人工智能視閾下小學科學課程教學改革研究

黃迪

摘要：人工智能技術的飛速發展對于課堂教育有著很大的影響。它對教師的教學思想、課堂教學活動及課堂評價等方面都有著積極推動的作用。教師要以一種接納和包容的心態去面對人工智能技術在小學科學課堂教學中的運用。本文通過闡述人工智能時代下小學教育科學教育改革的重大意義，探索該時代背景下小學教育科學教育變革相關戰略，為實施科技帶給教學所帶來的美好教育愿景指明方向。

關鍵詞：人工智能時代;小學科學教育;課堂教學;改革

新課程標準明確教育的智能化發展應以“挖掘學生的潛能、激發學生的興趣、引導學生學習和實現學生的價值”為教學目標，強調大數據和人工智能必須對教育和課堂教學充分發揮其有效的積極作用。通過計算機化、智能化管理等信息化技術，可以關注學生的學習過程，對學生的發展進行有效監控和評價，為每個學生生成準確的發展報告，以更好地改進和完善教學質量。

一、人工智能時代小學教育科學教育改革的必然性

信息化技術對課堂教學的影響非常巨大，從技術的使用到學生的個性化發展，再到教師教學理念的轉變和學校體制改革，信息技術為他們的有效發展提供技術和理論支持。信息技術已成為課堂教學的一部分，它與課堂教學的融合使教學和學習都發生質和量的改變。在教育信息化的進程中，大數據、云計算、虛擬現實等技術的快速發展，以新的教育形式不斷涌入課堂，為創新型教學的發展指明方向。隨著以互聯網為代表的數字時代的到來，課堂教學轉型已成必然，課堂從單向課堂演變為雙向課堂，學生學習的空間維度不斷增加，教學效果也有很明顯地提高。

二、 人工智能時代基礎科學教育課堂改革的表現

（一）教師觀念的轉變：從認識到行為的轉變

人工智能時代的小學科學要求教師要了解人工智能的具體特點，根據人工智能化的特征逐漸轉變教學理念和教學方法。傳統教育理念和在人工智能時代，精準分析、個性化指導、深度課堂等教育觀念間的沖突和矛盾，促使老師不斷地認識和應對人工智能化教學，在學習適應中也會改變。在智能化課堂中，老師是課堂的設計者和引導者，更是學生對學習數據的分析與發展的評估者。例如：老師把人工智能技術帶到課堂上，為小學生帶來了更加真實地感受，同時老師還運用了現代科技制作不同森林情景和特殊的動植物，并做成了不同的場景化、互動性強的VR視頻，給小學生從多角度感受和提體森林意境。

（二）教學主體的轉變：從一元化到多元化的轉變

人工智能時代的各種技術將在小學科學教育中層出不窮，課堂中主體與客體的相互依存和互動必然會因現實而發生變化。人工智能時代的信息和數字技術比多媒體教育資源豐富得多，例如，平板電腦、便攜式設備、數字實驗室設備、記錄設備和學習過程分析等。科技在課堂上有了新的意義和內涵。課堂中主客體的交流與互動已經從面對面的“師生”形式轉變為超越時空限制的多種交流形式。例如，教師使用數字實驗室設備和平板電腦進行教學。在整個探索過程中，學生不僅要注意數字化實驗室設備的組裝，還要在平板電腦上確認實驗數據記錄。在后續的實驗結果分析和交流中，教師通過控制終端檢索各組學生的實驗數據，進一步引導有問題的小組，師生互動變成師生互動。數字化實驗設備與智能數據記錄終端交互。人工智能技術已經成為課堂上除師生之外的另一個對象。師生圍繞人工智能技術開展一系列的研究活動。

（三）教育內容的轉變：物化與智能化的有效體現

隨著人工智能科技的迅速發展，教育內容也將出現重大變化。紙質教材和電子課本的相互疊加、融合乃至替代，使得基礎科學課程教材的內涵進一步地組織、表述和體現以及教學方式進一步地豐富和擴展。同時，由于教育信息化與人工智能技術的迅速發展，對教育內涵的個性化、特色化表達也將更加突出。各個年齡段的學生對課本所需要掌握的內容和格式，也許會有較大的不同。在我國的科學教育中，除具備能夠替換傳統紙質課本的數字化教學課本和有趣生動的視覺影像等多媒體信息資源外，還能夠借助ar、vr和3d技術來打造模型進行實踐性的教學。教師在進行宇宙知識的教學時，可以利用VR技術把難以理解行星位置與其運動規律表現出來，讓學生們能夠親自體驗，感受人類的渺小與宇宙的浩瀚，教學的有效性也因此得到很大的提高。

（四）課堂評價改革：精準個性化評估分析

目前，小學科學強調基于課程標準的有效評估。在課堂教學中，對學生學習的評價逐漸成為常態。對學生的學習效果評價有多種方式，但是，由于受學生數目、師資精力和技術的限制等因素影響，很難進行個性化和準確的評估。運用人工智能技術的課堂教學和學習評估，可以全面地掌握學生的學習情況，不僅可以實現對學生的知識建構和科研教學，還可以掌握學生的情緒和心理狀態，了解學生的科學學習傾向、個性特點等，為系統化、動態化和綜合評價提供量化依據，進而評判課堂教學效果，為教師教學的調整和改進提供依據。

綜上所述，隨著人工智能化的不斷變革，課堂教學必然會隨之產生一定的變化。在基礎科學課程中靈活應用人工智能技術給教學帶來更廣闊的發展空間，信息技術的教學優勢已經得到學校、教師和家長的有效肯定和贊揚。然而，在課堂教學中應用人工智能化技術仍然處于發展時期，還需要教師對小學科學的變革不斷研究和探索，為教育帶來更多革命性的變化。

參考文獻：

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