随着人工智能、大数据等技术的快速发展及其在各行各业的广泛应用,技术赋能产业的成效愈发显著,社会各界发生了深刻的变革。教育事业是党和国家各项事业发展的先手棋,因此人才培养须与社会发展需求相契合,以社会所需的具备创新精神和实践能力的人工智能创新型、应用型、复合型人才为培养目标。2022年,我国教育部发布的《义务教育信息科技课程标准》中相应增加了“人工智能”模块,与此同时,全国各地也开始了中小学人工智能教育的探索与实践。本研究通过对人工智能教育相关的政策背景与文献资料的梳理发现,世界各国均将人工智能教育置于重要地位,我国自2017年以来也发布了许多关于人工智能教育的政策文件,但在一线教学中,我国中小学人工智能教学尚处于试点阶段,师资力量缺乏,对人工智能的投入力度还有待加强。此外,由于缺乏统一的课程标准与教材,国内的人工智能教育仍以各出版社和教学机构为主体探索和出版人工智能科普、启蒙书等教材,且通常以图形化编程与硬件机器人作为实践内容,而非人工智能技术和理论知识。在此基础上,本研究进一步对重庆市B区内小学人工智能教学现状开展实地调研,结果表明,在校师生均对人工智能教学具有较强的兴趣,但受限于软硬件设施缺乏、教材缺乏、师资培训不足等现实因素,人工智能教学的效果有待提升,学生人工智能学科素养有待增强。本研究通过对小学高段人工智能教学的特点与现存问题进行分析与总结,认为基于线上平台开展人工智能教学,具备高效方便的开源学习环境和贴近技术前沿、联系实际生活的教学内容,能够改善当前教学现状、提升学生人工智能学科素养,能成为缓解当前教学困境的一项举措,并对此展开了相应的行动研究。首先,本研究基于建构主义理论、做中学理论、多元智力理论等理论基础,结合重庆市B区人工智能教学现状,从教学目标、教学资源和内容、教学流程、教学评价等方面进行教学设计,并根据中央电化教育馆发布的《中小学人工智能技术与工程素养标准》,编制学生人工智能技术与工程素养评价量表。进而,以Z小学六年级四班学生为对象开展教学活动,选取人工智能理论知识和人工智能技术等为学习内容,依托AI开放平台和Easy DL平台进行实践操作。在为期三轮的行动研究中,结合课堂教学反馈、人工智能技术与工程素养调查、课堂满意度调查情况、学生访谈结果、学生作品分析等对教学效果进行了综合评估,并以此为依据对教学设计迭代优化,形成了较为完善的教学流程设计。结果表明,学生对人工智能的学习兴趣有效增强,人工智能技术与工程素养显著提升。经过三轮行动研究与反思,本研究形成的基于线上平台的小学高段人工智能教学设计流程,主要包括学习小组组建、启发创新、项目引入、讲授新知、操作演示、学生探究与操作、评价与总结、延展思考等环节。此外,本研究还基于实践教学经验,提出了角色轮换、丰富案例展示、延展思考等教学实施建议,为小学高段人工智能教学研究提供了可参考的案例。