提高教学效果 人工智能走进课堂

王永东

〔摘    要〕  随着IT技术的发展，人工智能已成为当今社会非常重要的组成部分，对人类生活和世界产生了深远的影响。因此，在义务教育阶段开设人工智能课程显得尤为重要。人工智能走进课堂要注意与传统课程有机结合，以提升小学科学教学效果。

〔关键词〕  小学科学；人工智能；教学

〔中图分类号〕  G424               〔文献标识码〕  A        〔文章编号〕  1674-6317  （2023）  11-0028-03

随着智能科技的发展，人工智能已成为人们生活的一部分，因此，需要将人工智能和传统教育相结合。在小学教育阶段，学生具有很强的探索性，对一切事物的好奇心都较强，且学习能力强，将人工智能加入传统科学教育，能有效提升学生的学习兴趣，增强教学趣味性。在这种大趋势下，人工智能如何高效地融入传统小学科学教育，是一个值得深入探索分析的重要话题。

一、巧用人工智能，促进教育资源多样化

小学科学不能单纯采取灌输式教学理念，因为该课程本身就是探索自然和世界的学科，具有一定抽象性，超越了小学生的思维认知。如果一味灌输，会导致学生失去科学探索的兴趣，不利于学生科学素养的培养。

在小学科学探究实验中融入人工智能，可大幅提高学生对科学的探究性思考。通过人工智能，以游戏导入式、情境式、启发式、激趣式等方式，培养与提升小学生的科学素养。例如：通过人工智能科技视频，可以让学生观看科学视频《自行车的简单机械》。学生看到机器人手臂在电脑的控制下对一个个零件进行组装，一辆自行车很快便组装完成，更加深刻地认识到生产流水线的神奇——解放劳动力，节约成本，提高生产力。当然，在教学中也可以将人工智能科技模拟实验融入其中。例如：在《摆的研究》中，通过人工智能进行模拟实验，不仅能促进学生动手能力的提高，还能够使实验数据更加精准、更加清晰。

小学科学教育涵盖物质、生命、地球和宇宙等多个领域，重在对学生兴趣、科学思维和学习习惯的培养。人工智能能够将更多的资源带入课堂。通过人工智能技术，可以提供生动逼真的动画资源、数字化视频和图片，这些资源可以有效地吸引学生的注意力，帮助他们更好地理解和掌握基础科学知识，并能够更有效地完成实验操作，从而更好地巩固所学知识，让学生在玩中学。利用人工智能技术，学生可以创造出自己的科技作品，并将其上传到VR眼镜中，让更多的学生体验到真实的虚拟环境。这些作品不仅可以作为学习科学的重要组成部分，还可以为学生提供一个更加有趣、有效的学习环境。人工智能可以在很多方面发挥作用，比如：语言、数据和技术等打破空间因素的限制，能够使教师和学生在课后有效沟通，提高小学科学教育的指导效果。

二、巧用人工智能，促进教学趣味性的提升

人工智能在辅助小学科学的教学中，应紧密结合小学生的兴趣点，贴近现实生活，促使課堂更具有趣味性、实用性。将传统枯燥乏味的教材转化为视听结合的素材，提高学生学习自主性。例如：在学习宇宙方面的知识时，可以通过人工智能资源库将宇宙这个较为抽象的概念，用视频的形式，让学生更加直观地了解“太阳和影子”“昼夜交替”“日食、月食的产生”等等，辅助学生理解所学内容，更容易提高学生的学科成绩。教学的多元模式融入人工智能 让科学课堂更具可塑性，学生可以在课堂中亲自动手进行模拟实验：模拟飞行、模拟潜水。制作动态视频，拓展学生思维，使学生更具创造性。在课下，学生可以成立“创客小组”进行科学实验，带着发展的眼光去发现问题、研究问题、设计问题、解决方案，研究方法的可行性，实际操作，相互促进，从小培养创新型人才，让科学教育课堂从传统的“教”转化为学生自主的“学”。

巧用人工智能，在科学教育中灵活用智能化终端设备，结合小学生思维认知水平、生活经验和动手实践能力，通过教师的指点，使其更加深刻地理解所学的科学知识。例如：《四季的变化》在实际教学中可以运用人工智能技术开展交互，由学生亲自操作指令改变外部环境——空气温度、湿度，降水量，光照强度等，观察其对环境的影响。通过人工智能，我们能够更直接、迅速、深刻地感受到一年四季的变化，从而更好地理解世界的真相，感受四季变化对自身产生的影响。特别是能够使学生可以更加具体地了解区域性气候环境差异和极端恶劣环境。在《食物的旅行》教学中，利用人工智能技术将学生转变为“食物”，让他们更加直观地感受到食物在人体消化系统中的运行过程，从而更好地理解食物的营养价值和功效，认识人体器官的基本构成。通过这样的可视化学习，更容易使学生理解掌握科学知识。

在以往的实验过程中，通常采用纸笔记录的方式。常规的实验记录方式容易出错，降低学生学科学的信心，从而影响学习兴趣，另外，若小学生在实验观察中记录的数据存在问题，也会影响最终实验结果。将人工智能运用其中，可以更加准确、直观地获取数据。例如：在教学《研究磁铁》一课时，设计相关的科学实验，记录科学实验数据。通过人工智能，还可以让教师更全面地了解学生的学习状态，从而调整学习进度，提升教学质效。

三、巧用人工智能，促进学生玩中学

小学科学教育越来越受到重视。它是一门基础、实用、综合的学科，教学内容多姿多彩。我校积极开展机器人教学活动，让学生体会飞翔的快乐，并通过计算机编程课程来拓展他们的眼界。在六年级科学课程中，我们将学习太阳光系、月相变化、四季变化、星空间的日食和月食及其微观世界等内容。这种奇妙的现象，通过人工智能技术的支撑和整体的动感表现，能够让学生很好地理解和掌握知识点，并且特别有意味。人工智能技术的发展为素质教育和学习带来了巨大的改变，不仅能够提升教学效果，还能促使学生探索和学习。伴随新一代人工智能技术的发展，它们之间的交互会越来越密切，为学生学习科学文化知识提供持久的动力，协助他们实现科研梦想。通过将人工智能技术应用于小学科学课堂，教师可以大大提升“身临其境”的教学效果，让课堂教学变得活跃而有意思，学生可以在玩乐中学习，从而获得更多的快乐。

人工智能的育人特色可以提高学生的信息素养，培养他们的任务分解和问题转化能力，有效提升他们的思维能力。智能化也为学生的学习和思考创造了更多的机会，帮助他们建立书本理论与现实方面的紧密联系。通过实践，他们可以更深入地理解概念，并培养自主认知能力。这种教学方式应该是主动的，因为它可以将他们所学的零散知识结合起来，转化为一种综合性的探究方式和探索过程。

通过人工智能，我们不仅能够巩固学生已有的基础知识，还能够拓展知识面，拓展思维。在解决问题的过程中，人工智能通过帮助学生将所学知识归类处理，并加以转化，从而提升学习效果，实现知识转化、深入学习的目的。学生也可以运用人工智能进行基于真实情境、真实问题的项目式学习。教师应该在学习过程中，结合过程性评估和终结性评估，形成持续的评估流程，为学生提供及时、准确的反馈，促进学习的有效进行。

四、巧用人工智能，为学生发展提供机会

随着第四次工业革命的到来，人工智能和科学教学迅速融合，以满足未来社会发展对综合能力的需求。科学作为一门基础性学科，具有专业包容性和项目式学习的特点，这使人工智能和科学教学能够更好地融合，从而推动未来社会的发展。身为科学教师，应在人工智能时代发展的大背景下，为学生的发展提供更多的机会。教师可以通过“草稿箱”平台获取课前准备好的活动方式，并将其发布出去。这不仅可以节省课堂时间，还能提高教学效率，使教学流程更为紧凑。除却传统的全班和小组作答类型，教师还可通过采用抢答、随意问题等多种方式，让课堂教学氛围更加活泼，营造一种充满活力、人们积极参与的环境，进而激发学生的读书热情，彰显以学生为中心的教育理念。在《指南针为什么指南》一课教学时，教师首先会提出学习任务，详细阐述本节课的重点和难点，并制定相应的学习任务表，将其发布在直播页面，供学生下载。在本节课中，教师设置了“磁铁能吸收什么物质”“研究磁体各部分磁力强弱”“磁极间的作用”“怎样将物质磁化”四种学习项目，让学生确定目标后独立组队，通过学案进行线下学习，通过互相讨论，不断提升实践能力，從而更好地完成学习任务。顺利完成学习任务后，学生可上传照片，呈现自己的教学成果，并在线上进行交流。这种方式有助于学生更好地理解所学知识。而数智课堂中的分享则是学生利用信息技术进行过程的即时分享。每个小组的活动都是公开的，因此，学生能够将自身的课程照片在全班区域内分享，以便更好地交流和学习。除了利用平板电脑中的抢答、投票和PK板等功能进行互动交流外，教师还可以通过引导学生分享有趣的问题，来激发他们的思考，进而提升教学效率。此外，教师还需要及时纠正学生的思维漏洞，以促进学生的学习进步。在《植物的叶与蒸腾作用》一课的学习反馈中，教师发现，虽然大多数学生能够正确地理解影响蒸腾作用的原因，但仍有少部分学生认为随着温度的升高，蒸腾速度会加快。教师着重指导学生展开研究和探索。教师还会通过组内自评和组间互评的方式来予以评价。教师的点评旨在及时纠正学生汇报内容和文字的偏差，进一步完善和弥补培训的方法，以提高学生的实践操作能力、项目设计水平、质疑与反思能力，增强培训的信心，促进学习活动的高效开展。数智课堂可以通过提供特色空间和移动终端，帮助教师为学生筛选出最适合他们的优质教学资源，使他们的学习更有目标性和针对性。

总之，人工智能在小学科学教学中发挥着重要作用，它可以帮助我们更有效地进行教学。将人工智能应用于教学，可以更好地贯彻生本理念，并为学生提供更多的实验数据和直观的科学现象，从而提高教学效果。

参考文献

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