人工智能技术的广泛应用，将为我们的生活带来了翻天覆地的变化。2024年11月，教育部办公厅印发通知，探索中小学人工智能教育实施途径，加强中小学人工智能教育。在小学阶段，开展人工智能教育，旨在培养学生的逻辑思维、创新能力和解决问题的能力，同时也为后续学习打好基础。本文将从多个方面探讨小学生人工智能能力培养的策略。
一、现状分析
目前，虽然部分小学已经尝试将人工智能纳入信息科技课程，但仍然存在一些问题。例如，课程内容过于深奥，难以引起学生的兴趣；教学方法单一，缺乏互动性和实践性；教师知识储备不足，导致教学效果不佳等。
二、培养策略
南通市曙光小学结合本校特点，围绕精心设计课程、采用多样化的教学方法、提升师资队伍素养、打造AI学习平台以及使用AI赋能学科教学等，有效地提升学生的信息科技素养和人工智能应用能力。
1.设计符合小学生认知特点的课程
针对小学生的认知水平，我们精心设计了简单易懂、生动有趣的人工智能课程。课程内容涵盖了机器人编程、语音识别、图像识别等基础知识。例如，在高年级机器人编程课程中，为解决器材价格高，数量不足且易损坏的问题，我们借助中鸣公司的Robosim虚拟机器人平台，引导学生通过简单的图形化编程指令，驱动虚拟机器人在特定地图中完成特定的任务，如AI识别任务标记点、走迷宫、AI视觉巡线等。这样的设计不仅让学生初步了解了编程的基本概念，还激发了他们探索人工智能奥秘的兴趣。同时，我们还使用中鸣E6主控配合AI摄像头模块等，实现图像、人脸识别的演示操作，使学生感受人工智能技术的神奇之处。
2.采用多样化的教学方法
在信息科技社团课上，我们采用了项目式学习、探究式学习等多样化的教学方法，以引导学生主动探索人工智能的奥秘。例如，我们组织学生参与了2023、2024年全国青少年人工智能创新实践活动，引导学生参与AI艺术生成、AI交互设计项目，将比赛主题作为项目化学习的主题。在AI艺术生成中，我们通过让学生对比不同的关键词产生不同的图画，体会到在AI作画的中设计关键词的技巧，并通过调整关键词不断优化画作。AI交互设计时，则先让学生通过头脑风暴，使思维在碰撞中产生火花，生成不同创意；再让学生围绕自己的创意，进行项目创作。在项目实施过程中，学生需要运用所学的编程知识、视频识别技术，以及AI绘画方法，不断尝试、调整和优化设计方案。这种项目化的学习方式不仅锻炼了学生解决问题的能力，还培养了他们的团队合作精神。此外，对于一些简单的编程问题，我们充分鼓励学生自学，并自学的基础上再进行交流，以促进学生学习能力的提升。
3.加强师资队伍建设
提高小学信息科技教师的专业素养，是提升人工智能教育水平的关键。我们申请了市级的与人工智能相关的教育技术专项课题，组织课题组教师参加相关研讨会、工作坊等活动，不断学习新的教学理念和技术手段。同时，我们还邀请了行业专家、学者来校进行讲座和培训，帮助教师更新知识结构，提升教学水平。此外，我们还建立了教师交流平台，鼓励教师之间互相学习、互相借鉴，共同推动人工智能教育的发展。
4.搭建AI学习平台
为了满足不同年级同学对人工智能相关知识学习的需求，我们分别开设了不同年级的科技社团，在科技社团中组织编程、机器人项目学习，根据不同年级的特点安排不同的层次的人工智能教学内容。同时，我们为社团几十名学生搭建了线上人工智能学习平台（ntaiedu.robotedu.cn)。在平台提供了丰富的工具和课程资源，平台上可以直接使用scratch、python、C++进行编程，同时提供了十几种课程，免费向学生开放。学生不仅在社团活动中可按照课程内容学习，在家中同样可以登录学习。为了激励学生学习，我们要求社团同学每周至少进行一次学习打卡，在学习群上传自学的图片。我们还鼓励学生积极参加各类人工智能竞赛活动，以进一步提升他们分析问题和解决问题的能力。
5.探索AI赋能学科教学
小学阶段AI不是一门单独学科，但它可以为其他学科赋能。将人工智能教育与数学、科学等其他学科相结合。例如，在数学课上，我们用AI设计计算助手，应用于计算教学，如在课堂上随机出题，让学生回答，并根据学生回答情况进行诊断，帮助学生提升计算能力；在美术课上，我们则引导学生利用AI来作画，提高学生的主题创作能力。语文课中，我们指导学生使用AI工具根据古诗内容进行水墨画创作，营造古诗的意境，帮助学生更好理解诗题。这样的跨学科融合不仅让学生深刻体会到了人工智能技术的价值和意义，还促进了他们综合素质的提升。
6.引入前沿科技动态，拓宽学生视野
在科学技术发展日新月异的今天，让学生了解并关注人工智能领域的最新动态对于培养他们的前瞻性思维至关重要。因此，我们在课程设计中融入了前沿科技资讯，如最新的人工智能研究成果、行业应用案例等，通过视频、图文等多种形式呈现给学生。在九月全国科普日活动期间，我们针对高年级学生开展整个年级的人工智能专题讲座，从人工智能应用、到原理、到前景几个层面进行科普，帮助学生建立对人工智能技术的全局认知，理解其在社会、经济、生活等方面的影响，激发学习人工智能的热情。
7.强化伦理道德教育，培养负责任的AI使用者
随着人工智能技术的广泛应用，其带来的伦理道德问题成为绕不开的话题。为了学生成为负责任的AI使用者，我们通过课堂讨论、案例分析等方式，引导学生思考人工智能可能带来的隐私泄露、数据安全、性别偏见等问题，并探讨如何在使用中避免或减轻这些负面影响。同时，我们还结合社会主义核心价值观，教育学生要公平正义，避免滥用技术伤害他人或社会。通过这样的教育，我们希望学生能够在未来的人工智能应用中，始终坚守道德底线，为构建和谐社会贡献力量。
8.建立家校合作机制，共同促进AI教育
家庭是孩子成长的重要环境，家校合作对于推动人工智能教育具有重要意义。我们积极建立家校合作机制，通过家长会、家访、线上交流、公众号文章推送等方式，向家长普及人工智能教育的重要性、课程内容及学习方法，鼓励家长参与到孩子的教育过程中来。引导家长陪伴孩子一起完成编程项目、参加科技竞赛，共同探索人工智能的奥秘，探索使用AI辅导学习。同时，我们也欢迎家长提出宝贵的意见和建议，帮助我们不断优化课程设计、教学方法和实践活动。通过家校携手，我们为孩子们创造一个更加丰富、多元、包容的学习环境，共同促进他们的人工智能素养发展。
通过上述培养策略，我们实现由面到点，多方面、多层次提升学生的人工智能能力，为他们的未来发展奠定坚实的基础。
结语
小学生人工智能能力的培养是一个长期而复杂的过程，且这一过程会随着国家人工智能教育政策的强化支持、不断更新迭代的AI技术，以及人工智能与各行业的渗透融合等而发生变化。我们目前仅仅是作了一些积极的尝试，在这一过程中还有一些存在不足有待改进，还有一些问题尚未厘清。希望本文的研究能够为小学生人工智能能力培养提供有益的参考和借鉴。
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