小学科学课中AI智能与STEAM的巧妙结合

王 宾

（福州教育学院附属第三小学 福建福州 350000）

郁波指出：“人工智能时代刚刚来临，人工智能发展方面人才缺口大，同时国内中小学校的STEAM 科学教育课程也亟待加强，这是促进素质教育的有力突破口。”由此可见，将AⅠ智能技术和STEAM 理念进行巧妙融合，以此搭建出充满科学元素与时代气息的科学课堂，是提高整体课堂质量的必要突破口。而在具体的实施阶段，一方面要考虑小学生的认知范围、理解能力；另一方面要遵从小学生的兴趣喜好，以及时代发展需要。只有从不同的维度和层面出发研究教学方案，才能构建出具有现实意义和教育意义的课堂模式，并让学生在这期间获得充足的养分，得到循序渐进的提升。

一、构建生活情境，让课堂更真实

站在生活的层面剖析知识，可以近距离地增强课堂的代入感，让学习变得更富有趣味性。在思考如何将AⅠ智能技术与STEAM 理念结合在一起的时候，我们可以从生活的角度入手，紧紧抓住学生的眼球。例《什么叫机械？》一课，在给学生阐述该知识点之前，首先将一个智能机器人拿到了课堂中，瞬间吸引住学生的注意力。随后教育者询问学生“是否知道这是什么？”，待学生回答完毕，教师总结“这是一个机械，而在我们的生活中包含了许许多多的机械，有的复杂无比，比如这个机器人，有的操作简单，原理单一”。为了让学生更透彻地了解机械，教师又展示了数张图，其中包括了衣服的拉链、自行车的车轮、汽车的发动机等等。随后，作者又围绕机器人展开描述，从它的工作原理、零部件等一一描述，让学生明白如此神奇的机器人为何可以工作，以及它的零件、程序等又是如何运作的。

二、跨领域交叉，让课堂更丰富

（一）发散学生的思维

发散性思维能力的培养有助于学生科学素养的提升，并且可以帮助学生快速吃透所学知识点，延伸学生的科学体验。在围绕AⅠ智能与STEAM 理念激活学生发散性思维期间，教师可以适当地给学生展示一些情境小实验，以此让学生在身临其境的体验中变得更愉悦。例如在《声音的传播》一课，为了帮助学生更透彻地了解声音传播的原理，以及相关的媒介问题，作者开展了以下实验。首先利用智能机器人的语音系统播放了一段优美的儿歌，然而将其放在事先准备好的钟罩里面。钟罩内部蜡烛的不断燃烧，当学生发现蜡烛熄灭的时候，已经无法再听到机器人发出的声音。当时有的学生表示“难道是机器人没电了吗？”，对此作者将钟罩拿开，优美的歌声再次传来。就这样，学生意识到空气是传播声音的主要媒介之一。当然，可以在这个基础上鼓励学生延伸思考。譬如真空保鲜膜可以保障一些食物不会迅速腐败。那么，假如将食物放在没有空气的钟罩里，是否也可以达到保存食物的效果呢？这个问题可以交给学生课后实践。比如利用一周的时间，观察放入无空气钟罩中的食物和放在空气中的食物，了解二者之间腐败的速度。

（二）让学生接近生活

智能机器人作为一种依靠电力来实现工作的科技产品，其中蕴含了许多适合于小学生接触的知识点。比如能源转换的技术——太阳能，以往，学生了解了太阳能热水器的工作原理，但是对于太阳能充电的原理相对模糊。所以，作者将智能机器人的太阳能电子版面展示给学生，通过讲解让学生意识到，通过太阳能充电不但可以将余出来的电力存在机器人的电池中，而且可以降低对生活的污染（固定充电系统，无需替换电池）。另一方面，为了丰富学生的课堂体验，作者还将智能机器人的太阳能电池板的工作原理，以及相关的制作材料进行了拆分式的讲解，以此帮助学生一五一十地了解相关知识。在结束新课教学时，作者又进一步地围绕太阳能的知识点鼓励学生自主创造太阳能电池板，然后利用中午时分实验一下他们制作的太阳能电池板是否可以正常运作。这样一来，不但可以有效地将所学知识贯穿于生活之中，同时可以促进学生的实践体验，帮助其形成完善的知识结构。长此以往，可以为学生开展创客活动铺垫基础。

三、创客交流活动，让课堂更科学

借助AⅠ智能与STEAM 理念构建创客交流活动，调动学生的设计情趣，开发他们的创造性思维，让他们在实践与探索中创造出属于自己的科学产品，不但有利于学生科学思维的形成，并且能让他们在以后的理科学习中取得更多的能力优势与认知优势。具体实施阶段，每次活动的时间为七十分钟，其中包括了学习与实际应用两个部分。例如“目标检测”和“人脸识别”两个部分，首先给学生讲解两门技术的使用方法和功能原理，然后引导学生利用计算机对两项技术进行实践，借此引导学生训练出自己的AⅠ引擎并使用它们检测出各种物体、识别出不同人脸。在这期间，为了提高学生对技巧的运用熟练度，我们还可以结合生活元素和设计活动理念。比如有些智能机器人中会安置目标检测功能，这时可以引导学生尝试对机器人进行拆分，然后找到负责进行目标检测功能处理的一部分进行观察。

四、实施多元评价，让课堂更民主

评价作为课堂教学的重要组成部分，是帮助学生洞察个人短板，了解问题不足的关键措施。但是，传统的评价模式并不利于学生提升自我，我们要善于在评价的时候将问题说到根处。例如有的学生在参加创客活动时，或者是在接受交叉性元素情境体验期间，注意力容易分散。对此，我们可以告诉他们站在知识重点的角度去思考问题，以网状的思维模式将问题集中在一个点上，做到抽丝破茧、顺藤摸瓜。

AⅠ智能技术的高速发展给教育注入了新的发展动能，也让我们的课堂教学变得不同于以往。在此背景下，学生不但可以获得更多愉悦的学习体验，同时还可以养成良好的科学素养。随着STEAM 技术的合理引入，可以让学生站在不同的层次去观察科学、感知科学，有效增强他们对科学与生活的体验和理解。