人工智能时代背景下小学科学教育的变革

马燕子

摘要：人工智能技术的飞速发展对于课堂教育有着很大的影响。它对教师的教学思想、课堂教学活动及课堂评价等方面都有着积极推动的作用。教师要以一种接纳和包容的心态去面对人工智能技术在小学科学课堂教学中的运用。本文通过阐述人工智能时代下小学教育科学教育改革的重大意义，探索该时代背景下小学教育科学教育变革相关战略，为实施科技带给教学所带来的美好教育愿景指明方向。

关键词：人工智能时代;小学科学教育;课堂教学;改革

引言

新课程标准明确教育的智能化发展应以“挖掘学生的潜能、激发学生的兴趣、引导学生学习和实现学生的价值”为教学目标，强调大数据和人工智能必须对教育和课堂教学充分发挥其有效的积极作用。通过计算机化、智能化管理等信息化技术，可以关注学生的学习过程，对学生的发展进行有效监控和评价，为每个学生生成准确的发展报告，以更好地改进和完善教学质量。

一、人工智能时代小学教育科学教育改革的必然性

信息化技术对课堂教学的影响非常巨大，从技术的使用到学生的个性化发展，再到教师教学理念的转变和学校体制改革，信息技术为他们的有效发展提供技术和理论支持。信息技术已成为课堂教学的一部分，它与课堂教学的融合使教学和学习都发生质和量的改变。在教育信息化的进程中，大数据、云计算、虚拟现实等技术的快速发展，以新的教育形式不断涌入课堂，为创新型教学的发展指明方向。随着以互联网为代表的数字时代的到来，课堂教学转型已成必然，课堂从单向课堂演变为双向课堂，学生學习的空间维度不断增加，教学效果也有很明显的提高。

二、 人工智能时代基础科学教育课堂改革的表现

（一）教师观念的转变：从认识到行为的转变

人工智能时代的小学科学要求教师要了解人工智能的具体特点，根据人工智能化的特征逐渐转变教学理念和教学方法。传统教学理念与人工智能时代精准分析、个性化指导、深度教学等观念之间的冲突与矛盾，迫使教师不断的理解和适应人工智能化教学，在适应中学会转变。在智能化教学中，教师是课堂教学的设计者和引导者，是学生学习数据的分析和发展的评估者。例如：教师将人工智能技术引入课堂，给小学生创造出更真实的森林体验，教师利用现代技术拍摄各种森林场景和特殊的动植物，制作不同的情景化、互动式的VR视频，让学生从多角度感受和提体森林意境[1]。

（二）教学主体的转变：从一元化到多元化的转变

人工智能时代的各种技术将在小学科学教育中层出不穷，课堂中主体与客体的相互依存和互动必然会因现实而发生变化。人工智能时代的信息和数字技术比多媒体教育资源丰富得多，例如，平板电脑、便携式设备、数字实验室设备、记录设备和学习过程分析等。科技在课堂上有了新的意义和内涵。课堂中主客体的交流与互动已经从面对面的“师生”形式转变为超越时空限制的多种交流形式。例如，教师使用数字实验室设备和平板电脑进行教学。在整个探索过程中，学生不仅要注意数字化实验室设备的组装，还要在平板电脑上确认实验数据记录。在后续的实验结果分析和交流中，教师通过控制终端检索各组学生的实验数据，进一步引导有问题的小组，师生互动变成师生互动。数字化实验设备与智能数据记录终端交互。人工智能技术已经成为课堂上除师生之外的另一个对象。师生围绕人工智能技术开展一系列的研究活动。

（三）教育内容的转变：物化与智能化的有效体现

随着人工智能技术的发展，教育内容也发生很大变革。纸质教科书与电子教科书的叠加、融合甚至替代，使基础科学课程教育的内容不断地组织、表达与呈现及教学方式不断地拓展与扩充。同时，随着信息化和人工智能技术的发展，教育内容的个性化、特色化表达也越来越明显。不同年龄段的学生对于教科书所要学习的内容与格式也许会有很大的差异。在我国中小学的科学教育中，除具备能够替换传统纸质课本的数字化教学课本和有趣生动的视觉影像等多媒体信息资源外，还能够借助ar、vr和3d技术来打造模型进行实践性的教学。教师在进行宇宙知识的教学时，可以利用VR技术把难以理解行星位置与其运动规律表现出来，让学生们能够亲自体验，感受人类的渺小与宇宙的浩瀚，教学的有效性也因此得到很大的提高[2]。

（四）课堂评价改革：精准个性化评估分析

目前，小学科学强调基于课程标准的有效评估。在课堂教学中，对学生学习的评价逐渐成为常态。对学生的学习效果评价有多种方式，但是，由于受学生数目、师资精力和技术的限制等因素影响，很难进行个性化和准确的评估。运用人工智能技术的课堂教学和学习评估，可以全面地掌握学生的学习情况，不仅可以实现对学生的知识建构和科研教学，还可以掌握学生的情绪和心理状态，了解学生的科学学习倾向、个性特点等，为系统化、动态化和综合评价提供量化依据，进而评判课堂教学效果，为教师教学的调整和改进提供依据。

总结

随着人工智能化的不断变革，课堂教学必然会随之产生一定的变化。在基础科学课程中灵活应用人工智能技术给教学带来更广阔的发展空间，信息技术的教学优势已经得到学校、教师和家长的有效肯定和赞扬。然而，在课堂教学中应用人工智能化技术仍然处于发展时期，还需要教师对小学科学的变革不断研究和探索，为教育带来更多革命性的变化。

参考资料

[1]史加祥.人工智能时代背景下小学科学教育的变革与坚守[J].课程.教材.教法，2020，40（04）：120-125.

[2]王婷.活动开展 有效变革——浅析小学科学教学中活动开展的思路[J].考试周刊，2019（43）：27.