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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。

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        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