人工智能助力精彩科学课堂

发表时间:2021/4/15   来源:《中小学教育》2021年3月1期   作者:陈巧芳
[导读] 随着时代的发展,科技在我们的生活中越来越重要,而人工智能作为当前科学技术发展中的一门前沿学科,也日渐渗透于我们的生活之中。同时,人工智能也深深影响着教育领域,目前,人工智能不断出现在课堂之中,如小学的科学教育,人工智能在教育中的实践与应用,不仅可以弥补当前中国中小学教育中的的一些问题,还可以推动我国的教育发展。

陈巧芳   福建省南平师范学校附属小学  福建  南平  353000
【摘要】随着时代的发展,科技在我们的生活中越来越重要,而人工智能作为当前科学技术发展中的一门前沿学科,也日渐渗透于我们的生活之中。同时,人工智能也深深影响着教育领域,目前,人工智能不断出现在课堂之中,如小学的科学教育,人工智能在教育中的实践与应用,不仅可以弥补当前中国中小学教育中的的一些问题,还可以推动我国的教育发展。
【关键词】人工智能;小学科学;实践
中图分类号:G652.2   文献标识码:A   文章编号:ISSN1001-2982 (2021)3-056-01

        随着当今科学技术的发展,人工智能的迅速发展也将深刻改变人类的社会生活,改变世界。小学生作为祖国的未来,因此在小学科学中渗透人工智能教育十分重要,这不仅会提高小学生的科学素养和综合能力,还对社会全面提高对人工智能的整体认知和应用水平起着重要作用。那么,如何将人工智能有效地渗透,当前的实践效果如何,这也已经成为当前广大教育者的新焦点。以下,将结合具体的教材内容,进行对小学科学渗透人工智能教育进行实践研究。
        一、优化使用人工智能先进设备
        先进的设备是上好小学科学课堂的重要基础。在小学科学课堂中的大量数据分析与计算和大量的科学实验,仅仅凭借教师用粉笔在黑板上描述是远远不够的,教师还要借助先进的人工智能设备和科学的器材,带领学生共同走进科学知识的海洋,亲身感受科学实验的魅力,而不是仅靠教师的口头叙述。
        例如,在小学科学三年级下册的教材之中,教师要让学生明白物体的直线运动和曲线运动,并且可以区分物体的直线运动和曲线运动。如果按照从前的教学,教师不仅要自己准备好器材,还要让学生准备大量的器材,如:直线轨道、曲线轨道、蓝色小球、红色小球、桶或筐、直尺、学生活动手册。而学生的准备情况是一个不稳定的因素,也许有一些学生会漏带或少带器材,甚至有一些学生根本没有准备好器材,这样会导致一些学生没有参与感,他们会扰乱课堂秩序,浪费其他学生的时间,拖长实验进度。
        但是,当教师借助人工智能设备时,这些问题都会游刃而解。教师与学生可以直接在设备上完成实验。但从当前的现实状况来看,很多发展落后和地理位置偏远的地区的小学,基础设施十分落后,更别提人工智能,也许很多教师都并不清楚什么是人工智能,人工智能设备该如何使用,那在学生的科学课程中渗透人工智能,也无从谈起。因此,国家教育部门应加大安装全国各地中小学的人工智能设备的力度,让全国各地的小学生们都可以了解当今的科技发展,感受科技在教学中的力量。
        二、培养小学生对科学的兴趣
        俗话说的好:“兴趣是一个人最好的教师”。教师要培养学生对科学学习的兴趣,带领学生在科学知识的海洋里遨游,让学生从心底真正爱上科学。教师不能仅仅是为了完成教学任务,为了教学方便,用枯燥的方式向学生讲解实验,传授概念和知识,为学生应付考试而学习。在实验的讲解过程中,教师可以充分利用信息化技术制作微课或动画,不仅让知识变得直观明了,更能激发学生对科学学习的兴趣。



        例如:在小学三年级的科学教材中的“水往高处走”实验,水往高处走在小学生们看来似乎是不可能的事情,他们会对这个实验非常感兴趣,他们会想“为什么水会往高处走,在生活中水不都是往低处走吗?”当这个实验已经引起了小学生们的好奇和感兴趣,教师可以使用教室中的多媒体,在电脑上向学生展示水往高处流的实际场景,并借助人工智能,向学生们模拟水往高处流的场景,让学生们思考水往高处流的原因,教师一步一步引导学生,去思考这个世界的规律。
        人工智能在小学科学课堂上的应用,不仅为教师缩短了准备器材的时间,也极大的为教师和学生做一些有趣的小实验提供了极大的便利,改变了从前只讲原理,不做实验的教学状况,同时也为学生提供了思考的空间,对促进他们的思维发展起了重要作用。
        三、熟练使用人工智能技术
        传统教学中,学生们上科学课做实验都会分小组,组队进行实验,面对一个
        班的多个小组,教师没有精力和时间一对一地指导各个小组的每位同学做实验,在这种情况下,即使有一些同学做实验的步骤和方法完全不对,教师也不会发现问题,并对学生的错误进行纠正。但是,当教师可以熟练得使用人工智能手段,这些问题也许都可以被一一解决。
        例如,当学生们需要完成小学科学六年级的天平测量实验时,教师可以利用人工智能技术,对学生做测量实验的过程进行录制,当学生的实验步骤过程有错误时,如砝码和物体的位置放反了、游码未归零、以及称量过程中没有调节平衡螺母,教师不仅可以及时发现学生们的错误步骤,并对学生们出现的错误及时纠正,还可以将学生们出现的典型错误进行视频共享,让其他学生观看,并提醒学生们不要再出现同样的错误。让每个学生都有参与感。
        教师对人工智能技术的熟练使用,不仅对教师自身的教学十分有益,可以极大程度提高教学水平,实时改进实验步骤,关心每一位同学的对实验掌握程度,总结学生们出现的错误,并整理记录,丰富自己的教学经验,还可以让学生有参与感,及时纠正错误,真正掌握科学知识和实验的原理。
        四、增强师生合作,共同实践
        一节优秀的科学课,教师要尽可能提起学生对科学知识的兴趣,并调动学生的积极性,引导学生对科学知识的思考,科学课更是如此。正因为科学课需要涉及很多的互动讨论和实践操作,因此常态科学课堂纪律是很多科学教师一个头疼的问题,每节课强调纪律费时费力,而且效果不明显。而人工智能能更好的促进师生互动,生生互动。诸多的课堂互动评价软件,教师能及时对学生的学习情况进行评价反馈,例如课堂纪律、小组合作、作业完成情况等,同时家长在家也能及时了解到学生的学习情况。这样的评价方式不仅可以有效的促进教师的教学,更能让学生有一定的竞争意识,从而培养良好的学习习惯和科学素养。
        总而言之,在小学科学渗透人工智能教育的实践研究中,教师是最为关键的执行者。但与此同时,国家教育部门要为小学打造完善先进的基础设施,为教师教学提供先进的硬件设施,教师将为国家人工智能发展培养种子选手。
参考文献:
[1]李俊.基于项目式学习的小学科学教学研究[J].文理导航(下旬),2021(04):2-3.
[2]王海燕.小学科学实践教学实施策略探究[J].学周刊,2021(13):45-46
[3]褚金岭,谢忠新.面向素养培育的中小学人工智能教育实践探索[J].中小学数字化教学,2021(04):10-13.
此论文系《小学科学渗透人工智能教育的实践研究》课题研究成果,立项证书编号:xxkxgg2020003

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