小学信息技术人工智能教学的研究
顾静
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顾静,. 小学信息技术人工智能教学的研究[J]. 人工智能研究,2022.1. DOI:10.12721/ccn.2022.157074.
摘要:
随着信息技术的快速发展,计算机技术已经成为了我们日常生活中必不可少的一部分,但是在小学阶段学生思维能力还比较差、抽象性较强且逻辑推理能力较差。如何让小学生能够理解和运用信息技术进行学习是当前教学过程当中非常重要的话题。信息技术是一门综合性很强的学科,它与人类生活息息相关。本文主要论述“人工智能”融入到小学信息技术教学中教师面临的困境,并对当前教师使用人工智能教学问题上做出探讨分析并提出改进建议,以促进教师更好的使用人工智能技术,更好地服务于小学生学习信息技术课外知识和拓展学生思维能力;同时,也为教师专业能力提升,提供更多值得参考的思考。
关键词: 小学信息技术;人工智能;教学困境;对策
DOI:10.12721/ccn.2022.157074
基金资助:

随着计算机技术的不断发展,人工智能也随之应运而生。信息技术课程作为一门新兴学科,在小学阶段教学中发挥着重要作用。传统教学模式下的课堂枯燥乏味、学生被动学习现象日益凸显等问题已经严重阻碍了我国素质教育事业和社会经济建设。小学阶段本身是学生思维培养与发散的关键时期,把握好这一关键期有利于今后培养更多优秀人才。目前人工智能已经逐渐成为了新时代教育教学中不可或缺且必不可少的部分之一。小学信息技术教学如何抓住当前优势强化人工智能在教学中的使用,则是目前小学信息计划教学高效发展的重点。

一、 人工智能教学特点

1、科学性

在传统教学模式下,教师不能全面兼顾了解整体学生的学习兴趣和心理变化,很难在集体教学中对课堂进行科学化的管理。但但是目前人工智能拥有智能课堂行为分析技术、即时反馈技术、情境感知技术等泛在的智能化技术,帮助教师在组织教学课堂活动时,为教师的决策提供科学的数据和分析资料,使教师能够全面的了解学生学习问题,还有望借助智能化技术科学地预测某些将要发生的课堂问题行为,并在发生之前通过一定的方式悄悄处理,实现高效的课堂管理。

2、交互性

在教学中,需要教师与学生能够有效的沟通与交流,加强教学的互动性,但是传统教学中,受教学因素的影响,教学互动程度不高。在人工智能时代,教师不仅可以与学生进行交流互动,还能与人工智能助手共同协作,通过教学互动的构建,智能化教学设备也可以成为教师教学的辅助工具,实现教学协作互助。除教师与教学智能设备之间的交互外,人工智能时代的课堂管理的交互性也体现在教师与学生之间的联系、师生与教学资源的联系、教学资源与智能设备之间的互动等,以多主体的形式实现交互式的智能教学。

3、开发性

教育人工智能与课堂教学的深度融合,使不同学习空间的学习者接受同一课堂教学成为可能。传统的由教师、教材、场所、学生构成的封闭教学环境被彻底打破,泛在学习环境使得课堂扩大到更大的范围,开放课堂、延伸课堂、混合课堂成为可能,并在技术的支持和学习者需求多样化的推动下不断得到充分的发展。同时技术也连接了正式学习和非正式学习空间,真实课堂与虚拟课堂,课堂教学范围不断被拓展。因此,在空前开放的智能化课堂中,教学也呈现出其开放性,需要考虑不同学习者的需求和个性特征。同时,智能时代课堂教学过程中资源的生成性,以及教学资源和学习资源的多样化,也使教师对课堂教学内容的管理更具挑战性,需要以开放、动态的方式实现对教学内容的管理[1]

二、 人工智能在小学信息技术教学中的应用困境

1.传统课堂观念的束缚

在传统课堂管理理念的长期束缚之下,课堂管理会忽视学生发展需求,对某种已经形成并固定下来的课堂管理模式产生依赖性。使得教师缺乏创新意识和自我发展意识,同时严重打击学生的积极性、主动性和创造性。虽然人工智能进入小学信息技术教学,但是也使得传统教学模式下的教学弊端逐渐显现出来,要想在短时间让教师走出传统教学的困境,实现高度自主的教学,重视学生的身心发展需求,以学生能力的发展作为教学的首要对象和最终的管理价值目标,很难在短时期内做出改变,因此信息技术教师会产生一定的排斥心理,批判人工智能技术的介入,即使有些教师在思想上能够接受,并且认同人工智能在信息技术教学中的价值和作用,但由于无法轻易打破自身的舒适圈,难以走出心理安全屋,在实际的教学环节也缺乏积极性和创新性,只会被动地、机械地按照学校和上级教育部门的要求去执行,无法真正适应人工智能时代的课堂教学[2]

2.保障系统建设不完善

要实现人工智能在小学信息技术教学中的使用,完善的保障系统是维持智能化信息技术课堂的关键。但是由于学校智能化教学保障体系建设不全,智能化软硬件配套设施不完善、专业的技术保障团队和管理团队建设滞后,很大程度上阻碍信息技术教师智能化教学活动课的开展与实施。教师人工智能应用能力提升过程中存在的很多问题很大程度上都是因为缺乏理想化的智能化课堂开展的现实条件。同时,智能化课堂相关制度保障建设也存在很多问题。智能化的信息技术课堂要求高度的自主性、灵活性、多样性,对信息技术教师提出了很多新的要求,更需要信息技术教师变革管理理念、创新教学方式,实现人工智能教学课堂在信息技术教学中的创新使用[3]。但是由于目前现有制度保障不足,教师评价制度无法更随创新课堂而改变,导致信息技术教师使用人工智能教学的积极性和创新性受到打击,人工智能教学应用不佳。

3.时间与空间使用障碍

对于时间障碍来说,主要是信息技术教师在自主学习时间有限,要提升信息技术教师人工智能教学的专业能力,缺乏时间和精力的支撑。目前小学教师面临的普遍性的问题是工作时间长,教学任务量大,工作强度大,大量的机械性的、重复性的工作已经消耗掉教师大部分的时间和精力,信息技术教师很难在现有的学习基础与工作基础上,抽出更多的时间来完成人工智能教学与小学信息技术教学的结合,智能化教学课堂的构建也缺乏时间和精力去完善。对于空间障碍来说,由于目前的教育人工智能技术发展仍处在发展改进过程中,而人工智能教学应用也处在初级阶段,我国很多地区的中小学引进人工智能辅助课堂教学近几年才开始,应用时间较短,应用效果还不能很好地呈现出来。因此,基于人工智能应用的课堂教学和管理活动受到了各社会群体的批判和质疑认为人工智能应用于课堂教学会在一定程度上侵犯学生的隐私权、转移学生课堂注意力、损害学生学习自主性、阻碍师生、生生的情感交流等,使得教师在优化小学信息技术教学课堂时,会有一定的心理负担,使得人工智能教学课堂的构建无法形成高效的课堂带动学生的积极性,教师专业化发展动力也会受到一定的抑制[4]

三、 人工智能在小学信息技术教学中的应用对策

1.转变教学观念

在目前信息技术教师传统观念的束缚下,首先要做的是及时转变教学理念,以"能力本位"的教学指导课堂管理实践。所谓的"能力本位"就是将课堂管理的对象由原来的学生或者学生行为转变为学生能力大发展,任何管理行为的产生的最终价值目标都是为了促进学生能力的提高和发挥。这种理念上的转变首先需要教师重新对自己在课堂教学中的地位和角色进行重新认识和定位,摒弃原有的教师是课堂教学主体的观点,因为在"能力本位"的课堂教学理念指导下,教师、学生、智能化课堂管理助手都是课堂教学的主要参与者,而教师在其中更多地发挥引导的作用,教师的角色从"掌控者"转变到"指导者"[5]。其次,教师更要进步了解和学习教育人工智能的发展,正确认识其教育应用价值,主动探索更好实现传统课堂向智能化课堂过渡的方法,将"能力本位"的管理理念融入课堂管理实践中,为学生能力的发展和提高创造条件。

2.构建智能教学系统

智能化课堂教学的实现,首先需要强大的教育人工智能技术的支持,这些技术在课堂教学实践过程中发挥着基础性的作用。为进一步提升课堂教学的智能化水平,我们需要加强核心技术的研发,不断完善教育人工智能技术,充分发挥人工智能技术在课堂教学中的价值。其次,在基础设施上,要满足信息技术教师教学的要求,将人工智能在信息技术教学中的使用更加的多样化,以自动化测评、个性化学习、学情监测等多个方面与小学信息技术教材相结合,让人工智能教学与教学内容合二为一,在吸引学生学习的基础上,重视学生学习与教师使用的感受,实现全面优质的教学,信息技术教师也能在所需求的教学要求上,实现教学智能化水平的提升[6]

3.构建师生成长共同体

首先,需要学校在其学校教师群体内部营造一种共同成长的学习氛围,互相帮扶,增强情感交流,实现经验分享,不断激发教师自我学习和自我提升的意识;第二,依托智能化教学平台,充分发挥人工智能技术的优势,实时记录与分析教师课堂教学的全过程,反思和总结经验。并不断鼓励教师上传课堂教学案例和心得体会至智能化交流平台,不断采集和汇聚教师的课堂管理数据和信息,经过智能化数据处理和专业分析,形成有针对性的教育资源;第三,有计划、有步骤地建立起智能化"教师成长共同体",不断从校校合作-区域合作-国际合作横向拓宽交流范围,不断增加"教师成长共同体"的张力[7]

4、创新教师教育

信息技术教师要想精准的将人工智能融入到教学使用中去,提高信息技术教师智能化课堂管理能力是非常必要的。首先需要重视信息技术教师的教育培训,了解教师在使用上的需求,收集信息技术教师专业化发展意见,对教师培训需求进行了解后,在教师培训中设置教育人工智能培训课程,引导教师自觉学习和掌握当前教育人工智能的成就和相关的技术。其次,通过线下面对面的形式,由专业技术人员帮助信息技术教师掌握智能化教育教学产品的实际操作应用。如果条件允许,可以采取一对多甚至一对一的技术培训,为教师提供专业的、针对性的辅助和建议。不断提高教师与人工智能相互配合的能力,实现课堂管理目标。同时,需要重视教师在学习智能化过程中的鼓励和激励,让更多的信息技术教师能够自主自发的参与智能化教学培训。除了对信息技术教师施以物质激励之外,心理激励对于教师缓解教学压力是有效的,比如说,为教师构建舒适的工作环境、良好的职业发展规划、充分的自我发展空间等激励方式,更能够帮助教师激发自己的潜能,提升教师的专业能力。

三、总结与展望

综上所述,对于小学信息技术教学中人工智能的使用,信息技术教师当前要打破自身教学的困境,提升自己教学水平,以智能化教学理念和教学系统等多种形式逐步提升信息技术教师专业水平,实现信息教学智能化发展。“人工智能+教育”已经成为未来教育的新方向,人工智能将会越来越多地应用到教育领域,更多学校和教育机构将会将人工智能应用到实际教学和管理过程中,推动个性化教学的实现,也就更需要教师在使用人工智能教学时,不断的思考与创新,推动智能化教育不断进步。

参考文献:

[1] 杨素红. 在小学信息技术教学中开展人工智能教学的探索[J]. 北京教育教学研究, 2020, 41(1):3.

[2] 朱慧, 王学男. 人工智能时代小学信息技术教师教学的挑战与突围——基于北京市西城区的调查与实践[J]. 中小学信息技术教育, 2020(2):4.

[3] 郭丽娜. 中小学信息技术教学存在问题及对策研究 ——以人工智能运用为例[J]. 软件导刊.教育技术, 2019, 18(9):3.

[4] 许学志. 创客思维下的小学信息技术教学实践研究[J]. 科学咨询, 2019(4):1.

[5] 周忠林. 核心素养视野下中小学人工智能教学策略探究[J]. 教育教学论坛, 2019(18):2.

[6] 甘巧雪. 人工智能走进小学信息技术课堂的思考[J]. 速读(下旬), 2019.

[7] 刘海兰. 人工智能在小学信息技术课堂教学中实施的探索[C]// 2019年教育现代化教学管理座谈会论文汇编(二). 2019.

作者简介:顾静  海浦东新区澧溪小学 201318

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