【摘 要】本文主要探討了如何使生成式AI賦能下的小學(xué)信息科技課堂更加高效的實(shí)踐策略。生成式人工智能（AIGC），即人工智能生成內(nèi)容，是一種利用人工智能技術(shù)自動(dòng)生成內(nèi)容的生產(chǎn)方式。它基于深度學(xué)習(xí)算法，主要特點(diǎn)是可以自動(dòng)生成具有一定復(fù)雜度和邏輯性的文本或圖像等內(nèi)容，并且實(shí)現(xiàn)與人類對(duì)話交互，這為新時(shí)代的智慧教學(xué)提供了新的機(jī)遇。

【關(guān)鍵詞】生成式人工智能；信息科技教學(xué)；策略

【中圖分類號(hào)】G434 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B

【論文編號(hào)】1671-7384（2024）012-071-02

背景與現(xiàn)狀

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》在優(yōu)化課程設(shè)置中將信息科技作為一門獨(dú)立的學(xué)科。在課程內(nèi)容中強(qiáng)調(diào)應(yīng)“以學(xué)生核心素養(yǎng)與學(xué)段目標(biāo)為中心，圍繞人工智能（AI）六條邏輯主線，設(shè)計(jì)教育學(xué)段內(nèi)容與組織課程內(nèi)容”。由此可見，AI 已經(jīng)成為小學(xué)信息科技教學(xué)中不可缺少的一部分[1]。

學(xué)校以AIGC賦能課堂教學(xué)作為教育科研工作的主題。AIGC作為一個(gè)前沿技術(shù)工具，不僅具有使用層面的價(jià)值，更重要的是它具有教育功能，即如何利用這些工具去激發(fā)和釋放學(xué)生的潛力，如何讓AI成為激發(fā)創(chuàng)新、培養(yǎng)批判思維能力和促進(jìn)個(gè)性化學(xué)習(xí)的催化劑。

以此為背景，我們基于信息科技四個(gè)核心素養(yǎng)——信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任，開展了以“走進(jìn)智慧校園——人臉識(shí)別算法”為主題的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。

本文以項(xiàng)目第二階段“優(yōu)化人臉識(shí)別算法”一課為例，探討如何使生成式AI賦能下的小學(xué)信息科技課堂更加高效。

應(yīng)用與實(shí)踐

生成式人工智能（AIGC），即人工智能生成內(nèi)容，是一種利用人工智能技術(shù)自動(dòng)生成內(nèi)容的生產(chǎn)方式。它基于深度學(xué)習(xí)算法，主要特點(diǎn)是可以自動(dòng)生成具有一定復(fù)雜度和邏輯性的文本或圖像等內(nèi)容，并且實(shí)現(xiàn)與人類對(duì)話交互，這為新時(shí)代的智慧教學(xué)提供了新的機(jī)遇。

生成式學(xué)習(xí)是指學(xué)生在面對(duì)一個(gè)問題時(shí)，能夠主動(dòng)探索和嘗試，尋求高質(zhì)量和創(chuàng)新性的問題解決方案。Fiorella和Mayer提出了名為“選擇—組織—整合”（SOI）模型（圖1），將生成式學(xué)習(xí)分為三個(gè)階段：選擇階段、組織階段和整合階段[2]。選擇階段是指學(xué)生從外界感知的內(nèi)容中選擇特定的信息。組織階段是指學(xué)生將這些信息與大腦中已有的知識(shí)體系相對(duì)接，這可能會(huì)形成新的分支以解決不同的問題。整合階段是指學(xué)生將新信息整合到已有的圖式中，使先驗(yàn)知識(shí)能夠指導(dǎo)對(duì)新知識(shí)的思考，并對(duì)已有的圖式進(jìn)行調(diào)整和適應(yīng)。

環(huán)節(jié)一：項(xiàng)目鏈接，匯報(bào)發(fā)現(xiàn)

在第一階段中，學(xué)生初步對(duì)人臉識(shí)別這一算法進(jìn)行探索，明確了人臉識(shí)別的工作過程，理解特征提取和特征比對(duì)的原理以及“特征點(diǎn)”的重要作用。在此過程中，學(xué)生會(huì)關(guān)注影響人臉識(shí)別結(jié)果的多種因素，如人物表情的瞬息萬變、光線變化下的面容差異、歲月流轉(zhuǎn)中的面容蛻變、面部遮擋的挑戰(zhàn)，以及雙胞胎間微妙的相似與不同等。學(xué)生發(fā)現(xiàn)并匯報(bào)以上影響因素，確定本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)與想要解決的問題。這也激發(fā)學(xué)生要完善人臉識(shí)別技術(shù)并讓其更加智能化的愿望，由此驅(qū)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)并深入思考。這樣，學(xué)生就自然而然地步入生成式學(xué)習(xí)模型的第一階段：選擇階段，即學(xué)生從外界感知的內(nèi)容中選擇了特定的學(xué)習(xí)內(nèi)容。

環(huán)節(jié)二：助手相伴，初步設(shè)計(jì)

教師在教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生探究影響人臉識(shí)別的技術(shù)因素，開展小組合作探究、全班共同討論活動(dòng)。在學(xué)生遇到難以解決的問題時(shí)，教師可引入生成式AI大模型作為學(xué)習(xí)助手，提示引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)如何根據(jù)各組探究的影響因素進(jìn)行有效提問——提取關(guān)鍵信息、組織語言、明確問題背景，這為后續(xù)學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。

環(huán)節(jié)三：巧用AI，完善設(shè)計(jì)

了解影響因素的作用后，教師可引導(dǎo)學(xué)生思考如何完善優(yōu)化人臉識(shí)別算法，并設(shè)計(jì)具體方案。在學(xué)生匯報(bào)方案時(shí)，教師可采取小組合作的方式，讓學(xué)生互相給出建議，促進(jìn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作。此后，教師可進(jìn)一步引領(lǐng)學(xué)生分析問題的解決方法，了解閾值概念，直至形成改進(jìn)方案。至此，學(xué)生已初步具備使用生成式AI作為學(xué)習(xí)工具的能力。接著，學(xué)生可自主探究，將方案輸入AI大模型，由其判斷方案是否可行、是否需要完善，最終達(dá)成優(yōu)化方案的目的。這是生成式學(xué)習(xí)模型的組織階段，信息在大腦中形成新分支。

方案初成后，學(xué)生需細(xì)化并繪制流程圖。在此過程中，教師可進(jìn)行針對(duì)性指導(dǎo)。學(xué)生通過小組合作、生成式AI助力后，獲得最終方案，為下一階段模擬人臉識(shí)別算法搭好框架。

環(huán)節(jié)四：學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，階段總結(jié)

人臉識(shí)別是圖像識(shí)別技術(shù)的一部分，是通過特征提取和比對(duì)識(shí)別圖像。在本節(jié)課中，算法的不斷完善即為算法的優(yōu)化，此時(shí)，教師可出示課題“優(yōu)化人臉識(shí)別算法”，加深學(xué)生對(duì)于“優(yōu)化”的理解，明確“優(yōu)化”的意義。學(xué)生完成本節(jié)課的學(xué)習(xí)后，給AI助手在本節(jié)課的表現(xiàn)打分，并寫下學(xué)習(xí)這節(jié)課的想法和疑惑，對(duì)生成式AI賦能課堂的教學(xué)效果和學(xué)習(xí)感受進(jìn)行課后調(diào)研。這是生成式學(xué)習(xí)的整合階段，學(xué)生將新信息融入已有知識(shí)框架，思考并調(diào)整適應(yīng)，形成系統(tǒng)認(rèn)識(shí)，形成新的認(rèn)知。

總結(jié)與反思

在教學(xué)過程中，教師以學(xué)生根據(jù)自身需求發(fā)現(xiàn)問題為起點(diǎn)，以解決問題為終點(diǎn)，中間以AI賦能課堂貫穿始終。教學(xué)過程中，教師要善于捕捉學(xué)生的疑問和困惑，并以此為切入點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生深入探討；要以通過個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑的推薦、智能評(píng)估和即時(shí)反饋來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果為邏輯明線，以培養(yǎng)學(xué)生的隱性能力、自主學(xué)習(xí)能力、批判性思維、問題解決能力和合作能力為邏輯暗線，推進(jìn)教學(xué)流程（圖2）。

鑒于生成式人工智能快速發(fā)展的事實(shí)，其在信息科技課堂中的應(yīng)用是勢(shì)在必行的大概率事件。因此，我們應(yīng)當(dāng)作好相應(yīng)準(zhǔn)備，主動(dòng)識(shí)別生成式AI應(yīng)用于小學(xué)信息科技教學(xué)中的潛在風(fēng)險(xiǎn)與隱患，加強(qiáng)小學(xué)生對(duì)信息的分辨能力，引導(dǎo)其區(qū)分信息中的有效內(nèi)容與誤導(dǎo)性內(nèi)容，引導(dǎo)其樹立正確的使用觀念與行為。

參考文獻(xiàn)

徐倩芳. 生成式人工智能在小學(xué)信息科技教學(xué)中的應(yīng)用探究[J]. 試題與研究，2024（22）：121-123.

鄧韻，施佐晨. AIGC賦能智慧教學(xué)設(shè)計(jì)的模型構(gòu)建研究[J]. 設(shè)計(jì)藝術(shù)研究，2024，14（3）： 51-56.

作者單位：北京市海淀區(qū)育鷹小學(xué)

編 輯：張曉震