淺談智能教育平臺在小學科學教學中的應用

倪琦

摘要 《中國教育現代化2035》提出了要推動各級教育高水平高質量普及，智能教育平臺是基于計算智能技術、學習分析技術、數據挖掘技術以及機器學習等技術，為教師和學生提供個性化教與學的教學系統。科學課程是小學重要的素質教育課程，作為中小學教師，我們應當充分利用智能平臺的優勢，努力在教育教學的過程中提高課堂學習的有效性。本文從以下三方面闡述如何利用智能教育平臺上好小學科學課：一、課前情報收集好——問卷星等智能教育平臺的妙用;二、課上互動效率快——希沃等智能教育平臺與教學的密切結合;三、課后反饋質量高——xmind等思維導圖等智能教育平臺的有效利用。

關鍵詞 智能教育平臺;科學課;問卷星;希沃;xmind

每一次教育的革新都是由社會科技的革新所推動的，隨著國家大力發展5G網絡基建平臺，國內各大互聯網絡公司對于新技術新軟件的研發，智能教育平臺已經逐漸走進了千校萬校，走進千家萬戶每一個孩子的平板電腦和手機中，更是走進了我們的日常教學課堂中來。

智能教育平臺是基于計算智能技術、學習分析技術、數據挖掘技術以及機器學習等技術，為教師和學生提供個性化教與學的教學系統。科學課程是小學重要的素質教育課程，作為中小學教師，我們應當充分利用智能平臺的優勢，努力在教育教學的過程中對學生的科學素養加強培養。本文從以下三方面闡述如何利用智能教育平臺上好小學科學課。

一、課前情報收集好——問卷星等智能教育平臺的妙用

教學前的分析是從學生的智力因素與認知發展水平、學習準備性、自學能力、非智力因素幾大方面進行分析的。學生的心理水平和知識掌握的水平層次都十分的不同，因此，教師在課前要對學生認知水平和心理水平有一個清晰地認識是提高課堂效能的重要前提和認知保證。教學前的學情分析應達到的目的是：了解學生的知識準備情況，確定教學的起點，以決定先要復習哪些學過的內容，選擇何種適當的教學方法，對學生進行分層教學等 。

問卷星提供了功能強大的在線設計問卷、數據統計分析系列功能以及卓越的用戶體驗。問卷星已被廣泛用于在線的調查、測評、測試、投票等領域。平臺穩定并可免費使用，這為問卷星運用于學情分析奠定了一定的受眾基礎。

在教科版三年級上冊《風的成因》一課里面，課程標準要求學生形成“空氣流動形成風”的科學概念，為了幫助我更好的完成《風的成因》這節課，在上課前，筆者利用問卷星設計了一套簡單的科學知識小調查報告（詳見附件）。本次調查一共有5個試題，題型的設計分為兩種單選題和填空題（符合學生的學齡特點）。調查的范圍在小學三年級9-10歲之間的學齡兒童，題目設計圍繞平時玩過的玩具，接觸過的自然現象入手，完成的時長在1—3分鐘。

用問卷星做課前測試，只要掃一掃二維碼即可在手機電腦多平臺完成。將學生從紙筆的束縛中解放出來，極大地提高問卷測試的靈活性，人工數據整理所耽誤的時間成本和人力成本，同時也漸漸讓學生愛上做測試，綠色環保節能減排。

問卷星平臺幫助老師很好的歸納和匯總了各項數據，調查問卷中的單選、多選等客觀題，問卷星平臺自動完成批改。 并自動生成了調查問卷的數據報告，利用多種手段可視化的方式，如：圓形圖、餅狀圖、條狀圖等，分析學生對風的知識點的了解程度，幫助教師在編寫課例和上課的過程中提供很多有意義的幫助。

科技時代的到來，課堂教學智能平臺也正在迅速推廣應用，問卷星平臺的廣泛應用將繁雜的科學調研、問卷調查、課前學情遷移到網絡，形成綠色便捷、學生喜聞樂見的形式，從而跟上時代的步伐，將學生從成千上百張“紙上試卷”中解放出來。

二、課上互動效率快——希沃等智能教育平臺與教學的密切結合

教學過程本質是一種由教師的教和學生的學構成的雙向交互活動，是活生生的有情感的互動。現階段人工智能教育不僅僅是注重人工智能在教育領域的應用，同時也能更好的監測教學效果的提升，重視對于情感的培養及價值觀、道德意識的培養。希沃系列的白板交互軟件等智能教育平臺可以連接手機—電腦—白板“三位一體”化，在我們設計課件備課上課的過程中教師可以在課前研讀小學科學教材，整合教學資源，設置課件，將書本上的書面知識變為能說會唱的“活”知識，豐富課堂的教學內容，活躍課堂的教學氛圍，調動學生的學習興趣，促使學生積極主動地參與到課堂教學中，使學生構建完整的知識體系，了解知識之間的銜接點。下劃線部分為希沃操作手段具體描寫。

下面分享兩個使用希沃白板互動教學片段——教科版一年級下冊《給動物分類》。

一、創設情景，認識動物朋友

1.屏幕設計為黑幕，放一個聚光燈，聚光燈掃射到兩張動物圖片的中下部（四肢）。

教師提問：小朋友，屏幕上有兩只動物，你能猜一猜分別是什么動物嗎？

學生：蛇和老虎

教師追問：為什么是蛇和老虎呢？

學生：（說出蛇沒有腳，老虎有4只腳）

引出有腳和沒有腳的區別，取消聚光燈，展示兩張完整的圖片。

教師：小朋友真厲害！都答對了！剛剛我們根據兩個動物一個有腳一個沒有腳進行了分類，其實在大自然中生活著許許多多的動物。為了便于研究，科學家對動物進行了分類。（板書：給動物分類）

2. 打開希沃白板-資源庫，拖動并播放音樂《動物農場》。聽完音樂后學生一邊說，教師一邊把資源庫的 圖片拖拽到屏幕上。

教師：動物農場的小迷糊遇到了大麻煩，你能幫他數一數，說一說音樂里一共出現了多少種動物朋友嗎？

學生：（說出了9種動物）

教師：又來了4種小動物（此時拖拽圖片），他們分別是什么呢？

學生：（回答4種動物）

1.為了便于研究，科學家對動物進行了分類。（板書：給動物分類）

二、小組合作，給動物朋友分類

（一）分類一：有腳和沒有腳

分類的活動設置計時器按鈕，計時2分鐘，表現好的小組設置光榮榜小星星，調控小組活動。

教師：課的開端我們用有腳和沒有腳區分了蛇和老虎，小朋友們，你們能用這個方法以小組為單位給這農場里的13種動物分成兩類嗎？

學生分組合作，迅速完成。

教師請一個小組說一說，你是怎么分類的。（在學生交流的過程中，教師操控希沃白板平臺，拖動按鈕13種動物圖片資源為兩大類。）

其他小組可以補充或者修改，提出不同意見。

（二）分類二：會飛和不會飛

教師：你還有沒有其他不同的方法給農場里的動物們進行分類呢？

學生：我發現有些動物會飛，有的動物不會飛。

教師：你說的真好，小朋友們你們現在能小組合作，給他們分分類吧！不過，這次老師有個要求，我要把分類好的圖片反饋到大屏幕上，比一比賽一賽，看哪個小組完成的最快！

學生分組合作，迅速完成。

教師此時走下講臺，看看孩子們分類的成果，并用手機拍照各小組分類的結果，并同時上傳至大屏幕，比較幾個組的結果。

用大屏幕比較三個小組的答案，說一說有什么不同。選出最優的結果。

（三）分類三：生活在陸地和水中

分類的活動設置計時器按鈕，計時2分鐘，表現好的小組設置光榮榜小星星，調控小組活動。

教師：你還有沒有其他不同的方法給農場里的動物們進行分類呢？

學生：我發現有些動物生活在陸地，有些動物在水里。

學生分組合作，迅速完成。

教師請一個小組說一說，你是怎么分類的。（在學生說的過程中，教師操控希沃白板平臺，拖動按鈕13種動物圖片資源為兩大類。）

其他小組可以補充或者修改，提出不同意見。（青蛙好像既可以在水里游泳，也可以在陸地上休息，該怎么么辦呢？我們把它放圖第三類“水陸都可以”，引出兩棲動物的概念）

（四）分類四：還有沒有其他的分類方法（比如：胎生和卵生，吃葷吃素還是雜食）

三、動物游戲，認識動物的多樣性

1.利用板書復習分類標準：有沒有腳，生活在哪里，會不會飛，胎生和卵生，吃葷吃素還是雜食等等......

2. 游戲：

教師：動物王國開展跑步比賽啦！有3名動物運動員還沒上場。小朋友，你能幫助他們找出來嗎？

學生：能。

教師：我們來請4個小朋友上臺來幫助大家找動物運動員，看看ipad上的第一位動物運動員，但是呢，我們不能馬上把答案告訴臺下的小朋友，我們要用黑板上的分類標準，比如：這個動物有幾條腿，會不會飛，生活在陸地還是水里，吃什么來暗示臺下的小朋友，看看臺下的小朋友誰能先猜出這是什么動物。第一位動物運動員到底是誰！小朋友們聽明白了嗎？讓我們開始游戲吧！

（請4個小朋友上臺，每人拿出ipad，觀察ipad中的圖片，按照黑板上的分類標準描述動物特征。每個小朋友只描述一個標準。講臺下面的小朋友搶答。）

根據學生猜測選中拖動屏幕上的動物，看是否正確。請臺上其中一個小朋友把ipad中動物運動員的圖片同步放映到大屏幕，給回答正確的小組大屏幕上的光榮榜積累一顆小星星。

（以此類推一共進行三輪）

3.歸納整理：

教師：小朋友，你們真厲害！原來分類標準還能幫助我們迅速的找我們的動物朋友呢！其實，在大自然中，有許許多多的動物，大概有150多萬種，想要把他們分清楚真的是難上加難。我們的科學家就像今天的小朋友們用各種分類標準對他們進行了分類，以便于科學的研究和保護，希望小朋友們在今后的科學學習中，多思考多實踐學會用更多的科學方法應對各種問題。

（備注：劃線的文字為使用信息化手段教學的注解）

在引入分類的前提，先利用希沃白板“聚光燈”功能帶領孩子們觀察動物圖片的局部結構，猜一猜是什么動物，說一說你的理由。從而引出“有腳”和“沒有腳”的概念。再利用已經上傳至資源庫《動物農場》音樂，創設一個動物農場的情景，帶領孩子給動物農場的13種動物進行分類。在分類的過程中充分運用希沃白板媒介的靈活性和易操作性，將動物卡片先放置資源庫，設計成可拖拽式圖片，讓分類變成一件有趣、可變動、可控制的事情。

在猜一猜的環節中，利用ipad讓講臺下的孩子說一說這個動物有什么特點（比如：生活在哪里，吃葷吃素還是雜食，有幾條腿，會不會飛等等），讓講臺前的孩子猜一猜這是什么小動物，最后出示動物的圖片的形式。不僅能很好的幫助孩子認識到分類方法具有多樣性，動物也具有多樣性，同時更結合了ipad等多種多媒體手段體現了課堂教學的現代化。在課堂進行中，交替使用“光榮榜”和“計時器”等希沃白板插件，幫助順利完成教學任務。

三、課后反饋質量高——imind等思維導圖等智能教育平臺的有效利用。

在課堂上我們不難發現有很多同學邊聽課邊做筆記，導致聽了上一句就沒聽到下一句，由此造成學生對知識得不到更深刻的理解，能力得不到更好的提高，學習效果無明顯進展。圖式的建立，能幫助學生將知識存入大腦。隨著學生知識的深化，通過思維導圖建立圖式的方法，更快更有效的幫助學生記住大量的碎片知識，完善思維導圖甚至是自行畫一張思維導圖對于學生把遠期和近期的知識整合起來，如果我們的孩子從三年級就開始接觸思維導圖，嘗試制作思維導圖，那么到了初中，學習了更多的知識之后，他的這張關于《風》的思維導圖會越畫越豐滿，越畫越詳細，他的知識掌握能力一定會得到進一步的飛躍，這也是我們所要體會的一種銜接理念：從知識的銜接到學習能力的跨越。

手繪思維導圖如果繪制不好影響整體布局和邏輯分布，而且繪制較大項目也受限制。而軟件繪制會更加組織化與格式化，思維導圖軟件的應用適合大規模制作思維導圖，可以隨意添加電腦或網絡中的資源，鏈接到任何需要的信息，在一張導圖中可展示所有需要的信息。

下面是一則利用imind繪制思維導圖幫助學生做課后整合的案例，在《風的成因》這節課中，教師充分發揮思維導圖的優勢，設計了一張沒有填寫完整的思維導圖，讓孩子們充分利用所學知識，聯系生活實際，具體問題具體分析去完成一張關于“風”的思維導圖。小學升入中學后學生生活發生明顯變化，不但學習任務和特點有了很大變化，教學及管理也有了很大的不同。在中小銜接的過程中出現了不少問題，發散性的讓學生利用課堂以外的時間去補充完成這份《思維導圖》，在孩子們的 思維導圖中，畫出了關于風對于人類有利和有害的影響達數十種，在擴充人造風的種類中，寫出了人造風達二十幾種，自然風十幾種。這樣一系列的活動，讓孩子加深了對《風的成因》這節課的認識理念，也在自我查閱資料過程中，彌補了許多探究課程中的遺憾。這樣開放性的探究學習，更能彰顯學生的個性，讓學生的身心真正融入到課堂學習中，使學生對知識的感性認識和理性認識進行完美的結合，更有利于學生對知識的理解和應用。在理性與感性的交融中，知道了風對于人類有利作用和有害作用。也為初中地理季風氣候的學習，提供了最美最好的“留白”。讓不同層次的學生都有不同程度的提高，培養學生的創新意識和實踐能力，提高學生的科學思維能力。

未來的人才，不僅要具有扎實的專業知識和技能，更應該具有一定的創新意識和創造能力。而深層次的教學，從問題的產生到解決，學生都親自經歷，學生從中獲得了知識、形成了認識、掌握了技能、加強了思維、培養了情趣、提高了能力，促進了其科學素質的提高和個性的發展。隨著科技時代的物換星移，智能教育平臺層也出不窮，我們只有不停的探尋，不停地追索，要將教育的創新性融于小學科學教學的骨血中，發展真正為生服務，為中國特色社會主義教育所服務的新途徑和新方式，發展學科特色和提高業務能力的同時，也能夠不斷學習呢新技術新理念。只有這樣才能更好的把課堂效能發揮得淋漓盡致。