人工智能：小学科学课实践新资源

牛三波（河北保定师范附属学校）

人工智能是一门新的技术科学。教师首先积极主动地调整自身发展，借力人工智能的技术，实现教育教学的功能转变，提高教学水平，启迪学生的智慧。人工智能科技的春天已经到来，让人工智能为小学科学教育服务，提高学生科学素养，走向未来高品质素质教育。

一、实现学习互动无边界

人工智能融入小学科学探究实践，直接影响科学教育的魅力，为学生提供真实有效的探究学习。通过采用“情景式、启发式、激趣式、游戏式导入”方法，亲历探究过程，引导学生依据解决问题的线索进行探究学习，培养学生的科学素养和综合能力。

例如，在讲授六年级科学《自行车上的简单机械》时，引入人工智能科技视频，让学生仔细观看。随着一个个零件的出现，机器人的手臂在电脑的控制下，上下翻舞、火花四溅，一会功夫，只见学生瞪大了眼睛，原来一辆轻捷自行车成型了。自动化的生产流水线太神奇了，不知疲倦地日夜生产，不仅解放了劳动力，还节约了成本。同学们大开眼界，认识到未来的世界是人工智能科技的世界，学生的学习兴趣非常浓厚。

另外，教学中运用人工智能科技模拟实验过程，比如在五下科学《摆的研究》一课中，逼真地重现傅科摆的过程。在模拟实验中，设定不同的摆幅，测定单位内不同摆长的摆振动的次数，与学生自己手工制作的摆的研究装置实验形成比较，时间的精准、摆长的精准，学生有不同的感受，既锻炼了动手能力，又有实验对比效果，学生对摆的知识一下子了然于胸，使得科学实验教学操作更准确，探究过程更清晰。

在我校的科技创客中心，学生学习氛围浓厚，各学生创客空间利用人工智能科技，采用线上线下混合学习的方式，通过线上发布创意构想，线上讨论交流，线下制订方案，线上提交方案，线下制作作品，线上展示作品，进行跨学科的研讨交流，形成附校创客社区，成为孩子的科技乐园，突破原有学习空间，创新出科学研讨的新途径。

二、促进教育资源内容多样化

我们知道，小学科学课程内容以学生能够感知的物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程中一些比较直观学生有兴趣参与的重要内容为载体，培养学生对科学的兴趣、正确的思维方式和学习习惯。

人工智能科技为教育资源载体提供更丰富的内容素材，有小学科学直观逼真的动画资源，高清、真实的优质数字化科学教育资源，以及学生的评价、学习系统资源、探究的过程资源等等，拓展和丰富了教育资源的形式，人工智能科技本质就是机器在知识的存储、传播、执行和检索方面取得了巨大的优势，为小学科学教育提供智力支持和物质技术保证。

毋庸置疑，人工智能科技的强大功能是无法比拟的，小学科学借助人工智能，提前为学生提供丰富的知识素材储备，优质教学内容的直观展示，科学变化的数字化视频以及教学图片等，课后复习知识提炼总结，甚至可以为学生提供科学试验和科学探究的模拟过程，帮助学生完成基础科学知识、实验操作和知识的巩固，帮助学生透过现象看本质，让学生快乐学习。

我校利用人工智能科技，开设学生喜欢的XR编程课程，与VR眼镜配套，制作学生自己的科技作品。XR编程就是把我们学过的科学知识与人工智能编程技能相结合，制作出好玩有趣的编程作品，如森林系统、地球的四季、曹冲称象的过程、化茧成蝶的过程、未来的桥梁等作品，再把作品上传到VR眼镜，体验作品在真实的虚拟世界里的情景，特别有趣。孩子们的作品也成为学习科学资料的重要组成部分。

三、延伸课堂的深度

人工智能科技可以帮助教师重塑课堂的多彩形态，创新教学多元模式，融入人工智能科技，让科学课堂体现探究和动手，模拟实验、模拟飞行、动感体验、动态视频、动手制作、创意金点子、科学“小达人”、创新小能手，小学科学课堂活起来了。并且，融入人工智能科技的科学课堂还需要学生学会合作、主动学习，学生要敢于表达自己的所思、所想、所作、所为，树立坚定的信心，从而进一步促进了学生深度学习。通过师生的深度交流，培养学生的综合素质。

在我校“张玉奎科技研究院”，充分利用人工智能科技，逐渐建立了玩中学、做中学，跨学科的学习社区。来自1～9年级的具有不同特点的学生，在老师的带领下，按照不同的学习兴趣和特长组成了探究空间，创建了我校学生创客小联盟，形成高年级学长对低年级同学带研究课题、带方案设计、带研究方法、带项目成果的四带动模式，互相促进，形成比学赶超的“科学学习场”，拉伸了科学课堂的广度。

新时代的科学教师对融入人工智能科技的小学科学课堂要经常进行必要的总结反思，并逐渐掌握人工智能技术的应用，思考人工智能对我们科学课的辐射带动作用。创新科学探究实验课堂，利用已掌握的人工智能技术，下力气提高人工智能科技应用水平，丰富课堂的内涵，焕发小学科学的勃勃生机。人工智能科技是师生教育教学过程中的润滑剂，为人工智能科技与小学科学教育互相促进带来共赢。

人工智能科技融入科学教育，加速小学科学教育的变革，从以教师“教”变为学生“学”，课堂从以师为中心变为以生为中心，从单向传授知识变为多向互动的学习知识。课堂通过人工智能科技的助力，学生会主动发现问题、提出问题，解决问题，积极去探索、解决、提升。

四、点亮学生梦想

众所周知，小学科学教育日益重要，小学科学课程是一门基础性、实践性、综合性课程，内容丰富多彩。我校积极进行学生机器人教学，培养学生的思维能力。让学生动手操作模拟飞行器，体验飞行的乐趣；计算机编程课程，让学生乐在其中，开阔了学生的视野。六年级科学课程中有关认识太阳系、月相的变化、四季的变化、在星空中、日食与月食、微小世界等内容。这些神奇的现象，有了人工智能技术的支持和全方位的动感呈现，对学生学习来说，非常有用，有趣。人工智能科技为教育教学和探究学习过程提供的增强和帮助作用，必将创新出更多的优秀学习案例。随着人工智能的发展，两者的互相影响日益加深，共同为小学生学习科学文化知识提供持久动力，点亮学生科学梦想。人工智能融入小学科学，促进科技老师提高小学科学的教学效果，师生“身临其境”，课堂不再死气沉沉，乐学、好学、玩中学、做中学，学生“乐”在其中。

人工智能时代已经到来，小学科学教育，承担着培养学生科学素养的重任，只要我们开阔视野，融合优质教育资源，将“人工智能科技”的理念和实践带给孩子们，就一定能够启迪学生智慧、创造崭新未来。