生成式AI赋能小学信息科技教学的实践路径——以“数据可视化解码”为例

摘要：生成式人工智能(GAI)在课堂教学中的渗透日益加深，正由概念验证迈向全面落地。本文以“用可视化手段解码数据语言”课程及其中“优化大课间活动”的项目式学习为案例，分析了当下教育需求与技术发展的契合点，进而从技术赋能、思维培养、素养提升、实践应用四个维度构建了“四位一体”教学模式。该模式以技术为支撑与驱动，致力于优化教学全过程，激发学生的学习主动性与能动性，培育其综合素养与创新意识，从而达成提升学生综合素质与创新能力的教育目标。

关键词：生成式AI；GAI；小学信息科技；项目化学习；教学实践

一、研究背景及其价值

(一)时代诉求与课标规定

伴随人工智能技术的迅猛发展，面对AI时代赋予的教育契机，教育部发布的《中小学人工智能通识教育指南(2025年版)》指出，需将人工智能教育纳入校本课程规划，建立与信息科技、科学、综合实践等课程紧密衔接的课程体系。《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》(以下简称课标)明确指出，义务教育阶段应让学生熟悉人工智能的典型应用，体会其对人类社会进步及生活的深远影响。作为AI领域的关键分支，生成式人工智能(GAI)凭借其创造创意内容、深度解析信息、自适应学习等功能优势，高度契合义务教育阶段信息科技核心素养的培育要求，能为小学生提供直观且生动的学习体验。

(二)小学信息科技教学面临的现实挑战

在传统教学模式下，信息科技课程面临数据可视化教学资源匮乏、教学手段单一、复杂操作门槛高等难题，而GAI能为这些痛点提供突破性的解决思路。学生能够依据GAI的输出结果开展深入探究，进而提升数据可视化学习的实效。

通过人机交互，学生还能体验促进信息意识发展的多样化实践场景，掌握向GAI高效提问的方法，学会甄别与评估生成的内容，以此强化信息处理能力，培育信息意识[1]。借助观察与研习GAI的推理机制，学生能深化对计算思维的理解，在分析解决问题的过程中综合运用所学知识，提升批判性思维与问题解决技巧[2]。同时，信息安全与伦理议题亦可作为培养小学生信息社会责任的切入点。

本研究选取具体教学案例，论述GAI如何实现“以智助教、以智助学、以智助研、以智助评、以智助育”，赋能小学信息科技数据可视化教学实践，意在推动教育信息化发展及教学改革创新。

(三)GAI的教育应用价值

GAI给小学教育教学带来的变革，不仅在于提供丰富的学习素材及海量数据背景下的精准学习路径规划，更能有效增强学生的数据意识、编程设计能力以及基于数据的分析能力。可以预见，在GAI的支持下，项目式学习、跨学科融合教学、编程教育等将成为新的发展趋势，有助于为培育具备创新意识、能利用数据进行决策的人才奠定坚实基础。

二、GAI在小学信息科技教学中的适用性分析

(一)技术特性与小学生认知规律的契合

GAI具备操作简便的特性，这与小学生的年龄特征及认知发展规律相吻合。基于简单的文字指令，GAI便能迅速生成图片或短视频等内容，降低了技术操作门槛，使低年级学生能快速掌握使用技巧，并将更多精力投入到创造性表达与问题分析解决中，而非纠结于技术细节。本文以“用可视化手段解码数据语言”课程中的“优化大课间活动”项目式学习为例，展示学生如何利用GAI通过文字指令生成关于课间活动的图表或建议，直观快速地呈现数据分析结果，为后续的创造性表达做好铺垫。

(二)核心素养培育的全面覆盖

GAI可以有力地助推学生信息意识、计算思维、信息社会责任等核心素养的全面发展。

在强化信息意识方面，学生可通过设计具体的提示词任务，提升对数据可视化的敏感度。例如，在“用可视化手段解码数据语言”教学中引入“优化大课间活动”项目，学生可设计提示词，生成关于课间活动参与人数的图表，从而更深入地理解数据表达。由图1可见，男生更偏爱球类运动，女生则更倾向于跳绳、健美操、踢毽子等项目。据此，学生建议：学校可划分不同活动区域，让大家在各自喜欢的区域玩耍，互不干扰，使课间活动更加丰富多彩。

此外，提示词的优化过程也能在一定程度上锻炼学生的计算思维，即“分解问题—迭代优化—验证结果”的思维循环。例如，在制作反映个人课间活动的图表时，学生需通过细化提示词来调整图表结果，以确保图表的准确性。

在培育信息社会责任方面，为防止学生因过度依赖GAI而削弱独立思考能力，教育部发布的《中小学生成式人工智能使用指南(2025年版)》明确禁止学生直接将GAI生成的内容作为作业或考试答案，并限制在创造性任务中滥用GAI。因此，教师需引导学生审视GAI生成过程的逻辑性及内容的真实性，融入信息真伪辨别与个人信息保护的伦理教育。

未完待续......