小學(xué)信息技術(shù)創(chuàng)新實驗課程方案一、課程背景（一）政策依據(jù)《義務(wù)教育信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確提出“培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)，提升學(xué)生利用信息技術(shù)解決實際問題的能力，激發(fā)創(chuàng)新思維”的目標(biāo)，強調(diào)“做中學(xué)、用中學(xué)、創(chuàng)中學(xué)”的實踐導(dǎo)向。《中國教育現(xiàn)代化2035》也將“加快信息化時代教育變革”作為重要任務(wù)，要求“推動人工智能、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術(shù)與教育深度融合”。（二）時代需求當(dāng)前，人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)迅猛發(fā)展，未來社會對人才的“創(chuàng)新能力、數(shù)字素養(yǎng)、跨學(xué)科思維”提出更高要求。小學(xué)階段是培養(yǎng)信息意識與創(chuàng)新思維的關(guān)鍵期，需通過創(chuàng)新實驗課程，讓學(xué)生在實踐中感受技術(shù)的價值，提升適應(yīng)未來的核心素養(yǎng)。（三）學(xué)生發(fā)展需要小學(xué)生好奇心強、動手能力活躍，但傳統(tǒng)信息技術(shù)課程多以“知識講授+技能訓(xùn)練”為主，難以滿足其“探究欲”與“創(chuàng)造力”需求。創(chuàng)新實驗課程以“項目化、探究式”為核心，結(jié)合生活實際問題，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維與實踐能力。二、課程目標(biāo)（一）總目標(biāo)以“培養(yǎng)有創(chuàng)意、會探究、能實踐的數(shù)字公民”為核心，通過創(chuàng)新實驗課程，使學(xué)生掌握基本的信息技術(shù)工具與方法，了解人工智能、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)的基礎(chǔ)概念，提升信息素養(yǎng)、創(chuàng)新思維與問題解決能力，形成“用技術(shù)解決問題、用創(chuàng)意改變生活”的意識。（二）分目標(biāo)1.知識與技能：低年級（1-2年級）：掌握畫圖軟件、圖形化編程工具的基本操作，能創(chuàng)作簡單的數(shù)字繪畫與編程作品。中年級（3-4年級）：了解智能硬件（如Arduino）的基本原理，能使用數(shù)據(jù)統(tǒng)計工具（如Excel）分析簡單數(shù)據(jù)。高年級（5-6年級）：掌握簡單的人工智能工具（如TeachableMachine）的使用方法，能設(shè)計跨學(xué)科的創(chuàng)新項目（如智能硬件+AI的結(jié)合）。2.過程與方法：能通過“提出問題—制定計劃—實施探究—展示成果—反思改進(jìn)”的項目流程解決問題。學(xué)會使用信息技術(shù)工具（如編程、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、AI）進(jìn)行探究與創(chuàng)作。能與他人合作完成項目，學(xué)會溝通與分工。3.情感態(tài)度與價值觀：激發(fā)對信息技術(shù)的興趣，感受技術(shù)的魅力。培養(yǎng)創(chuàng)新意識，敢于嘗試新方法、新創(chuàng)意。形成合作精神，學(xué)會尊重他人的意見與貢獻(xiàn)。樹立“技術(shù)服務(wù)生活”的理念，用信息技術(shù)解決生活中的實際問題。三、課程設(shè)計思路（一）設(shè)計理念遵循“以學(xué)生為中心、以實踐為核心、以創(chuàng)新為導(dǎo)向”的理念，踐行“做中學(xué)、創(chuàng)中學(xué)、跨學(xué)科”的教學(xué)模式，讓學(xué)生在“動手操作、探究實驗、創(chuàng)意設(shè)計”中提升信息素養(yǎng)與創(chuàng)新能力。（二）設(shè)計原則1.梯度性：根據(jù)小學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，分年級設(shè)計不同難度的內(nèi)容，從基礎(chǔ)操作到探究實踐，再到創(chuàng)新設(shè)計，逐步提升。2.實踐性：以實驗項目為載體，讓學(xué)生在“做”中學(xué)習(xí)，通過動手操作、實驗探究掌握知識與技能。3.創(chuàng)新性：鼓勵學(xué)生提出創(chuàng)意想法，改進(jìn)實驗方案，培養(yǎng)創(chuàng)新思維與實踐能力。4.生活性：結(jié)合學(xué)生的生活實際，設(shè)計貼近生活的項目（如家庭智能助手、垃圾分類器），讓學(xué)生感受到信息技術(shù)的實用價值。（三）課程結(jié)構(gòu)課程采用“年級分層+單元主題+項目載體”的結(jié)構(gòu)，每個年級設(shè)置2個單元，每個單元包含3-4個實驗項目，每學(xué)期開設(shè)16-20課時（每周1-2課時）。年級單元主題核心能力培養(yǎng)低年級（1-2）數(shù)字創(chuàng)意表達(dá)、趣味編程入門基礎(chǔ)操作、創(chuàng)意表達(dá)、興趣培養(yǎng)中年級（3-4）智能硬件探究、數(shù)據(jù)統(tǒng)計與可視化探究實踐、合作應(yīng)用、邏輯思維高年級（5-6）人工智能小項目、跨學(xué)科創(chuàng)新設(shè)計創(chuàng)新思維、問題解決、跨學(xué)科融合四、課程內(nèi)容框架（一）低年級（1-2年級）：基礎(chǔ)操作與創(chuàng)意表達(dá)單元1：數(shù)字創(chuàng)意繪畫課程目標(biāo)：掌握畫圖軟件的基本操作（如鉛筆、brush、顏色填充、形狀工具），能創(chuàng)作簡單的數(shù)字繪畫；培養(yǎng)創(chuàng)意表達(dá)能力與審美意識。實驗內(nèi)容：1.我的家庭樹（用形狀工具畫家庭成員，添加文字說明）；2.春天的花園（用brush工具畫花朵、草地，用顏色填充工具搭配顏色）；3.節(jié)日賀卡（結(jié)合節(jié)日主題，用繪畫軟件制作賀卡，添加祝福語）。所需工具：電腦、Windows畫圖/畫圖3D軟件。實施步驟：1.導(dǎo)入主題（如“春天來了，我們用繪畫軟件畫一幅春天的花園吧”）；2.講解基本操作（如選擇工具、調(diào)整顏色、保存文件）；3.學(xué)生創(chuàng)作（教師巡回指導(dǎo)，幫助解決問題）；4.展示評價（學(xué)生展示自己的作品，講解設(shè)計思路，教師與同伴給予評價）。拓展任務(wù)：用繪畫軟件給爸爸媽媽做一張生日賀卡，寫上祝福的話。單元2：趣味編程入門（圖形化）課程目標(biāo)：了解圖形化編程的基本概念（如指令、變量、循環(huán)），能使用ScratchJr或C制作簡單的編程作品；培養(yǎng)邏輯思維與創(chuàng)意能力。實驗內(nèi)容：1.小貓咪走迷宮（用方向指令讓小貓咪走到終點）；2.我的小故事（用角色、背景、對話指令制作簡單的故事動畫）；3.音樂派對（用聲音指令讓角色播放音樂，搭配動作）。所需工具：電腦、ScratchJr/C平臺。實施步驟：1.情境導(dǎo)入（如“小貓咪迷路了，我們用編程幫它走出迷宮吧”）；2.講解基本指令（如“移動”“轉(zhuǎn)向”“重復(fù)”）；3.學(xué)生實踐（教師指導(dǎo)，幫助解決編程中的問題）；4.展示分享（學(xué)生展示自己的編程作品，講解實現(xiàn)過程，同伴互評）。拓展任務(wù)：用編程制作一個“我的一天”動畫，展示自己的生活場景（如起床、上學(xué)、回家）。（二）中年級（3-4年級）：探究實踐與合作應(yīng)用單元1：智能硬件探究（Arduino基礎(chǔ)）課程目標(biāo)：了解智能硬件的基本組成（如Arduino主板、傳感器、執(zhí)行器），能使用Arduino制作簡單的電子作品；培養(yǎng)動手能力與探究精神。實驗內(nèi)容：1.閃爍的LED燈（用Arduino控制LED燈的亮滅，調(diào)整閃爍頻率）；2.溫度報警器（用溫度傳感器檢測環(huán)境溫度，當(dāng)溫度超過閾值時，蜂鳴器報警）；3.自動澆花器（用濕度傳感器檢測土壤濕度，當(dāng)濕度低于閾值時，電機轉(zhuǎn)動帶動水泵澆水）。所需工具：ArduinoUno主板、LED燈、電阻、溫度傳感器、濕度傳感器、蜂鳴器、電機、水泵、面包板、導(dǎo)線。實施步驟：1.問題導(dǎo)入（如“夏天到了，家里的花沒人澆怎么辦？我們用智能硬件做一個自動澆花器吧”）；2.講解原理（如Arduino的作用、傳感器的功能、執(zhí)行器的工作方式）；3.搭建電路（教師示范，學(xué)生跟隨搭建）；4.編寫程序（用ArduinoIDE編寫簡單的程序，如讀取傳感器數(shù)據(jù)、控制執(zhí)行器）；5.測試優(yōu)化（學(xué)生測試作品，調(diào)整程序參數(shù)，解決問題）；6.展示評價（學(xué)生展示自動澆花器，講解工作原理，教師與同伴評價）。拓展任務(wù)：給自動澆花器添加定時功能，讓它在每天固定時間澆水。單元2：數(shù)據(jù)統(tǒng)計與可視化課程目標(biāo)：了解數(shù)據(jù)統(tǒng)計的基本概念（如數(shù)據(jù)收集、整理、分析），能使用Excel或在線工具（如騰訊文檔表格）制作數(shù)據(jù)圖表；培養(yǎng)數(shù)據(jù)意識與分析能力。實驗內(nèi)容：1.班級身高統(tǒng)計（收集班級同學(xué)的身高數(shù)據(jù)，用Excel制作柱狀圖）；2.家庭開支分析（收集家庭一個月的開支數(shù)據(jù)，用Excel制作餅圖，分析主要開支項）；3.校園植物調(diào)查（調(diào)查校園內(nèi)的植物種類，用在線工具制作折線圖，展示每種植物的數(shù)量）。所需工具：電腦、Excel/騰訊文檔表格。實施步驟：1.提出問題（如“我們班同學(xué)的身高分布是怎樣的？”）；2.數(shù)據(jù)收集（學(xué)生分組收集數(shù)據(jù)，如詢問同學(xué)身高、記錄家庭開支）；3.數(shù)據(jù)整理（將收集到的數(shù)據(jù)輸入表格，整理成結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)）；4.數(shù)據(jù)可視化（用表格工具制作圖表，如柱狀圖、餅圖、折線圖）；5.分析結(jié)論（根據(jù)圖表分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，如“我們班同學(xué)的身高主要集中在____厘米之間”）；6.展示報告（學(xué)生展示數(shù)據(jù)圖表與分析結(jié)論，講解數(shù)據(jù)收集與處理過程）。拓展任務(wù)：調(diào)查學(xué)校周邊的交通狀況（如早高峰的車流量），用數(shù)據(jù)圖表分析并提出改善建議。（三）高年級（5-6年級）：創(chuàng)新設(shè)計與問題解決單元1：人工智能小項目課程目標(biāo)：了解人工智能的基本概念（如機器學(xué)習(xí)、圖像識別、語音識別），能使用簡單的AI工具（如TeachableMachine、百度AI開放平臺）制作人工智能項目；培養(yǎng)問題解決能力與創(chuàng)新思維。實驗內(nèi)容：1.我的智能垃圾分類器（用TeachableMachine訓(xùn)練圖像識別模型，識別可回收垃圾與其他垃圾）；2.表情識別小助手（用TeachableMachine訓(xùn)練表情識別模型，根據(jù)表情播放對應(yīng)的音樂）；3.語音控制燈（用百度AI開放平臺的語音識別API，實現(xiàn)用語音控制LED燈的開關(guān)）。所需工具：電腦、TeachableMachine/百度AI開放平臺、攝像頭、麥克風(fēng)、Arduino主板、LED燈、導(dǎo)線。實施步驟：1.確定問題（如“垃圾分類很麻煩，我們用AI做一個智能垃圾分類器吧”）；2.收集數(shù)據(jù)（用攝像頭拍攝可回收垃圾與其他垃圾的圖片，標(biāo)注類別）；3.訓(xùn)練模型（用TeachableMachine上傳數(shù)據(jù)，訓(xùn)練圖像識別模型）；4.搭建交互（將模型導(dǎo)出到Arduino，連接LED燈，當(dāng)識別到可回收垃圾時，綠燈亮；其他垃圾時，紅燈亮）；5.測試優(yōu)化（學(xué)生測試模型，調(diào)整數(shù)據(jù)量或模型參數(shù)，提高識別準(zhǔn)確率）；6.展示成果（學(xué)生展示智能垃圾分類器，演示識別過程，講解設(shè)計思路）。拓展任務(wù)：給智能垃圾分類器添加語音提示功能（如“這是可回收垃圾，請放入藍(lán)色垃圾桶”）。單元2：跨學(xué)科創(chuàng)新設(shè)計課程目標(biāo)：能結(jié)合信息技術(shù)與其他學(xué)科（如科學(xué)、美術(shù)、數(shù)學(xué)）設(shè)計創(chuàng)新項目；培養(yǎng)跨學(xué)科思維與綜合應(yīng)用能力。實驗內(nèi)容：1.智能植物監(jiān)測站（結(jié)合科學(xué)的植物生長知識，用Arduino檢測土壤濕度、溫度、光照，用Excel記錄數(shù)據(jù)，用美術(shù)設(shè)計監(jiān)測站的外觀）；2.我的數(shù)字故事書（結(jié)合語文的故事創(chuàng)作，用Scratch制作互動故事，添加動畫、聲音、交互功能）；3.校園導(dǎo)覽機器人（結(jié)合數(shù)學(xué)的方位知識，用Arduino制作機器人，用編程實現(xiàn)路徑規(guī)劃，用美術(shù)設(shè)計機器人的外觀）。所需工具：電腦、Arduino主板、傳感器（濕度、溫度、光照）、Scratch、美術(shù)材料（彩紙、膠水、剪刀）。實施步驟：1.選題立意（學(xué)生分組選擇跨學(xué)科主題，如“我們做一個智能植物監(jiān)測站，幫助同學(xué)們照顧校園里的植物吧”）；2.制定計劃（小組討論，明確分工：科學(xué)組負(fù)責(zé)植物生長需求分析，信息技術(shù)組負(fù)責(zé)硬件與編程，美術(shù)組負(fù)責(zé)外觀設(shè)計）；3.實施探究（各組完成各自任務(wù)，如科學(xué)組調(diào)查植物的生長需求，信息技術(shù)組搭建監(jiān)測站硬件與編程，美術(shù)組設(shè)計監(jiān)測站的外觀）；4.整合成果（將各部分成果整合，制作成完整的智能植物監(jiān)測站）；5.測試優(yōu)化（小組測試成果，調(diào)整各部分功能，解決整合中的問題）；6.展示交流（小組展示成果，講解跨學(xué)科設(shè)計思路、實現(xiàn)過程與功能，接受師生提問與評價）。拓展任務(wù)：將智能植物監(jiān)測站安裝在校園里，定期收集數(shù)據(jù)，為校園植物養(yǎng)護(hù)提供建議。五、課程實施建議（一）教學(xué)方法1.項目式學(xué)習(xí)（PBL）：以真實問題為導(dǎo)向，讓學(xué)生通過完成項目（如“智能垃圾分類器”“跨學(xué)科創(chuàng)新設(shè)計”）掌握知識與技能，培養(yǎng)問題解決能力。2.探究式學(xué)習(xí)：鼓勵學(xué)生自主探究（如“為什么我的LED燈不亮？”“如何提高AI模型的準(zhǔn)確率？”），通過實驗、觀察、思考解決問題。3.合作學(xué)習(xí)：采用小組合作（3-4人一組）的方式，讓學(xué)生分工合作完成項目，培養(yǎng)溝通與團隊協(xié)作能力。（二）教學(xué)資源1.硬件資源：電腦教室（每生一臺電腦）、智能硬件套件（Arduino主板、傳感器、執(zhí)行器）、實驗器材（攝像頭、麥克風(fēng)、面包板、導(dǎo)線）。2.軟件資源：圖形化編程工具（ScratchJr、C）、AI工具（TeachableMachine、百度AI開放平臺）、數(shù)據(jù)統(tǒng)計工具（Excel、騰訊文檔表格）、繪畫軟件（畫圖3D、PhotoshopExpress）。3.平臺資源：在線課程平臺（如網(wǎng)易公開課、Coursera的少兒編程課程）、素材庫（如Pixabay的免費圖片、音效素材）、交流平臺（如班級群、學(xué)校公眾號，用于展示學(xué)生作品）。（三）教學(xué)策略1.分層教學(xué)：根據(jù)學(xué)生的能力差異，設(shè)計不同難度的任務(wù)。如對于基礎(chǔ)較弱的學(xué)生，要求完成基本功能；對于能力較強的學(xué)生，要求添加拓展功能（如“給智能垃圾分類器添加語音提示”）。2.情境創(chuàng)設(shè)：結(jié)合學(xué)生的生活實際，創(chuàng)設(shè)真實的情境（如“夏天的花沒人澆”“垃圾分類麻煩”），讓學(xué)生感受到項目的意義。3.跨學(xué)科融合：在項目設(shè)計中融入其他學(xué)科的知識（如科學(xué)的植物生長需求、美術(shù)的外觀設(shè)計、數(shù)學(xué)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計），培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。（四）課時安排年級單元主題課時（每學(xué)期）低年級（1-2）數(shù)字創(chuàng)意繪畫8趣味編程入門（圖形化）8中年級（3-4）智能硬件探究10數(shù)據(jù)統(tǒng)計與可視化10高年級（5-6）人工智能小項目12跨學(xué)科創(chuàng)新設(shè)計12六、課程評價體系（一）評價目標(biāo)1.促進(jìn)學(xué)生發(fā)展：通過評價了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展與需求，及時給予反饋與指導(dǎo)，幫助學(xué)生改進(jìn)學(xué)習(xí)。2.改進(jìn)教學(xué)實踐：通過評價反思教學(xué)效果，調(diào)整教學(xué)策略與內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量。（二）評價內(nèi)容維度評價要點知識與技能掌握信息技術(shù)工具的基本操作（如畫圖、編程、數(shù)據(jù)統(tǒng)計）；了解人工智能、智能硬件的基本概念。過程與方法能參與項目的整個流程（提出問題、制定計劃、實施探究、展示成果、反思改進(jìn)）；能使用信息技術(shù)工具解決問題；能與他人合作完成項目。情感態(tài)度與價值觀對信息技術(shù)有興趣；能提出創(chuàng)意想法；能堅持完成項目；能尊重他人的意見與貢獻(xiàn)；能認(rèn)識到信息技術(shù)的實用價值。（三）評價方式1.過程性評價：實驗記錄：要求學(xué)生記錄實驗中的步驟、遇到的問題、解決方法、收獲（如用文字、圖片、視頻記錄）。合作日志：小組記錄合作中的分工、溝通情況、貢獻(xiàn)（如“小明負(fù)責(zé)收集數(shù)據(jù)，小紅負(fù)責(zé)編程”）。創(chuàng)新筆記：學(xué)生記錄自己的創(chuàng)意想法、改進(jìn)點（如“我想給自動澆花器添加定時功能”）。2.結(jié)果性評價：作品展示：學(xué)生展示自己的項目（如數(shù)字繪畫、編程作品、智能硬件項目、AI項目），講解設(shè)計思路、實現(xiàn)過程、功能。項目報告：學(xué)生用文字、圖片、視頻記錄項目的整個過程（如“我的智能垃圾分類器”項目報告，包括問題提出、數(shù)據(jù)收集、模型訓(xùn)練、測試結(jié)果）。競賽成績：參加學(xué)校的信息技術(shù)創(chuàng)新競賽、區(qū)里的小學(xué)生AI競賽、編程競賽的成績。3.定性評價：教師評語：教師對學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、參與度、創(chuàng)意能力、合作能力給予評價（如“你在項目中提出了很好的創(chuàng)意，值得表揚”）。學(xué)生自評：學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)過程與成果進(jìn)行評價（如“我掌握了畫圖軟件的基本操作，能創(chuàng)作簡單的繪畫，但在顏色搭配上還需要改進(jìn)”）。同伴互評：同伴對學(xué)生的作品、合作表現(xiàn)給予評價（如“你的智能垃圾分類器很實用，識別準(zhǔn)確率很高”）。4.定量評價：技能測試：對信息技術(shù)工具的基本操作進(jìn)行測試（如“用畫圖軟件畫一幅春天的花園，要求使用形狀工具、顏色填充工具”）。成果評分：對學(xué)生的項目成果進(jìn)行評分（如根據(jù)創(chuàng)意性、功能性、完成度、展示效果打分）。（四）評價主體教師：對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程與成果進(jìn)行全面評價。學(xué)生：通過自評反思自己的學(xué)習(xí)情況。同伴：通過互評了解他人的學(xué)習(xí)情況，學(xué)習(xí)優(yōu)點。家長：對學(xué)生的家庭拓展任務(wù)進(jìn)行評價（如“孩子用繪畫軟件做了一張生日賀卡，很有創(chuàng)意”）。校外專家：邀請高校的信息技術(shù)教育專家、企業(yè)的AI工程師對學(xué)生的項目成果進(jìn)行評價（如“這個智能垃圾分類器的創(chuàng)意很好，實現(xiàn)過程也很規(guī)范”）。七、課程保障措施（一）師資保障1.教師培訓(xùn)：學(xué)校定期組織信息技術(shù)教師參加培訓(xùn)，如AI教育培訓(xùn)、編程教學(xué)培訓(xùn)、智能硬件教學(xué)培訓(xùn)（如參加區(qū)教育局組織的“小學(xué)AI教育培訓(xùn)班”、企業(yè)的“Arduino教學(xué)workshop”）。2.教研活動：開展信息技術(shù)教研活動，如集體備課（討論項目設(shè)計、教學(xué)策略）、聽課評課（觀摩優(yōu)秀教師的項目式教學(xué)課）、案例研討（分析成功的項目案例）。3.專家指導(dǎo)：邀請高校的信息技術(shù)教育專家、企業(yè)的AI工程師來學(xué)校做講座、指導(dǎo)教師教學(xué)（如“如何設(shè)計小學(xué)AI項