摘要：生成式人工智能（AIGC）技術(shù)憑借其高智能交互、創(chuàng)造性生成、復(fù)雜數(shù)據(jù)處理等能力，給教育領(lǐng)域帶來(lái)了巨大沖擊，擴(kuò)大了教育創(chuàng)新的需求。本文在構(gòu)建AIGC技術(shù)支持下的小學(xué)信息科技“人機(jī)協(xié)同教學(xué)＋靶向核心素養(yǎng)”教學(xué)新范式的基礎(chǔ)上，以《在線學(xué)習(xí)小能手》一課為例進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)踐檢驗(yàn)，對(duì)AIGC技術(shù)在小學(xué)信息科技學(xué)科教學(xué)中的實(shí)踐進(jìn)行了反思與展望。

關(guān)鍵詞：AIGC技術(shù)；小學(xué)信息科技教學(xué)；教學(xué)新范式

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 論文編號(hào)：1674-2117（2024）15-0071-05

從網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算到人工智能，再到生成式人工智能（AIGC）技術(shù)，面對(duì)新技術(shù)，是選擇“擁抱”還是“回避”？熊璋教授給出了明確的答案：人工智能與教育的融合會(huì)改變現(xiàn)在的教育，對(duì)新技術(shù)的敏感意識(shí)以及合理、有效使用這些技術(shù)的能力，在很大程度上決定了教師的勝任力。作為一線教育工作者，不僅需要保持對(duì)技術(shù)動(dòng)態(tài)的持續(xù)關(guān)注，更要勇于探索和實(shí)踐新技術(shù)。在確保技術(shù)合理融入教學(xué)的前提下，教師應(yīng)積極擔(dān)當(dāng)起教育創(chuàng)新的引領(lǐng)者角色，以科技力量推動(dòng)教育質(zhì)量的不斷提升。AIGC技術(shù)具備的高智能交互、創(chuàng)造性生成、復(fù)雜數(shù)據(jù)處理等技術(shù)特點(diǎn)為教學(xué)模式的創(chuàng)新注入了新的力量。因此，如何將AIGC技術(shù)與小學(xué)信息科技課堂教學(xué)有機(jī)結(jié)合，構(gòu)建既符合數(shù)智時(shí)代要求又具有實(shí)踐價(jià)值的教學(xué)新范式，已然成為一線教師探索和實(shí)踐的重要課題。這不僅是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的一次革新探索，更是對(duì)未來(lái)教育趨勢(shì)的積極響應(yīng)。

AIGC技術(shù)賦能小學(xué)信息科技教學(xué)的可行性分析

1.理論訴求

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”）將信息科技首次作為獨(dú)立科目納入課程方案，凸顯了其作為一門基礎(chǔ)課程的重要性和必要性。在信息科技課程中引入AIGC技術(shù)，不僅有利于推進(jìn)信息科技課程智能化發(fā)展，構(gòu)建更具時(shí)代性和發(fā)展性的教育模式，還有利于豐富教學(xué)手段，創(chuàng)設(shè)無(wú)縫隙式的智適應(yīng)學(xué)習(xí)環(huán)境。

2.實(shí)踐訴求

教師層面：①教師常常面臨教學(xué)資源不足和備課時(shí)間緊張的問(wèn)題，AIGC技術(shù)可以自動(dòng)生成教案、教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)資源，極大提升教師的備課效率。②教師期望構(gòu)建更具活力的學(xué)習(xí)環(huán)境，AIGC技術(shù)可以通過(guò)智能問(wèn)答、預(yù)演學(xué)生反饋，助力教師設(shè)計(jì)互動(dòng)性強(qiáng)的課堂活動(dòng)。

學(xué)生層面：①小學(xué)生在使用常規(guī)瀏覽器檢索信息時(shí)，常受復(fù)雜的界面和雜亂的檢索結(jié)果困擾，AIGC技術(shù)可通過(guò)提供簡(jiǎn)潔易用的操作界面降低使用難度，提高了信息檢索的效率與準(zhǔn)確性。②傳統(tǒng)的信息科技課堂往往無(wú)法滿足所有學(xué)生的即時(shí)需求，AIGC技術(shù)通過(guò)智能問(wèn)答系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)與每個(gè)學(xué)生的實(shí)時(shí)互動(dòng)，即時(shí)解答他們的問(wèn)題。

綜合理論探討和實(shí)踐訴求分析，AIGC技術(shù)在小學(xué)信息科技課堂中的應(yīng)用展現(xiàn)出高度可行性。

AIGC技術(shù)支持下的小學(xué)信息科技教學(xué)新范式構(gòu)建

在數(shù)智時(shí)代，教學(xué)課堂中的對(duì)話主體不僅包含傳統(tǒng)的學(xué)生和教師兩個(gè)自然人主體，還納入了由人工智能賦能的技術(shù)實(shí)體。這一變革標(biāo)志著教學(xué)活動(dòng)從以往的雙主體模式邁向了三主體的全新格局。依據(jù)小學(xué)信息科技課程教學(xué)使用AIGC技術(shù)的可行性分析，筆者根據(jù)使用AIGC技術(shù)工具后的真實(shí)體驗(yàn)以及相關(guān)教學(xué)應(yīng)用研究成果，構(gòu)建了AIGC技術(shù)支持下的小學(xué)信息科技教學(xué)新范式（如圖1）。

1.課前準(zhǔn)備

課前，教師通過(guò)與AIGC技術(shù)展開多輪對(duì)話，提供必要的前置信息，即可生成引領(lǐng)后續(xù)教學(xué)的核心素養(yǎng)目標(biāo)以及符合教學(xué)邏輯和流程的設(shè)計(jì)框架。此外，AIGC技術(shù)可以輔助教師進(jìn)行教學(xué)任務(wù)預(yù)設(shè)，智能生成與教學(xué)主題和課程內(nèi)容相匹配的教學(xué)和學(xué)習(xí)資源，并設(shè)計(jì)出形式多樣的教學(xué)活動(dòng)。同時(shí)，AIGC技術(shù)強(qiáng)大的智能搜索和問(wèn)答功能，還能夠成為教師答疑解惑的得力助手，提高備課的效率和質(zhì)量。

2.課中實(shí)施

AIGC技術(shù)可以使用大型語(yǔ)言模型優(yōu)化教學(xué)和學(xué)習(xí)體驗(yàn)，為學(xué)習(xí)者創(chuàng)建個(gè)性化、互動(dòng)式的學(xué)習(xí)環(huán)境，促進(jìn)三主體之間的協(xié)調(diào)。在教學(xué)過(guò)程中，AIGC技術(shù)主要體現(xiàn)為在學(xué)生自主探究過(guò)程中扮演“智能學(xué)伴”角色，學(xué)生無(wú)需進(jìn)行煩瑣搜索，直接與其對(duì)話即可獲取所需信息。學(xué)生也可以通過(guò)連續(xù)對(duì)話，根據(jù)已有的問(wèn)題提出自己的見(jiàn)解，引導(dǎo)“智能學(xué)伴”逐步進(jìn)行解釋和闡述，這為缺乏表達(dá)信心的學(xué)生提供了便捷的知識(shí)獲取途徑。同時(shí)，AIGC技術(shù)還在學(xué)生問(wèn)題解決過(guò)程中扮演“虛擬教師”角色，突破時(shí)間和人數(shù)的限制，解答不同學(xué)生在同一時(shí)間內(nèi)的不同問(wèn)題，并根據(jù)每個(gè)學(xué)生的需求提供個(gè)性化的問(wèn)答服務(wù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)反饋。“虛擬教師”還能智能篩選海量信息，為學(xué)生呈現(xiàn)最相關(guān)、準(zhǔn)確的結(jié)果，從而降低作答成本，提高信息獲取效率。

3.多元評(píng)價(jià)

在評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，教師要注重學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中的表現(xiàn)，包括問(wèn)題解決能力、合作交流能力以及思維發(fā)展等。而AIGC技術(shù)作為“數(shù)據(jù)管家”，能實(shí)時(shí)記錄學(xué)生的問(wèn)題思考及反饋，構(gòu)建學(xué)生思維認(rèn)知過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)。因此，教師可以在“數(shù)據(jù)管家”的輔助下，采取多元評(píng)價(jià)方式，如表現(xiàn)性評(píng)價(jià)、過(guò)程性評(píng)價(jià)和差異性評(píng)價(jià)。

AIGC技術(shù)支持下的小學(xué)信息科技教學(xué)新范式課堂實(shí)踐

筆者聚焦新課標(biāo)第二學(xué)段中的第三部分內(nèi)容，選取《在線學(xué)習(xí)小能手》一課為例，以AIGC技術(shù)輔助教學(xué)，旨在為小學(xué)信息科技教師利用生成式人工智能開展課堂教學(xué)提供有益參考。

1.AIGC工具的選擇

當(dāng)前有許多公司和機(jī)構(gòu)開發(fā)了相關(guān)的AIGC工具，筆者根據(jù)自身的初步體驗(yàn)，選擇“文心一言”作為本案例的實(shí)踐工具。文心一言不需要賬號(hào)登錄，操作界面簡(jiǎn)潔易用，具備簡(jiǎn)單的圖片生成功能，并擁有插件視頻生成能力。本文僅討論AIGC技術(shù)支持小學(xué)信息科技教學(xué)實(shí)施的具體應(yīng)用，“文心一言”的功能具有一定代表性。

2.教學(xué)情境設(shè)計(jì)

新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)要設(shè)立跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)，以加強(qiáng)學(xué)科間的相互關(guān)聯(lián)。基于新課標(biāo)的要求，本案例選擇與科學(xué)學(xué)科開展跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動(dòng)，以多種在線學(xué)習(xí)方式為抓手，探究食物在身體中的消化順序。為激發(fā)三年級(jí)學(xué)生的興趣，將案例課題擬人化，命名為《在線學(xué)習(xí)小能手——食物在身體中的旅行》。

3.課前教學(xué)準(zhǔn)備設(shè)計(jì)

（1）核心素養(yǎng)目標(biāo)設(shè)計(jì)

筆者與文心一言開展關(guān)于《在線學(xué)習(xí)小能手——食物在身體中的旅行》核心素養(yǎng)目標(biāo)設(shè)計(jì)的對(duì)話，提示詞力圖引導(dǎo)文心一言生成小學(xué)信息科技核心素養(yǎng)導(dǎo)向的目標(biāo)，如圖2所示。

（2）教學(xué)重難點(diǎn)設(shè)計(jì)

根據(jù)與筆者的多輪連續(xù)對(duì)話、交流觀點(diǎn)，文心一言即時(shí)做出調(diào)整，最終生成如圖3所示的教學(xué)重難點(diǎn)。

（3）教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

圍繞以上核心素養(yǎng)目標(biāo)，筆者基于新課標(biāo)要求和學(xué)情設(shè)計(jì)一條教學(xué)主線：利用多種在線學(xué)習(xí)的方式了解食物在身體中的旅行。筆者對(duì)話文心一言，希望其推薦幾種適合三年級(jí)學(xué)生、能輔助實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)目標(biāo)的在線學(xué)習(xí)工具。上頁(yè)圖4為文心一言生成的學(xué)習(xí)工具推薦。

筆者依據(jù)文心一言提供的工具，選取騰訊會(huì)議、雨課堂作為輔助教師教學(xué)的手段，騰訊QQ、人體探秘APP、文心一言作為輔助學(xué)生學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)工具，設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)。

（4）教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

在評(píng)價(jià)方面，筆者希望文心一言能夠設(shè)計(jì)包含過(guò)程性評(píng)價(jià)、表現(xiàn)性評(píng)價(jià)和差異化評(píng)價(jià)的多元評(píng)價(jià)量表。以“設(shè)計(jì)一份本課的小組合作評(píng)價(jià)量表，總分10分”為此量表的提示語(yǔ)與文心一言進(jìn)行對(duì)話，生成結(jié)果如下表所示。

雖然此量表在結(jié)構(gòu)上基本完整與系統(tǒng)化，但仔細(xì)觀察不難發(fā)現(xiàn)其問(wèn)題所在。各評(píng)價(jià)方式的評(píng)價(jià)分值總和是8分，這與提示語(yǔ)的要求并不相符。因此，筆者根據(jù)教學(xué)的實(shí)際情況對(duì)分值結(jié)構(gòu)做了調(diào)整：自評(píng)（1～3分）、組評(píng)（1～3分）、師評(píng)（1～3分），總分9分。

4.課中探究問(wèn)題答疑實(shí)施

①“智能學(xué)伴”輔助探究學(xué)習(xí)。以“項(xiàng)目活動(dòng)三：消化器官的作用”為例，學(xué)生運(yùn)用文心一言探究各消化器官的作用。以消化器官——胃為例，學(xué)生提示詞如下：消化器官胃有什么作用？文心一言生成的內(nèi)容如圖5所示。

獲取信息較快的小組還可以嘗試使用文心一言4.0生成相關(guān)視頻。拓展了消化器官的相關(guān)知識(shí)，學(xué)生興趣高漲。

②“虛擬老師”及時(shí)答疑解惑。學(xué)生在項(xiàng)目探究過(guò)程中使用文心一言解答個(gè)性化問(wèn)題：人體只有這五個(gè)消化器官嗎？文心一言生成的內(nèi)容如圖6所示。

文心一言5秒內(nèi)提供及時(shí)解答，但生成內(nèi)容直接給出結(jié)論與部分描述性事實(shí)，在不繼續(xù)追問(wèn)能否提供圖片或生成視頻時(shí)，文心一言只提供文本內(nèi)容的回答。

5.學(xué)習(xí)過(guò)程評(píng)價(jià)實(shí)施

學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)貫穿課堂教學(xué)始終，“數(shù)據(jù)管家”實(shí)時(shí)記錄學(xué)生問(wèn)題思考角度及反饋結(jié)果，構(gòu)建了學(xué)生思維認(rèn)知過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)。教師在課后可以通過(guò)翻閱學(xué)生與“文心一言”的對(duì)話記錄或讓“文心一言”直接總結(jié)的方式，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和問(wèn)題探索方向。這種方式既方便了教師的課后分析，又能夠確保教師獲取到全面、準(zhǔn)確的學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，從而更有效地指導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)。同時(shí)，這也體現(xiàn)了數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)評(píng)價(jià)模式在提高教學(xué)效率和質(zhì)量方面的優(yōu)勢(shì)。

結(jié)語(yǔ)

在實(shí)踐中，AIGC技術(shù)不僅豐富了教學(xué)資源、減輕了教師備課負(fù)擔(dān)，還滿足了學(xué)生即時(shí)對(duì)話和個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，為學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和個(gè)性化學(xué)習(xí)提供了實(shí)現(xiàn)路徑。然而，任何技術(shù)的應(yīng)用都需要在實(shí)踐中不斷反思和完善。學(xué)習(xí)資源的準(zhǔn)確性和適切性，以及技術(shù)在教育公平和學(xué)生隱私保護(hù)方面都要給予高度的關(guān)注。同時(shí)，也應(yīng)意識(shí)到，技術(shù)的融入需要教師具備相應(yīng)的技術(shù)素養(yǎng)，也需要學(xué)生逐漸適應(yīng)新的學(xué)習(xí)方式。

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