小学科学人工智能知识教学与研究

尤永光

摘要：人工智能对教学活动的影响十分深刻，涉及学习环境、学习资源、学习模式等方面的变革，满足不同学习者多样化的学习需求。通过小学科学教育特点和人工智能在小学科学课程中的应用，笔者构建了基于人工智能平台的科学课程教学模式。该模式集“知识学习阶段”“探究实践阶段”“评价反馈阶段”和“总结反思阶段”于一体，以学生全面发展为核心，旨在促进学生创造性思维水平的发展、创新实践能力的提升。该教学模式强调学生的主体性，注重学生的参与。

关键词：小学科学;人工智能;教学模式

人工智能可以为小学科学课程带来深刻的影响，让课堂更加智能化和个性化，甚至出现了自适应学习模式。小学科学教育和新技术的相互融合，必然会给小学科学教育带来鲜明的变化，尤其是人工智能将会关注教学中更多的细节方面远远超越于以经验为主的教育。人工智能正在潜移默化地影响著小学科学教育的发展。因此，探索应用型教学改革也十分重要。随着人工智能对教学模式产生越来越深刻的影响，教师在教育方面的传统思维将被改变，越来越支持基于人工智能下的教学应用探究。

一、知识学习阶段

在人工智能时代，以教师、知识和书本为中心的传统课堂模式将被抛弃，转向个性化教学模式。首先，学习由被动向主动转变，自主学习意识增强。每个人都是一个独特的个体生命，每个人在学习方式、学习偏好和学习方法上都有很大的差异。根据学生爱好以及个性进行因材施教，以学生的需要为根本，智能化学习平台会根据学习者的需求推送所求信息资源，包括微课程的制作、教学活动的设计等。微视频内容是相关科学概念、原理等。

教师组织学生观看微课程，大致了解所要学习的内容，激发学生思考，提出问题。教师答疑解惑，引导学生学习新知识。在教学中，教师需要规定探究要求，及其要完成的任务，提供人工智能平台。教师给出主题，并不规定完成的形式，将探究的设计权与选择权交给学生。在教师对各项要点、注意事项进行讲解后，学生分小组分析问题、商量对策、设计探究计划。学生协作确定实施方案，确定小组分工。在明确分工后，我们开始探索和实践。教师引导学生传授所学知识，从创造性的冒险性、挑战性、好奇性、想象力四个外显特征来激发学生进行创新实践。在这一过程中，学生是学习和探究活动的主体，决定如何进行探究和实践，掌握探究和实践的过程。这个阶段可以培养学生解决问题的能力。教师是整个探究实践阶段的引导者，学生是探究实践的领导者。学生亲身体验探究实践的全过程，小组合作完成探究方案的规划设计和探究方案的实施开发。通过小组合作和积极实践，培养学生的学习毅力，加深学生对科学知识的理解，提高学生应用迁移和解决实际问题的能力

二、评价反馈阶段

教学评价在小学科学教学的全过程中起着调节和反馈的作用，可以促使教师获取教学效果、改进教学方式、完善教学设计的有效手段，教师根据教学模式特点和科学课程的教学目标，在分析构建原则和评价指标的基础上，列出了教学评价体系。

小学科学课程教学评价体系的构建，主要包括四部分原则。第一，强调评价内容的全面性。综合利用各种手段全面、全员、全程地对学生进行多方面的评价。评价贯穿于教学的四个阶段，形成性评价与终结性评价有效结合，最大限度地发挥评价的诊断与激励等功能;第二，在评价过程中，教师应坚持客观评价的科学性与可行性相统一的原则。无论评价者的态度、评价标准和方法，还是对最终结果的评价，都应确保符合客观事实，不能添加个人情感或主观判断;第三，在评价过程中注重学生的发展。评价应以促进学生全面发展为目标，关注学生在不同时期的发展变化。我们不仅要评价学生所获得的知识，还要从整体上评价学生的思维水平、认知能力、实践技能和社会发展，尤其要注意学生原有水平的变化和提高;第四，评价过程中也应该关注学生的差异性，做到因材施教。教学评价的最终目的是通过评价使得每个学生都能得到提高和发展。在评估过程中，评估结果以学生可接受的形式呈现。努力帮助和引导学生进行自我评价、自我分析和自我调整。此外，在总结反思阶段，需要教师和学生的共同反思。科学课堂教学结束后，教师引导学生进行自主反思，填写反思量表。根据教学评价结果，教师用开放性的眼光进行回顾和分析教学设计，寻找新的教学方法，进而改进和提升教学效果。

综上所述，近年来，人工智能技术提供的各种线上教学资源的学习平台正在深刻影响着小学科学教学的发展。人工智能在小学科学教育领域的应用探索将会给小学教育带来全新的变革和冲击，从而促进教育的发展。教学模式的设计是让学生在学习了基础科学知识后，将所学知识应用到人工智能平台上。通过这种教学模式，学生可以在参与科学探索和实践活动的过程中，虚拟地形成和拓展自己的知识结构。完成任务的过程，不仅是他们实验、论证、修正思想的过程，也是他们建构知识的过程。新构建的知识可以使学生探索并建立更为复杂的知识结构，从而形成学习知识和积累知识的良性循环。

参考文献：

[1]张龙，林宏宇. 牵手人工智能 助力小学科学课堂教学[J]. 中国现代教育装备，2021，（22）：21-23.

[2]郑雅芬. 小学人工智能普及课程建设与实施[J]. 中国现代教育装备，2021，（22）：14-17.

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