用ChatGPT助推教学智慧化

李胜

〔摘    要〕  本文以小学科学课堂为背景，探讨了ChatGPT在小学科学教学中的应用，并從教学目标、教学内容、教学方法等方面，进行详细阐述和分析。本文探讨了ChatGPT在小学科学教学中使用的注意事项和未来发展方向，旨在为小学科学教师提供有益的参考和帮助。

〔关键词〕  小学科学；ChatGPT；课堂教学

〔中图分类号〕  G424                〔文献标识码〕  A         〔文章编号〕  1674-6317    （2024）  03    028-030

在小学课堂教学中，采用交互式、个性化的教学模式最能满足学生的学习需求，激发他们对知识的探索和兴趣的培养。近年来，人工智能技术的应用进一步优化了教育教学的模式，打破了时间、空间等限制，增强了学生的学习体验。在科学教育方面，ChatGPT就是一种先进的人工智能技术。它以语言为媒介，通过自然语言处理技术，对学生的提问进行智能回答，帮助学生快速获取科学知识，激发他们对科学探究的兴趣。

一、ChatGPT的原理和功能

ChatGPT是一种基于自然语言处理技术的人工智能，也叫基于大规模预训练的语言模型。GPT全称为Generative Pre-training Transformer，是一种预训练的文本生成模型，它是由Google公司开发的一种自然语言处理技术。ChatGPT是在GPT基础之上，通过迭代训练产生的、能够对人类自然语言进行预测，并基于这个预测自动生成新的语言输出。ChatGPT的原理是通过输入课堂讲解中的问题或话题，根据训练库中收集到的大量语言数据，对问题或话题进行深度学习，从而能快速生成相应的回答，达到智能化问答的效果。

二、ChatGPT在小学科学课堂教学中的应用方式

ChatGPT在小学科学课堂上的应用方式主要可以分为三类。

（一）交互式教学

教师可以利用ChatGPT进行问答式的交互式教学，帮助学生理解科学知识，激发学生学习兴趣。教师可以通过让学生向ChatGPT提问，使学生在课堂上与ChatGPT互动，增强学生的学习快感和记忆效果。

教师通过使用ChatGPT，和学生可以轻松实现问题和回答的快速交流，帮助学生加深对太阳系的认识，促进学生自主学习。

（二）实验指导

ChatGPT还可以作为小学科学实验的指导助手，为学生提供操作步骤和注意事项等信息，增强学生的实验能力和操作技能，提高实验的安全性和可靠性。通过使用ChatGPT，可以大大提高小学生的实验能力，同时，也可以降低实验过程中的安全风险。

教师可以通过使用ChatGPT来辅助实验，从而让学生更好地了解静电的概念和特征。教师可以让学生在实验过程中输入他们想问的问题，同时引导他们观察实验结果，并结合ChatGPT的指导分析实验结果。

例如：

学生1：怎样让一根橡皮棒变得有电？

ChatGPT：一个普遍的方法是用一条丝线将橡皮棒系在手指上，然后将橡皮棒在绒毛或毛皮上摩擦数十秒钟。摩擦纺织品会带上一些电子，转移给橡皮棒。当橡皮棒接触一些会被激发的物体，如头发，这些电子就传递到那些物体上，使物体带电。

学生2：为什么会发生这种现象？

ChatGPT：这是因为摩擦不仅将电子从一个物体转移到另一个物体，同时也会将电子从一个原子转移到另一个原子。在靠近表面或表面上的原子中，电子可以被完整地转移，因而会带走带电物质上面的电子，这样带上了负电。

教师可以通过ChatGPT辅助学生理解并解释一些实验现象，使学生更好地掌握和理解实验的原理和方法，从而提高他们的实验水平和探究精神。ChatGPT可以帮助科学教师在课堂教学中实现交互式和个性化的教学，从而更好地满足学生的个性化需求，促进学生的自主学习能力和科学素养的发展。

（三）课前预习

利用ChatGPT进行小学科学课的课前预习可以帮助学生更好地理解科学知识，培养他们的学习兴趣和探究能力。

教师可以给学生预留时间，让他们在课前自行对科学知识进行预习和学习。学生可以使用ChatGPT检索相关科学知识，或根据自己对课程的理解和学习需求自主提出问题让ChatGPT回答。

教师在课前会布置一些阅读材料，例如相关的科普文章或练习题，要求学生在课前预习。学生可以使用ChatGPT进行交互式问答，在学习过程中加深问题的理解，提高学习效率。教师也可提供及时帮助和指导，让学生更好地学习和探究。

教师可以为学生布置一些探究性的任务，让他们通过自主探索和发现来提高科学学习的兴趣和深度。学生可以使用ChatGPT查找资料和解释相关概念，以及根据自己的发现进行提问和探究。教师同时也可以实时答疑解惑，从而提高学生的自主学习和探究能力。

利用ChatGPT进行小学科学课的课前预习，可以提高学生的学习效率和自主探究能力，同时也能够加深学生对科学知识的理解和记忆，推进科学课的课堂教学模式向智慧化以及探究导向转变。

三、ChatGPT在小学科学课堂上的优势

（一）加强交互性

ChatGPT相较于传统的教学方式，能够更好地与学生进行互动，更好地促进科学知识的交流和学习，同时也能增强学生的学习兴趣，激发学生的学习热情，提高课堂效率。ChatGPT仿佛是一个新奇的“玩具”，能够带给学生不同寻常的体验。在与ChatGPT交流过程中，学生可以非常直观地感受到人工智能的“魔法”。这将极大地激发学生的好奇心，增强学生的学习热情和动力。

（二）提高学习效果

ChatGPT为学生提供了便利的学习环境和学习方式。ChatGPT可以通过各种方式提高科學教育的效果。首先，ChatGPT具有在线学习的特点，学生可以随时随地与它交流，不论是在学校还是在家都可以使用ChatGPT获取科学知识；其次，ChatGPT可以为学生提供量身定制的学习方案，无须顾及课堂时间和教学进度，教学更加贴合学生的需求；最后，ChatGPT可以根据学生的兴趣和需求，组织课程内容，帮助学生更好地理解并吸收知识。

（三）延伸教学内容

科学教学目前主要由教师进行课堂授课，但是短短的授课时间很难覆盖所有内容。ChatGPT作为一种在线学习工具，可以为教师补充课程内容，延伸教学内容，丰富学生的知识体验。

（四）提升学生自主学习能力

ChatGPT可以作为一种“学习伴侣”，与学生一起学习。当学生有问题时，ChatGPT可以为学生提供答案，减少学生的困惑和疑惑，同时，ChatGPT也可以引导学生自主学习。通过与ChatGPT交流，学生可以得到更多自主思考的机会，并且慢慢建立起自己的知识体系。

（五）个性化教育

ChatGPT可以为不同学生提供个性化的教育方案。通过ChatGPT的交互性能，可以根据学生的年龄、知识水平、兴趣和学习习惯等个性化要素，来定制课程，从而实现更加精准的教育。

（六）提高教学效率

教师利用ChatGPT进行科学知识的传授和学生的问答式交流，能够大大提高教学效率，同时减少教学成本和工作量，更好地发挥班级集体优势。

四、ChatGPT在课堂教学中应用前的准备工作

（一）确定适合小学生的内容

教师需要根据小学生的年龄和学习水平，选择合适的科学课程内容，并将其转化成吸引人的、易于理解的语言，以便学生理解和记忆。

（二）准备好问题

在课堂上，教师可以在ChatGPT上预设一些问题，以检查学生的学习进度，也可以让学生自己提问并获得答案。因此，在课前准备一些问题是非常有必要的。

（三）提前测试ChatGPT

在使用ChatGPT之前，教师需要熟悉该工具的使用方法，包括如何提问、如何分析答案等，确保ChatGPT能够满足课堂需求，并且能够及时帮助小学生解决问题。

（四）培训学生如何使用ChatGPT

大多数小学生都没有使用聊天机器人的经验，因此，教师需要在课前向学生介绍和培训使用ChatGPT的基本知识。

（五）课堂上合理使用

教师需要适时地使用ChatGPT，一方面鼓励学生积极探索科学知识，另一方面也需要控制使用的频率，确保ChatGPT不能影响课堂的教学效果。

（六）准备应对问题

小学生对科学知识的理解和学习方法存在着很大的差异。如果出现了一些小问题，如学生提出了错误的问题或教师分析了错误的答案，教师需要准备好回答问题和纠正错误的策略。

五、ChatGPT在小学科学课堂的局限性

ChatGPT是一种基于人工智能技术的自然语言生成模型，可以自动生成类似人类所写的文本。在小学科学课堂上，ChatGPT可以被用于帮助教师向学生传递知识，但是它也存在一些局限性。

（一）ChatGPT并不能很好地应对学生的个性化需求

ChatGPT的训练数据和语言模型源于大型的语料库，这使ChatGPT可以提供一定程度的人工智能。但是，训练数据是网络上的对话语言，而不是小学生科学课堂上的语言，因此难以理解学生在学习过程中的疑问和困惑。当学生的问题与预设的问题及答案不匹配时，ChatGPT可能会给出错误或不完整的答案，从而引导错误学习。ChatGPT所训练的语言模型也不是专门针对小学科学课堂上所使用的语言模型，而是一个通用的语言模型，在小学科学教学中使用，可能会导致误导和不准确的结论。

（二）与ChatGPT对话质量有限制

ChatGPT在语音识别和语义理解方面仍然存在一定的技术瓶颈，如果输入的语句表述不清，可能会导致ChatGPT输出的回答不准确，从而影响教学效果。

（三）ChatGPT是一种基于无监督学习的技术

这意味着，ChatGPT不会考虑其回答的准确性，而只是根据其模型学习的规律来生成回答。这会导致ChatGPT提供的回答不一定是正确的，而且无法确保每次生成的答案都是相同的。

（四）ChatGPT缺乏对实践、实验以及课堂互动的规划

科学课堂旨在培养学生独立思考和合作能力，让学生通过实验和观察来探索世界。然而，ChatGPT不能为学生提供与这些活动相关的详细指导，这可能会使学生难以真正地理解科学概念与原理。

（五）ChatGPT无法完成与感性认识相关的任务

在小学阶段，科学课堂的任务之一就是帮助学生发展初步的科学观察和思考能力。然而，ChatGPT不能理解学生科学观察或探究的过程，也不知道如何帮助他们进行此类活动。ChatGPT只能回答文本式的问题。在小学科学教育中，有很多问题需要依赖视觉或实验来回答。比如：“为什么天空是蓝色的？”这个问题的答案就需要通过实验来证明，而ChatGPT无法通过回答文字来展现实验的结果。这就导致ChatGPT的应用范围有限。

综上所述，ChatGPT在小学科学教学中的应用具有一定的局限性。在实际应用中，应当考虑到其缺陷，尽量避免以上问题的出现。为此，我们需要加强对ChatGPT的监管，同时结合其他教学资源来辅助学生学习，以提高学生的科学素养。

参考文献

[1]张峰.微课在小学数学课堂教学中的应用探析[J].数学学习与研究（教研版），2020（5）：60.

[2]李春云.对话教学在小学数学课堂中的应用探析[J].小学科学（教师），2018（7）：142