人工智能下小学生信息科技自主创新能力的培养

人工智能下小学生信息科技自主创新能力的培养

王妙娜 

广州市增城区新塘汇美天恩中英文学校

【摘要】基于新版《义务教育小学信息科技课程标准》中多次提及的“创新”理念，信息科技课的主要目标和方向就是培养学生的思维逻辑能力与创新能力，而展开以培养学生自主创新能力为方向的小学人工智能课，可以强化学生的思维逻辑，促进学生自主参与和设计，创造和互助。同时，实施因材施教，分析学生性格特点，认知水平和兴趣爱好，实施不同的教学策略，以促进学生创造力，想象力的提升，也强化了学生综合能力。

【关键词】人工智能；自主创新；信息科技；小学生

学生的自主创新能力更需要从小学生开始培养，激发学生的求知欲，让学生主动探索问题和发现问题。教师要更新教学理念，运用多样化的教学形式，展开高效的小学信息科技课堂，突出攀生的主体地位，以学生为出发点和落脚点，站在学生的角度制订教学计划，从而促使学生可以主动地参与课堂活动中，增进师生之间的互动和交流，帮助学生建立起清晰的学习思路，养成良好的学习习惯，让学生学会自主归纳和自主总结。

一、当前小学信息科技课堂教学中缺乏创新能力的培养

随着信息科技的高速发展，信息科技逐渐走入小学教学课堂，成了学生主要学习的科目之一。信息科技课堂不同于其他学科，教师在讲台上讲，学生在下面倾听。小学信息科技课堂这门学科具有较强的抽象性和逻辑性，学生需要建立强大是逻辑思考能力，教师应发挥学科特点采取与人工智能课相结合的方式来引导学生思考，动手操作，鼓励学生创作。

二、小学信息科技课堂教学中小学生自主创新能力培养策略

（一）巧用情境方法，感悟信息时代

在这个信息化的时代，信息科技已经是小学课程中不可或缺的一部分。对于新时代下的学生，传统的教学方式已经满足不了当代学生的学习需求。因此我们可以结合人工智能，来激起学生对信息科技课堂的学习兴趣，从而达到更高效的教学目的。例如在3D虚拟仿真实验室中，通过游戏的形式，让学生以“火星探索”为主题，通过操作积木块代码，从罗威尔环形山起点处，跑向南极高原建立基地坐标，并在途中完成采集火星样品和火星陨石、安装调试观测设备、搜寻火星水资源等三项科研任务。每完成一项任务，自动统计对应得分，最终按照积分进行排名。学生对于这样游戏形式的课堂十分感兴趣，在学习了每个知识点的同时也增强的创新思维的开发。

（二）注重实践过程，提升创新能力

以前的空讲模式已经不适应当代的课堂教学了，而信息科技课堂跟其他学科相比，本身就有其优势。每节课都坚持上机操作是信息科技的基础条件。在不断操作的过程，学生才可以更好地接受知识，只有不断探索、研究学生才能提高创新能力。在满足上机条件的同时，结合人工智能，将信息科技课堂最大化利用。以往的信息科技课堂，就是简单地学习各类软件。而结合了人工智能后便能让学生对信息科技更加感兴趣，例如在教授慧编程软件时，可以结合使用Mbot智能小车，让学生不再只是对着枯燥无味的图形化编程操作，而是可以通过现实中的小车实现他们所编程的效果。这样加重学生的体验感，从而对信息科技课堂产生更强大的兴趣，提高学生自主创新能力。

（三）预留表达时间，培养信息素养

学习既是一个输入的过程，也是一个输出的过程，在课堂学习中，充分讨论表达是非常重要的。在不断讨论探究的过程中，产生思维的碰撞，学习每节信息科技课时，也是在利用信息计算表达各类信息，所以信息课堂应该是一个可以表达、可以发挥信息科技解决问题的课堂。在课堂上，引导学生用信息语言来表达，是培养信息素养非常关键的途径。把足够的时间留给学生，并且不要过度的去捆绑学生的想法，让他们拥有空间将自己的想法展示出来。对于学生的发明创造需要给予肯定的表扬与赞赏。让他们拥有足够的信心以增加自主创新的能力。

（四）结合学生的个体差异展开创新课堂

每一名小学生都是独立的个体，小学信息科技教师在开展教学的过程中，要分析学生的学习情况，考虑学生之间的差异化，结合学生的发展规律展开小学信息科技课堂。对接受能力较强的学生，教师在完成基本教学内容后可以适当拓展和延伸学习内容，让学生结合信息科技查找与学习内容相关的学习资料。例如，小学信息科技教师在讲解超声波这一节课的时候，对于基础较好的同学，可以再加以引导，让他结合生活实践，利用身边的材料结合超声波代码，制作出一个科技小发明。而对接受能力相对较弱、基础知识相对较差的学生来说，教师要不断夯实学生的基础知识，注重新旧知识点之间的连接，主要以引导学生认识超声波的原理、所对应编程代码块的意义，以及在实际生活中的运用。从而循序渐进地提高学生的创新能力。 

（五）创造思考空间

在课堂上，教师是一个“主导者”，更多地是一个“辅助者”，而课堂的真正主体是学生。课堂中，学生会遇到各自问题，他们需要查找资料，观摩微课来解决，在课堂中，例如《动作路径的使用》一课中关于“喜羊羊口罩为什么只戴了一半”的问题，学生需要细心地去发现动作路径的“终点”如何修改，在自定义路径中，如何“化直为曲”，学生需要充分思考与讨论。体现“生本”主题，通过学生“自学-探究-讨论-操作”的过程，培养学生信息思维和创新意识。

（六）引导小组合作，发挥无限潜能

小组合作是学习探究的基础，一个人的力量是有限的，小组合作的力量是无限的。小学生的想法也是形形色色，每个孩子都有一直自我表现的欲望，特别是成绩较差的学生，这类同学往往思维更加活跃，只要给他们一个平台，总能激发出他们的潜力。每一个优秀的小发明，其实都不是一个学生可以独立完成的，在大量的实践活动中表明，只有团队合作，分工明确，不断进行实验，才能创造出一个个优秀的作品来。

（七）互联智能，物物相连

互联网、物联网的不断发展为现实生活创造了诸多新思维、新模式、新方法、新平台。通过实物或平台模拟，学生进行无人机群组控制，感受新兴技术在各行各业中的应用创新，体会无人机对于智能交通、智能灌溉、智能运输的作用。通过教师引导，学生以小组合作的方式，分析无人机互联焰火表演的案例，并试着提出自己的新方案感受物联网对未来的潜在影响。综合运用信息科技、数学、物理、地理等知识，让学生体会信息科技带来的变革，感受科技自主可控创新和原始创新的重要性。

三、结语

《义务教育信息科技课程标准（2022版）》将“信息技术”更名为“信息科技”，体验了教育思维的重大变革，主要体现在从原来的重操作转为重科学；从原来的重知识转为重素养。要求学生体验计算机程序，鼓励学生从多个方面熟悉程序，不要求每个算法问题都由学生编程实现，课采用类似科学课程中观察实验的教学方法，这也是培养数字化学习与创新的一种实践。

参考文献：

[1] 殷静波.在小学信息科技教学中培养学生的创新能力[J].天津教育·下,2022年第02期

[2] 朱小琳.小学生美术自主创新能力培养策略[J].教书育人·教师新概念,2015年第01期

（本文是广州市教育科学规划课题+《新课标下小学生信息科技自主创新能力培养的研究》+202214820的研究成果。）

王妙娜，广东省广州市增城区新塘汇美天恩中英文学校，初级教师