小学一等奖信息科技教学论文:生成式人工智能支持下小学信息科技实验教学设计与实践——以四年级“绿美社区 码上行动”编码课为例

本课例的设计以建构主义学习理论和项目式学习模式为理论基础，构建了生成式人工智能支持下的三层探究技术框架。建构主义认为，学习是学习者在原有经验基础上，通过与环境和同伴的互动，主动建构新知识意义的过程。根据这一理论，在本课例中，学生是在主动解决“如何为社区树木设计身份证”这一真实、复杂问题的过程中，通过操作、观察、讨论与设计，逐步建构起关于编码唯一性、效率与可读性平衡、系统可扩展性等核心概念的理解。项目式学习则为学生提供了从问题定义、方案设计到成果评价的完整实践框架。本课例严格遵循 PBL 的核心结构，围绕一个源于真实生活的驱动性问题展开，引导学生经历持续的探究过程，完成创造性的方案设计，并最终通过“树木编码牌”成果展示与评议环节实现学习闭环，在整体上保障了学习过程的完整性与实践性。

在技术框架层面，构建了生成式人工智能“课前—课中”一体化应用模式，其核心在于分阶段、有侧重地发挥生成式人工智能的技术优势，并贯彻“教师主导、学生主体、技术赋能”的设计原则。课前，教师利用生成式人工智能的内容生成能力，快速创建贴近学生生活的社区树木模拟数据库及多套对比编码方案，以为学生为中心的课堂探究准备了丰富、可靠且高度贴合教学目标的学习材料。课中，利用生成式人工智能服务于学生的探究过程：一方面，作为“数据处理助手”对学生实验产生的数据进行即时分析与可视化呈现，支持其基于证据的分析与决策；另一方面，利用生成式人工智能平台生成功能聚焦、交互友好的“数据编码实验台”，支撑学生开展低成本的自主设计、规则构建与方案迭代。