AI模拟情境赋能小学生信息素养培养的实证研究

作者简介：陈胜远（1980.09—），男，白族，广东深圳人，本科，一级教师，主要研究方向为信息技术。999Sep124··第42卷第期2026年月ITREPORT,No.202一名信息技术教师授课，实验班实施AI模拟情境教学，选取适配小学信息技术教学场景、符合数据安全规范且操作便捷的AI工具（如小信DeepSeek、CyberSentinel、CherryStudio和CarrotAI）。对照班实施常规教学。表1实验班教学计划周次教学单元教学方法培养目标1浏览网络资源【模拟：网络乐园探索】运用小信DeepSeek生成安全网站与风险网站的模拟界面，学生练习识别与选择。系统即时反馈选择结果。信息意识信息知识2在线搜索资源【模拟：智能搜索助手】借助小信DeepSeek“智能搜索助手”功能，学生与AI对话学习提炼关键词；在工具模拟搜索场景中，比较不同关键词的搜索结果质量。信息能力信息知识3保存与整理资源【模拟：数字资源管家】利用CarrotAI创建的虚拟电脑桌面上，接收各类文件（图片、文档等），练习分类、重命名、建立文件夹等操作。信息能力信息知识4畅享在线交流【模拟：文明交流社区】通过CherryStudio模拟班级社区，与不同AI角色进行文本交流。系统对用语礼貌性、表达清晰度进行实时评价。信息伦理信息能力5在线行为规范【模拟：社交决策迷宫】运用CyberSentinel创设网络社交典型场景（好友申请、信息转发请求等）；学生做出选择，工具展示不同选择的短期与长期后果。信息伦理信息意识6认识数字身份【模拟：数字身份实验室】联合小信DeepSeek与CyberSentinel学生创建并管理虚拟数字身份；体验不同场景（注册账户、发布动态）中信息披露的尺度，工具模拟身份信息泄露风险。信息意识信息伦理表2对照班教学计划周次教学单元教学方法培养目标1浏览网络资源教师讲解浏览器使用、网址构成；展示正反网站案例图片；学生完成书面练习题。信息意识信息知识2在线搜索资源讲解搜索引擎工作原理；演示关键词设置技巧；学生上机练习基础搜索。信息能力信息知识3保存与整理资源教师演示文件保存与整理步骤；学生模仿操作；完成指定分类任务。信息能力信息知识4畅享在线交流学习网络交流礼仪；分析正反案例；角色扮演文明对话。信息伦理信息能力5在线行为规范讲解社交风险与行为规范；小组讨论典型案例；制定班级网络公约。信息伦理信息意识6认识数字身份讲解个人信息类别与价值；演示隐私设置方法；讨论信息保护重要性。信息意识信息伦理1.2.3问卷调查法（1）问卷设计设计《小学生信息素养评价问卷》，问卷包含四个分量表：信息意识（9题）、信息知识（9题）、信息能力（12题）和信息伦理（10题）。问卷采用李克特5点量表形式（1=完全不符合，5=完全符合），并增设4道情境选择题（信息能力2道、信息伦理4道）。（2）实施流程实验开始前1周，对实验班与对照班学生发放信息素养初始水平调查问卷，回收有效问卷后进行数据统计，验证两组学生初始水平无显著差异；实验结束后1周，对两组学生发放相同的调查问卷，收集学生信息素养提升后的相关数据。数据处理采用SPSS26.0软件对前后测数据进行描述性统计、差异性检验，实验前后两组比较采用t检验，情境选择题正确率比较采用卡方检验。（3）问卷信效度检验通过专家效度评定，问卷内容效度指数为0.92，表明问卷内容具有良好的有效性；对前测数据进行信度分析，克朗巴赫α系数为0.87，表明问卷具有较高的内部一致性信度。2研究结果2.1实验班和对照班信息素养四维度比较表3实验班和对照班信息素养四维度比较维度组别前测后测tp信息意识实验班3.21±0.454.35±0.32*10.25<0.001对照班3.18±0.423.62±0.385.83<0.01信息知识实验班3.05±0.484.22±0.35*9.96<0.001对照班3.02±0.463.55±0.406.12<0.01信息能力实验班2.98±0.524.18±0.36*10.58<0.001对照班2.95±0.503.48±0.425.97<0.01信息伦理实验班3.32±0.434.40±0.30*9.73<0.001对照班3.29±0.413.75±0.366.05<0.01总分实验班3.14±0.424.29±0.28*11.32<0.001对照班3.11±0.403.60±0.346.28<0.01备注：*表示该维度实验班和对照班后测有显著性差异。从表3可见，实验班和对照班经过实验教学干预，两个班的学生在四个维度上都有显著性的差异。对两组学生后测总分及各维度得分进行独立样本t检验，结果显示：实验班在信息意识（t=8.62，P<0.001）、信息知识（t=8.25，P<0.001）、信息能力（t=9.13，P<0.001）、信息伦理（t=7.89，P<0.001）及总分（t=10.36，P<0.001）上的得分均显著高于对照班，差异具有统计学意义。2.2情境选择题得分情况表4情境选择题答题正确率比较维度实验班对照班X2P信息能力91.1%73.9%9.200.002信息伦理92.2%72.7%23.51<0.001对问卷中6道情境选择题的正确率情况进行统计，结果见表4。经卡方检验发现，两个班信息能力和信息伦理情境选择题的正确率均有显著性差异。3讨论与分析3.1AI模拟情境对信息意识提升的作用分析实验班在信息意识维度的后测得分显著高于对照班，核999Sep125··第42卷第期2026年月ITREPORT,No.202心原因在于AI模拟情境构建了“沉浸式感知—即时性反馈—实践性强化”的教学闭环，有效破解了传统教学中信息意识培养“抽象化、被动化”的难题。实验中，借助小信DeepSeek构建的“网络乐园探索”情境，将安全网站与风险网站的差异转化为可视化的界面交互，学生通过自主选择、实时观察3D动画演示的后果差异，直观感知信息的价值与风险；CyberSentinel的“数字身份实验室”则让学生在虚拟数字身份管理中，亲身体验信息披露尺度与隐私泄露风险的关联。这种“做中学”的模式使信息意识从被动接受的知识转化为主动践行的习惯。朱琳［3］提出用情境教学法培养学生的信息意识能使学生在课堂中的表现逐渐变得积极，更愿意主动提出问题，在小组讨论的时候大部分同学都能向同伴表达自己的想法，同学们对信息技术课堂的兴趣越来越高涨。《南京市小学生生成式人工智能素养白皮书》［4］的调研数据显示，80%以上的小学生对AI生成内容具有批判意识，但缺乏系统的辨别方法，而本实验通过AI模拟情境提供的针对性训练，恰好弥补了这一短板，使学生的信息安全意识与辨别能力得到同步提升。3.2AI模拟情境对信息知识掌握的作用分析信息知识维度的显著差异源于AI模拟情境为学生提供了“理论—实践—反馈”的一体化学习路径，实现了信息知识从“机械记忆”到“深度理解”的转变。实验中，小信DeepSeek的“智能搜索助手”让学生在与AI的对话交互中，通过对比不同关键词的搜索结果，直观理解信息检索的原理；CarrotAI的“数字资源管家”情境则将文件分类、重命名等操作知识融入虚拟文件管理任务，学生在反复练习与即时反馈中，牢固掌握操作规范与分类逻辑。这种将抽象知识转化为具体实践的教学方式，有效降低了小学生的认知负荷。传统教学以“教师演示+学生模仿”为主，学生对信息知识的理解停留在操作步骤记忆层面，难以把握知识背后的逻辑关联。张梦［5］通过为期三个月的教学实验证实，体验式学习能使学生的AI知识维度素养水平得到显著提升，其核心机制在于实践浸润式学习让知识内化更深刻、记忆保持更持久。3.3AI模拟情境对信息能力发展的作用分析信息能力维度呈现出最大的提升幅度差异关键在于AI模拟情境设计了阶梯式、多元化的任务挑战，全面锻炼了学生的信息应用、融合与创新能力。从基础的网络浏览、信息搜索，到复杂的文件整理、群聊冲突化解，再到高阶的数字身份保护方案设计，任务难度逐步提升，覆盖了信息处理的全流程。小信DeepSeek的模拟搜索场景让学生在试错中优化关键词选取策略，提升信息应用的精准度；CherryStudio的多AI角色交互情境，要求学生在沟通中清晰表达需求、有效提取信息，锻炼信息融合能力。传统教学的实操任务多为标准化流程模仿，缺乏个性化挑战与创新空间，难以有效提升学生的信息能力。张梦［5］的研究结果显示，通过AI体验式活动设计，学生的AI能力与AI思维两个维度素养得到显著提升，这与本实验中实验班学生在情境选择题91%的高得分率形成印证。3.4AI模拟情境对信息伦理培养的作用分析信息伦理维度的显著差异得益于AI模拟情境精准还原了数字时代的伦理困境，实现了信息伦理教育从“理论灌输”到“实践践行”的转型。CyberSentinel的“社交决策迷宫”情境呈现了好友申请、信息转发等真实社交场景，学生在选择中直观感受不同行为的伦理后果；CherryStudio的模拟群聊情境则让学生在亲身体验中，理解网络交流礼仪的重要性，学会尊重他人、文明表达。这些情境设计紧密结合小学生的生活实际，避免了伦理教育的空洞化，体现了AI伦理教育的本土化特色。传统伦理教学多以“讲解规则+案例警示”为主，学生难以将伦理规范内化为行为自觉。实验班学生在情境选择题中正确率达92%也说明了问题。《南京市小学生生成式人工智能素养白皮书》［4］指出，部分小学生在AI应用中存在学术诚信与道德决策困境，缺乏清晰的伦理行为指引，而本实验通过AI模拟情境中的伦理实践训练，有效解决了这一问题，使学生的信息伦理规范遵守度显著提升。4结束语AI模拟情境通过沉浸式体验、个性化反馈与真实场景还原，有效破解了传统教学中理论与实践脱节、情境体验匮乏的痛点。该模式不仅能充分激发学生的学习主动性与探究欲望，助力其深化信息知识理解，更能显著提升学生的信息应用、融合与创新能力，以及伦理规范践行能力。后续可扩大研究样本与范围，覆盖不同地区、不同年级学生，延长实验周期，深入探索AI模拟情境与个性化教学、分层教学的融合路径，进一步验证其普适性与长效性，为小学信息技术课程改革提供更坚实的实践支撑。参考文献：［1］中华人民共和国教育部.义务教育信息科技课程标准（2022年版）［S］.北京:北京师范大学出版社,2022.［2］全国信息安全标准化技术委员会.信息技术学习、教育和培训中小学生信息素养评价指南:GB/T43466-2023［S］.北京:中国标准出版社,2023.［3］朱琳.基于情境教学法的初中生信息意识培养的行动研究［D］.哈尔滨师范大学,2021.［4］南京市教育科学研究所.南京市小学生生成式人工智能素养白皮书［R］.南京:南京市教育科学研究所,2024.［5］张梦.面向智能素养的体验式学习活动设计与实践研究——以初中信息科技课程为例［D］.河北师范大学,2024.999Sep126