用ChatGPT助推教學智慧化

李勝

〔摘? ? 要〕? 本文以小學科學課堂為背景，探討了ChatGPT在小學科學教學中的應用，并從教學目標、教學內容、教學方法等方面，進行詳細闡述和分析。本文探討了ChatGPT在小學科學教學中使用的注意事項和未來發展方向，旨在為小學科學教師提供有益的參考和幫助。

〔關鍵詞〕? 小學科學；ChatGPT；課堂教學

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻標識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 03? ? 028-030

在小學課堂教學中，采用交互式、個性化的教學模式最能滿足學生的學習需求，激發他們對知識的探索和興趣的培養。近年來，人工智能技術的應用進一步優化了教育教學的模式，打破了時間、空間等限制，增強了學生的學習體驗。在科學教育方面，ChatGPT就是一種先進的人工智能技術。它以語言為媒介，通過自然語言處理技術，對學生的提問進行智能回答，幫助學生快速獲取科學知識，激發他們對科學探究的興趣。

一、ChatGPT的原理和功能

ChatGPT是一種基于自然語言處理技術的人工智能，也叫基于大規模預訓練的語言模型。GPT全稱為Generative?Pre-training?Transformer，是一種預訓練的文本生成模型，它是由Google公司開發的一種自然語言處理技術。ChatGPT是在GPT基礎之上，通過迭代訓練產生的、能夠對人類自然語言進行預測，并基于這個預測自動生成新的語言輸出。ChatGPT的原理是通過輸入課堂講解中的問題或話題，根據訓練庫中收集到的大量語言數據，對問題或話題進行深度學習，從而能快速生成相應的回答，達到智能化問答的效果。

二、ChatGPT在小學科學課堂教學中的應用方式

ChatGPT在小學科學課堂上的應用方式主要可以分為三類。

（一）交互式教學

教師可以利用ChatGPT進行問答式的交互式教學，幫助學生理解科學知識，激發學生學習興趣。教師可以通過讓學生向ChatGPT提問，使學生在課堂上與ChatGPT互動，增強學生的學習快感和記憶效果。

教師通過使用ChatGPT，和學生可以輕松實現問題和回答的快速交流，幫助學生加深對太陽系的認識，促進學生自主學習。

（二）實驗指導

ChatGPT還可以作為小學科學實驗的指導助手，為學生提供操作步驟和注意事項等信息，增強學生的實驗能力和操作技能，提高實驗的安全性和可靠性。通過使用ChatGPT，可以大大提高小學生的實驗能力，同時，也可以降低實驗過程中的安全風險。

教師可以通過使用ChatGPT來輔助實驗，從而讓學生更好地了解靜電的概念和特征。教師可以讓學生在實驗過程中輸入他們想問的問題，同時引導他們觀察實驗結果，并結合ChatGPT的指導分析實驗結果。

例如：

學生1：怎樣讓一根橡皮棒變得有電？

ChatGPT：一個普遍的方法是用一條絲線將橡皮棒系在手指上，然后將橡皮棒在絨毛或毛皮上摩擦數十秒鐘。摩擦紡織品會帶上一些電子，轉移給橡皮棒。當橡皮棒接觸一些會被激發的物體，如頭發，這些電子就傳遞到那些物體上，使物體帶電。

學生2：為什么會發生這種現象？

ChatGPT：這是因為摩擦不僅將電子從一個物體轉移到另一個物體，同時也會將電子從一個原子轉移到另一個原子。在靠近表面或表面上的原子中，電子可以被完整地轉移，因而會帶走帶電物質上面的電子，這樣帶上了負電。

教師可以通過ChatGPT輔助學生理解并解釋一些實驗現象，使學生更好地掌握和理解實驗的原理和方法，從而提高他們的實驗水平和探究精神。ChatGPT可以幫助科學教師在課堂教學中實現交互式和個性化的教學，從而更好地滿足學生的個性化需求，促進學生的自主學習能力和科學素養的發展。

（三）課前預習

利用ChatGPT進行小學科學課的課前預習可以幫助學生更好地理解科學知識，培養他們的學習興趣和探究能力。

教師可以給學生預留時間，讓他們在課前自行對科學知識進行預習和學習。學生可以使用ChatGPT檢索相關科學知識，或根據自己對課程的理解和學習需求自主提出問題讓ChatGPT回答。

教師在課前會布置一些閱讀材料，例如相關的科普文章或練習題，要求學生在課前預習。學生可以使用ChatGPT進行交互式問答，在學習過程中加深問題的理解，提高學習效率。教師也可提供及時幫助和指導，讓學生更好地學習和探究。

教師可以為學生布置一些探究性的任務，讓他們通過自主探索和發現來提高科學學習的興趣和深度。學生可以使用ChatGPT查找資料和解釋相關概念，以及根據自己的發現進行提問和探究。教師同時也可以實時答疑解惑，從而提高學生的自主學習和探究能力。

利用ChatGPT進行小學科學課的課前預習，可以提高學生的學習效率和自主探究能力，同時也能夠加深學生對科學知識的理解和記憶，推進科學課的課堂教學模式向智慧化以及探究導向轉變。

三、ChatGPT在小學科學課堂上的優勢

（一）加強交互性

ChatGPT相較于傳統的教學方式，能夠更好地與學生進行互動，更好地促進科學知識的交流和學習，同時也能增強學生的學習興趣，激發學生的學習熱情，提高課堂效率。ChatGPT仿佛是一個新奇的“玩具”，能夠帶給學生不同尋常的體驗。在與ChatGPT交流過程中，學生可以非常直觀地感受到人工智能的“魔法”。這將極大地激發學生的好奇心，增強學生的學習熱情和動力。

（二）提高學習效果

ChatGPT為學生提供了便利的學習環境和學習方式。ChatGPT可以通過各種方式提高科學教育的效果。首先，ChatGPT具有在線學習的特點，學生可以隨時隨地與它交流，不論是在學校還是在家都可以使用ChatGPT獲取科學知識；其次，ChatGPT可以為學生提供量身定制的學習方案，無須顧及課堂時間和教學進度，教學更加貼合學生的需求；最后，ChatGPT可以根據學生的興趣和需求，組織課程內容，幫助學生更好地理解并吸收知識。

（三）延伸教學內容

科學教學目前主要由教師進行課堂授課，但是短短的授課時間很難覆蓋所有內容。ChatGPT作為一種在線學習工具，可以為教師補充課程內容，延伸教學內容，豐富學生的知識體驗。

（四）提升學生自主學習能力

ChatGPT可以作為一種“學習伴侶”，與學生一起學習。當學生有問題時，ChatGPT可以為學生提供答案，減少學生的困惑和疑惑，同時，ChatGPT也可以引導學生自主學習。通過與ChatGPT交流，學生可以得到更多自主思考的機會，并且慢慢建立起自己的知識體系。

（五）個性化教育

ChatGPT可以為不同學生提供個性化的教育方案。通過ChatGPT的交互性能，可以根據學生的年齡、知識水平、興趣和學習習慣等個性化要素，來定制課程，從而實現更加精準的教育。

（六）提高教學效率

教師利用ChatGPT進行科學知識的傳授和學生的問答式交流，能夠大大提高教學效率，同時減少教學成本和工作量，更好地發揮班級集體優勢。

四、ChatGPT在課堂教學中應用前的準備工作

（一）確定適合小學生的內容

教師需要根據小學生的年齡和學習水平，選擇合適的科學課程內容，并將其轉化成吸引人的、易于理解的語言，以便學生理解和記憶。

（二）準備好問題

在課堂上，教師可以在ChatGPT上預設一些問題，以檢查學生的學習進度，也可以讓學生自己提問并獲得答案。因此，在課前準備一些問題是非常有必要的。

（三）提前測試ChatGPT

在使用ChatGPT之前，教師需要熟悉該工具的使用方法，包括如何提問、如何分析答案等，確保ChatGPT能夠滿足課堂需求，并且能夠及時幫助小學生解決問題。

（四）培訓學生如何使用ChatGPT

大多數小學生都沒有使用聊天機器人的經驗，因此，教師需要在課前向學生介紹和培訓使用ChatGPT的基本知識。

（五）課堂上合理使用

教師需要適時地使用ChatGPT，一方面鼓勵學生積極探索科學知識，另一方面也需要控制使用的頻率，確保ChatGPT不能影響課堂的教學效果。

（六）準備應對問題

小學生對科學知識的理解和學習方法存在著很大的差異。如果出現了一些小問題，如學生提出了錯誤的問題或教師分析了錯誤的答案，教師需要準備好回答問題和糾正錯誤的策略。

五、ChatGPT在小學科學課堂的局限性

ChatGPT是一種基于人工智能技術的自然語言生成模型，可以自動生成類似人類所寫的文本。在小學科學課堂上，ChatGPT可以被用于幫助教師向學生傳遞知識，但是它也存在一些局限性。

（一）ChatGPT并不能很好地應對學生的個性化需求

ChatGPT的訓練數據和語言模型源于大型的語料庫，這使ChatGPT可以提供一定程度的人工智能。但是，訓練數據是網絡上的對話語言，而不是小學生科學課堂上的語言，因此難以理解學生在學習過程中的疑問和困惑。當學生的問題與預設的問題及答案不匹配時，ChatGPT可能會給出錯誤或不完整的答案，從而引導錯誤學習。ChatGPT所訓練的語言模型也不是專門針對小學科學課堂上所使用的語言模型，而是一個通用的語言模型，在小學科學教學中使用，可能會導致誤導和不準確的結論。

（二）與ChatGPT對話質量有限制

ChatGPT在語音識別和語義理解方面仍然存在一定的技術瓶頸，如果輸入的語句表述不清，可能會導致ChatGPT輸出的回答不準確，從而影響教學效果。

（三）ChatGPT是一種基于無監督學習的技術

這意味著，ChatGPT不會考慮其回答的準確性，而只是根據其模型學習的規律來生成回答。這會導致ChatGPT提供的回答不一定是正確的，而且無法確保每次生成的答案都是相同的。

（四）ChatGPT缺乏對實踐、實驗以及課堂互動的規劃

科學課堂旨在培養學生獨立思考和合作能力，讓學生通過實驗和觀察來探索世界。然而，ChatGPT不能為學生提供與這些活動相關的詳細指導，這可能會使學生難以真正地理解科學概念與原理。

（五）ChatGPT無法完成與感性認識相關的任務

在小學階段，科學課堂的任務之一就是幫助學生發展初步的科學觀察和思考能力。然而，ChatGPT不能理解學生科學觀察或探究的過程，也不知道如何幫助他們進行此類活動。ChatGPT只能回答文本式的問題。在小學科學教育中，有很多問題需要依賴視覺或實驗來回答。比如：“為什么天空是藍色的？”這個問題的答案就需要通過實驗來證明，而ChatGPT無法通過回答文字來展現實驗的結果。這就導致ChatGPT的應用范圍有限。

綜上所述，ChatGPT在小學科學教學中的應用具有一定的局限性。在實際應用中，應當考慮到其缺陷，盡量避免以上問題的出現。為此，我們需要加強對ChatGPT的監管，同時結合其他教學資源來輔助學生學習，以提高學生的科學素養。

參考文獻

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