【一等奖小学信息科技AI赋能教学论文】从“工具操作”到“生态探究”——AI赋能信息科技与生态环境融合教学的实践路径

从“工具操作”到“生态探究”

——AI赋能小学信息科技与生态环境融合教学的实践路径

小学信息科技教学需突破单纯工具操作，转向核心素养培育。生态环境教育的真实情境与跨学科特性，为教学转型提供天然场域。结合生成式A1，提出“AI+生态+信息科技”融合教学模式，以典型案例阐释AI赋能路径，推动教学从“教软件”到“育素养”转变。A核心价值在于让真实问题“可见”、学习过程“可玩”、核心素养“可生长”。

当前小学信息科技课堂普遍陷入“讲解功能一演示步骤—学生模仿”的单一循环，学生被动操作，难以体会技术价值。新课标明确信息科技需培育学生的信息意识、计算思维等核心素养，要求教学在真实问题解决中落地。

生态环境教育为教学转型提供了理想载体，水质监测、黄河生态保护等实践证明，结合环境问题的技术学习能让学生从被动转向主动。生成式AI的介入，让教师从资源使用者变为学习工具设计师，可通过自然语言快速生成定制化教学素材，重塑课堂形态。

生态环境问题的复杂性往往超出小学生的认知范围。水土流失如何发生？水质变化如何感知？生物多样性如何监测？这些问题如果仅靠文字描述，学生将难以产生真切的情感共鸣和探究欲望。

AI的生成能力为此提供了解决方案。教师可以借助AI绘画工具，让学生根据对家乡河流的想象生成图景，再与实地照片对比，直观感知环境变化。也可以利用AI创设虚拟情境，如“智能家居与绿色生活”，让学生在模拟环境中探索技术与生态的关联。这种“可见性”的建立，是激发学生探究动机的第一步。

在传统信息科技教学中，学生面对的是功能繁杂的通用软件。以WPS表格为例，数十个菜单选项、上百个功能按钮，对于仅需掌握基础操作的四年级学生而言，认知负荷过重。

AI生成工具的价值在于，它可以按照教师的教学目标，即时生成“纯净版”的学习工具。正如有教师在实践中尝试的：向DeepSeek描述“面向四年级学生的简化版在线电子表格，需要合并单元格、插入行、修改数据等功能，界面卡通化并内嵌任务清单”，AI便能在几分钟内生成一个游戏化的挑战网页。学生在一个个任务的完成中自然掌握技能，每完成一项便可点亮一枚“技能徽章”，学习变成了闯关游戏。这种“玩中学”的体验，正是技术赋能教育的理想状态。

当学习进入项目化阶段，AI的角色从“工具生成者”扩展为“学习伙伴”。学生在完成水质检测项目时，可以随时向AI助手请教编程问题；在设计生态保护方案时，可以借助AI进行头脑风暴；在数据分析环节，可以利用AI辅助生成图表和解读。AI不再是冰冷的工具，而是学生探究路上的“脚手架”，支撑他们完成从发现问题到解决问题的完整历程。

样态一：“智绘家乡河”——AI绘画驱动的问题发现

以济南黄河水质为切入点，学生使用AI生成理想河流图景，并与实地照片对比发现问题，进而开展水质数据采集、编程监测等探究活动，形成跨学段协作学习模式。

样态二：“代码护飞羽”—AI辅助的生态编程实践

结合黄河生态保护问题，将编程语法与环保场景关联，循环语句对应垃圾分拣动作、变量对应植被生长参数。学生设计环保小程序，理解科技对生态保护的精准助力作用。

在教学中，教师将编程知识点与生态问题一一对应，当学生解释“在程序中加入分拣路径优化功能，让机器人识别塑料瓶时自动规划最短路径”时，他们已经不再是在学习编程，而是在理解“科技能让环保工作更精准、不做无用功”。

样态三：“数据解梯田”——AI支撑的跨学科探究

“云上梯田”课程围绕哈尼梯田水源问题进行，学生使用AI感知梯田特色，学习开源硬件与传感器知识，制作水位监测模型与智慧生态保护机器人，在完整的探究中实现科技与生态教育的深度融合。

教师角色的转型：从讲授者到“学习体验设计师”

上述实践表明，AI赋能的教育变革，最深刻的影响在于教师角色的重塑。当AI可以生成教学工具、创设学习情境、辅助个性化指导时，教师的核心价值便不在于“讲授得有多精彩”，而在于“设计得有多巧妙”。

首先，教师需要具备“问题挖掘力”，能够从学生身边的生活中发现具有探究价值的真实问题。这些看似平常的现象，经教师的敏锐捕捉和精心设计，都能转化为驱动深度学习的项目起点。

其次，教师需要具备“人机协同力”，能够用精准的自然语言向AI描述教学需求，将教育构想快速转化为可用的学具和资源。从“生成一个面向四年级学生的简化版电子表格”到“设计一个帮助理解分支结构的互动游戏”，教师的需求越清晰，AI的产出就越贴合教学实际。