用人工智能提高小学信息科技教学质量和效率的问题

运用人工智能提升小学信息科技教学的问题主要体现在三个方面，分别是教学环境、教学工具以及教师操作能力。

（一）教学环境方面的问题

教学环境方面的问题，不仅是人工智能运用过程中的问题，同时也是常见的教学问题之一。由于各小学的经济能力存在较大差异，加上九年一贯制政策，多数小学的教育资金相对较为紧张，无法在保证顺利开展基本教育教学活动的基础上，优化教学环境，从而导致多数小学的教学环境在近三年内，得到不到提高。

（二）教学工具方面的问题

教学工具方面的问题类似于教学环境方面的問题，分为主要因素和次要因素。主要因素为教育经费紧张，导致教学工具更新速度无法跟上时代的进步；次要因素为教师对教学工具的应用，小学信息科技教师在运用人工智能时，需要一定的教学工具辅助该项技术，从而才能全面实现该技术的融入。但由于教学工具在使用一段时间后，会出现一定的磨损，如信号接收变差、操作性能降低等，从而在一定程度上影响人工智能的运用。多数信息科技教师为了保证教学任务的顺利完成，会采取不使用教学工具的方式开展教学课程，致使人工智能多以理论或借助计算机的方式呈现。

（三）教师操作能力方面的问题

教师操作能力方面的问题具有较强的针对性，同时也是运用人工智能提升小学信息科技教学的基础问题之一。尽管多数小学在招录信息科技教师的过程中，尽可能招收年轻化、专业化、高素质的教师，但这类教师实际教学经验相对较少，从而导致教师的实际教学操作能力存在一定的不足，需要经历一定时间积累教学经验，才能保证教师的操作能力达到运用人工智能提高小学信息科技教学质量和效率的要求。该问题并无短时间内改善的策略，需要教师从自身出发，通过不断地学习和提升才能有效解决。

四、 运用人工智能提高小学信息科技教学的质量

（一）运用智能教学系统，创设优良教学环境

课堂是开展教学活动的主要场所，生动有趣的教学环境能够起到吸引学生注意、激发学生学习兴趣的作用，教师在进行小学信息科技教学时，可以在课堂上运用人工智能，按照实际的教材内容，在人工智能的帮助下创设优良的教学环境。

案例一

闽教版三年级上册小学信息技术第一课“信息技术真奇妙”，利用人工智能的智能教学系统（Intelligent Tutoring System），按照班级内学生的特点制订出有效的教学策略，从而为学生提供个性化教学服务。教师在进行该课程课堂教学时，首先会按照教材内容，询问学生在生活当中遇到哪些信息技术。信息技术在生活当中充当何种角色呢？从而在问题的思考过程中激发学生探索的欲望；其次教师在开展教学活动时，利用智能教学系统调用各种教学资源，让学生能够细致地感受到信息技术在生活当中的实际应用场景，之后让学生进行自我总结，总结自身对信息技术的理解，完成上述内容后，此次课程的教学就会有一个良好的开端，之后再利用智能教学系统，将教材当中的内容进行逐一展示，让学生更加细致地体会信息技术在生活各方面的应用；最后通过播放信息技术的发展历史，让学生树立起正确的信息技术认知思维，并向学生详细介绍信息技术的作用。

目的：智能教学系统中的智慧化平台能全面、精准记录全班学生的学习状态和效果，快速、准确地帮助教师分析各个环节的得失，从而及时、有效地调整教学策略，助力教师实现分层教学和精准教学，由经验型向科学型转变，有效解决教与学双方的核心问题，真正做到教学相长。

（二）利用仿真教学系统，丰富教学过程

智能仿真技术是人工智能与仿真技术的高度集成，它力求克服以往传统仿真的模型及建模方法的局限性，以及建模艰巨、界面单调和结果费解等方面的问题。在小学信息科技教学当中，利用仿真教学系统能够让学生体会更多科学技术带来的趣味和好处，能够简化学习的过程，达到辅助学习的效果，进一步提高实际教学效率。

案例二

闽教版小学信息技术六年级上册第二课“指挥角色听命令”，首先，在教学过程中，教师可以通过引入一系列人机互动的角色控制游戏，让学生体验智慧角色的乐趣，体会Scratch里的角色与现实舞台的角色的不同之处。其次，在仿真技术的作用下，设计符合学生年龄特点和生活情景的探究活动主题，尝试应用角色大小变化和运动指令，让学生能够自主设计故事的情节，设计简单的动作。最后，通过脚本的模块化分析，引入重复执行的指令优化脚本，再通过修改角色大小和增加角色造型的方法，实现角色的变化，进而让学生比较应用不同方法发现相同功能存在何种不同与相似之处。

目的：智能仿真系统在某种程度上可替代仿真专家完成建模、设计实验、理解及评价仿真结果的步骤，并具有一定的学习能力，运用智能仿真系统来开发实验教学课件可以大大节省人力物力，降低开发成本，加快开发速度，缩短开发周期。因此，運用仿真教学系统，在小学信息科技教学当中，能够实现丰富教学过程、激发学生学习兴趣以及增加课堂教学科技感的作用，间接或直接提高教学质量和效率。

（三）利用虚拟导师，拓展学生学习路径

虚拟导师是一种自适应学习系统，焦点在学生的课后自学和答疑，而不是课堂教学上。这个领域目前还在早期发展阶段，进一步地推动则依赖于一些关键技术的发展，如语音语意的识别，以及数据的进一步采集和分析。虚拟导师也许几年内还不能代替真人辅导，但一定会在课后辅导中逐渐占有一席之地。

案例三

闽教版小学信息技术五年级上册，第一课“收发邮件提效率”，该课程在实际教学活动当中，主要是培养学生邮件的基础使用能力，所以在教学过程当中，较难运用人工智能，只能按照既定的“认识电子邮箱的作用，掌握正确电子邮件地址格式的书写”“能在电子邮箱中查看邮件、回复邮件、下载邮件”等教学目标，逐步进行教学。但是可以通过引导学生在课后应用某个智能学习软件，询问当中虚拟导师的方式，弥补自身课堂学习的不足和遗忘之处，同时在虚拟导师的帮助下，能够学习到其他电子邮件的发送形式和邮件处理方式，以及掌握电子邮件基础功能的其他作用，并在多次锻炼和实践操作当中熟练掌握电子邮件的收发、下载和编辑，进而增加学生与同学、教师、机构或其他人的沟通交流路径。

目的：虚拟导师更多的作用是帮助学生在没有教师指导的学习过程中，利用丰富的网络教学资源自主开展学习活动，不仅能有效拓宽学生的学习路径，还能增加学生教材内容以外的知识，加深个人的认知和理解，培养学生养成良好的学习习惯和问题处理能力。

五、 运用人工智能提高小学信息科技教学的效率

（一）了解人工智能的运用场景，激发学习兴趣

人工智能理念是非常抽象的，小学生想要完全理解存在较大难度。由于小学生的学习意识和思想观念正处于形象化的阶段，想要使其对人工智能的理念和基础知识有一定了解，教师就应当重视以形象化的方式进行授课，从而提高小学生的理解程度。

案例四

闽教版小学信息技术三年级上册第三课“计算机部件我爱护”，该课程的教学目标是让学生了解计算机的结构、功能和作用，其中结构与作用为重点教学内容。教师在进行教学设计时，首先利用人工智能的方式，讲述计算机的相关历史内容，帮助小学生建立起初步的认知，同时带入“什么是计算机？”的问题，让学生在学习后能够大致描述出自己认为的计算机，之后利用人工智能生成计算机的硬件系统可视化内容，以生成视频的方式，逐步介绍计算机硬件系统所包含的运算器、控制器、存储器、输入和输出设备五个部分（图1）。

目的：通过人工智能的方式让学生清楚计算机是一种能够接收信息、存储信息，并按照存储在其内部的程序对输入的信息进行加工、处理得到人们所期望的结果，然后把处理结果输出的高度自动化的电子设备。在清楚的可视化结构当中，构建完整的计算机结构认知。

（二）重视实践、创编

在小学信息科技教学当中，人工智能的基本软件种类相对较多，众多软件在更新后，逐步运用到实际教学活动当中，如小猫科技等。该类软件均为人工智能的内容，不但适合小学生开展各项学习活动，同时还能帮助教师创作人工智能教学内容，并以实践的方式对学生进行人工智能培养。

案例五

闽教版小学信息技术六年级下册第七课“仿真机器人避障”，该课程的教学目标是让学生了解红外避障传感器的组成、分析扫地机器人的行走规律、编写出虚拟环境中扫地机器人的避障行走呈现。首先以视频的方式进行课程导入，教师讲解基本编程内容；其次在mind+软件当中编写程序，要求学生以小组合作的形式完成程序编写、上传、调试等操作；最后教师观察小组的完成情况，并给予对应的评价与总结，指出小组当中存在的不足之处，引导学生如何进行修改与调整。

目的：利用演示讲解法、操作法以及小组合作法等教学方法，观察学生的实践情况，从而培养学生观察能力、动手能力，确保学生通过操作，能够树立正确的编程思维，并在小组合作中体验团队带来的好处，培养学生的团队精神。

六、 结论

综上所述，运用人工智能提高小学信息科技教学质量和效率，在实际教学活动当中，教师的首要工作不是挑选何种人工智能技术，而是针对不同年级的教材内容，以及学生的实际学习能力和情况，匹配适合的人工智能，方可在实际教学当中发挥人工智能的教育价值和教学作用，同时还能让学生在课后养成良好的运用人工智能辅助学习的习惯，从而建立起现代化的教育教学体系，真正实现提高教学质量和效率的教学目的。此外要灵活运用，同时在知晓运用时将会存在的问题，有效预防问题的出现，假若无法避免问题的发生，教师也要做好相应的准备工作，最小化降低问题对教学质量与效率的影响，进一步保证人工智能的最大化运用。

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作者简介：吴志灿（1980～），男，汉族，福建晋江人，福建省晋江市陈埭镇西滨中心小学，研究方向：人工智能、创客。