人工智能時代背景下小學科學教育的變革

施珍丹

摘要：隨著社會科學的發展，人們已經進入到人工智能時代，人工信息智能技術的飛速發展對小學科學教育產生了歷史性變革。本文通過對人工智能時代背景下小學科學教育變革研究，探討信息智能化對小學科學教育變革的重要意義，從而為指導教師如何展開培養綜合素質人才工作指明方向。

關鍵詞：人工智能;小學科學;教育;變革

引言：

近年來，隨著人工智能技術的發展和突飛猛進，智能信息化已經滲透到生活的各個方面，尤其是在學校教學中的應用，給中國教育事業的發展指明了新的發展道路。因此，為了實現智能時代下新型教育模式的廣泛應用，教師應更加明確教育責任和教學目標，對人工智能技術持開放包容態度，為今后的素質教育發展奠定堅實的理論基礎。

一、人工智能時代小學科學課堂教學變革必要性

隨著數字化時代發展，信息智能化技術對課堂教學的產生了非常大的影響。為了持續深化小學科學教育教學改革，就需要教師將小學課堂從單向教育變為雙向教育，不斷增加學生學習空間、拓展應用范圍，以此來提高學生的科學思維能力和探索科學目標能力。所以說，數字化信息技術融入到小學科學課程的過程中是實現課程價值的體現，是小學科學課堂教學變革的必然。

二、人工智能時代小學科學課堂教學變革的對策

1.從認識到行為的自然轉變

在人工智能時代的小學科學課程教學中，教師首先要熟悉人工智能的本身特征，既要改變自己的教學觀念，又要將人工智能化應用于教學實踐。由于教師是改革的主要力量隊伍，教師在不同變革時代是起著改革教育對象的作用，因此，就需要小學科學教師有意識的消除傳統教育課堂觀念和人工智能時代教育所要求的二者之間的矛盾，嘗試著逐步將相關的信息化技術應用到實踐中來，從而實現教師從主觀教學觀念到客觀教學行為的必然轉變。例如：教師可以根據教學需要，及時將人工智能技術引入課堂。為了給學生創造一個更加真實的森林環境體驗，教師可以使用攝像機拍攝各種林場、拍攝大自然以及一些特殊的動物和植物，制作具有身臨其境感受的VR視頻，讓學生獲得在常規教學中得不到的體驗。從中我們可以看出，知識的網絡化、數據化讓學習內容和信息接收變得越來越簡單，這也是人工智能時代教師主觀教育觀念變革的重要體現。

2.一元至多元的發展

傳統的小學科學教學模式是基于教師和學生之間的溝通交流，而人工智能時代下的小學科學教育模式是通過數字化設備和多媒體資源整合，將知識教授給學生。從中，我們看出，數字化教學的多樣性決定了傳授知識的主體已經不是單一的教師，而是由教師和多媒體共同教學，因此，作為學生這個傳授客體接收到的信息由原本的紙質教材拓展至更豐富更多樣的數字化影像教材。例如：小學三年級科學例文《天氣與植物》中，教師可以通過收集影像和圖片文字資料，將春夏秋冬的天氣狀況的用動態小視頻進行演繹，并且將春天要生長的一些植物圖片保存做好相關的影視資料，聲情并茂的講述天氣和植物之間的關系，引發學生對大自然的熱愛和探討。通過在課堂加入數字化信息技術，使小學科學課堂發生了一元至多元的發展性變化。

3.物理化和智能化同時展現

隨著人工智能時代的變化，學校的教學也逐步由二維向三維轉變。教學實現了由書面教材與電子教材相互融合甚至替代的重要改變，使得新的教學內容的更加豐富多樣。在小學科學實際教學中，教育模式除了替代紙質教材的數字教材、有趣模擬聲音、高清教學圖片、動態視頻等媒體資源外，還利用AR、VR、3D等技術構建模型。例如，當教學內容相關宇宙世界時，有些教師就可以使用虛擬數字信息化技術，將宇宙的形態、宇宙和地球的關系及其位置和運動狀態等等相關的宇宙知識用視頻播放出來，生動有趣的演繹宇宙，這樣，學生不僅很容易看到人類和宇宙之間的巨大差異，還身臨其境的感受宇宙的浩瀚無邊，這對大大提高教學的有效性和教學的目標性有一定指導意義。

4.個性評價分析已成趨勢

在小學科學教學中，教師經常通過學生對科學實驗水平的了解和對科學知識的掌握解程度來評價一個學生的綜合能力水平，由于受學生的人數、師資隊伍、信息技術的限制等諸多因素影響，因此，對每個學生的學習過程和學習效果很難實現準確的評價。而大數據人工智能技術可以全方位、全過程地收集學生的學習數據，既能做到對每個學生進行評價分析，又可以全面觀測學生個體的發展。這就為教師在教學中及時調整和改進教學策略提供依據。例如，利用視覺識別技術對每個學生手中的問題進行定量回答，一對一的講解，并對其進行評價;對整個課堂教師的授課情況進行記錄和分析，同時觀察課堂上學生的學習行為表現。這樣，不僅可以了解教師在教學過程是否存在問題，也可以使教師清楚地掌握學生的學習情況，對教學設計和教學實踐的改進起到積極作用。

總結：

人工智能時代下的小學科學教學并不是一項簡單的信息技術應用，而是需要教師綜合性的考量。通過智能信息化在小學科學教學中的實際應用的研究，使我們清楚的認識到科學教育變革的重要意義，要想重構教育體制和突破以往的教育模式，就需要教師不斷的強化信息化技術、創新教育體制、緊跟智能時代的發展，為完善小學科學教育的發展變革作出更大的努力。

參考文獻：

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