人工智能時代背景下小學(xué)科學(xué)教育的變革

施珍丹

摘要：隨著社會科學(xué)的發(fā)展，人們已經(jīng)進(jìn)入到人工智能時代，人工信息智能技術(shù)的飛速發(fā)展對小學(xué)科學(xué)教育產(chǎn)生了歷史性變革。本文通過對人工智能時代背景下小學(xué)科學(xué)教育變革研究，探討信息智能化對小學(xué)科學(xué)教育變革的重要意義，從而為指導(dǎo)教師如何展開培養(yǎng)綜合素質(zhì)人才工作指明方向。

關(guān)鍵詞：人工智能;小學(xué)科學(xué);教育;變革

引言：

近年來，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展和突飛猛進(jìn)，智能信息化已經(jīng)滲透到生活的各個方面，尤其是在學(xué)校教學(xué)中的應(yīng)用，給中國教育事業(yè)的發(fā)展指明了新的發(fā)展道路。因此，為了實現(xiàn)智能時代下新型教育模式的廣泛應(yīng)用，教師應(yīng)更加明確教育責(zé)任和教學(xué)目標(biāo)，對人工智能技術(shù)持開放包容態(tài)度，為今后的素質(zhì)教育發(fā)展奠定堅實的理論基礎(chǔ)。

一、人工智能時代小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)變革必要性

隨著數(shù)字化時代發(fā)展，信息智能化技術(shù)對課堂教學(xué)的產(chǎn)生了非常大的影響。為了持續(xù)深化小學(xué)科學(xué)教育教學(xué)改革，就需要教師將小學(xué)課堂從單向教育變?yōu)殡p向教育，不斷增加學(xué)生學(xué)習(xí)空間、拓展應(yīng)用范圍，以此來提高學(xué)生的科學(xué)思維能力和探索科學(xué)目標(biāo)能力。所以說，數(shù)字化信息技術(shù)融入到小學(xué)科學(xué)課程的過程中是實現(xiàn)課程價值的體現(xiàn)，是小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)變革的必然。

二、人工智能時代小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)變革的對策

1.從認(rèn)識到行為的自然轉(zhuǎn)變

在人工智能時代的小學(xué)科學(xué)課程教學(xué)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(xué)觀念，又要將人工智能化應(yīng)用于教學(xué)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(xué)科學(xué)教師有意識的消除傳統(tǒng)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(guān)的信息化技術(shù)應(yīng)用到實踐中來，從而實現(xiàn)教師從主觀教學(xué)觀念到客觀教學(xué)行為的必然轉(zhuǎn)變。例如：教師可以根據(jù)教學(xué)需要，及時將人工智能技術(shù)引入課堂。為了給學(xué)生創(chuàng)造一個更加真實的森林環(huán)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(xué)生獲得在常規(guī)教學(xué)中得不到的體驗。從中我們可以看出，知識的網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)化讓學(xué)習(xí)內(nèi)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(xiàn)。

2.一元至多元的發(fā)展

傳統(tǒng)的小學(xué)科學(xué)教學(xué)模式是基于教師和學(xué)生之間的溝通交流，而人工智能時代下的小學(xué)科學(xué)教育模式是通過數(shù)字化設(shè)備和多媒體資源整合，將知識教授給學(xué)生。從中，我們看出，數(shù)字化教學(xué)的多樣性決定了傳授知識的主體已經(jīng)不是單一的教師，而是由教師和多媒體共同教學(xué)，因此，作為學(xué)生這個傳授客體接收到的信息由原本的紙質(zhì)教材拓展至更豐富更多樣的數(shù)字化影像教材。例如：小學(xué)三年級科學(xué)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(tài)小視頻進(jìn)行演繹，并且將春天要生長的一些植物圖片保存做好相關(guān)的影視資料，聲情并茂的講述天氣和植物之間的關(guān)系，引發(fā)學(xué)生對大自然的熱愛和探討。通過在課堂加入數(shù)字化信息技術(shù)，使小學(xué)科學(xué)課堂發(fā)生了一元至多元的發(fā)展性變化。

3.物理化和智能化同時展現(xiàn)

隨著人工智能時代的變化，學(xué)校的教學(xué)也逐步由二維向三維轉(zhuǎn)變。教學(xué)實現(xiàn)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(xué)內(nèi)容的更加豐富多樣。在小學(xué)科學(xué)實際教學(xué)中，教育模式除了替代紙質(zhì)教材的數(shù)字教材、有趣模擬聲音、高清教學(xué)圖片、動態(tài)視頻等媒體資源外，還利用AR、VR、3D等技術(shù)構(gòu)建模型。例如，當(dāng)教學(xué)內(nèi)容相關(guān)宇宙世界時，有些教師就可以使用虛擬數(shù)字信息化技術(shù)，將宇宙的形態(tài)、宇宙和地球的關(guān)系及其位置和運動狀態(tài)等等相關(guān)的宇宙知識用視頻播放出來，生動有趣的演繹宇宙，這樣，學(xué)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(xué)的有效性和教學(xué)的目標(biāo)性有一定指導(dǎo)意義。

4.個性評價分析已成趨勢

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

總結(jié)：

人工智能時代下的小學(xué)科學(xué)教學(xué)并不是一項簡單的信息技術(shù)應(yīng)用，而是需要教師綜合性的考量。通過智能信息化在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的實際應(yīng)用的研究，使我們清楚的認(rèn)識到科學(xué)教育變革的重要意義，要想重構(gòu)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(shù)、創(chuàng)新教育體制、緊跟智能時代的發(fā)展，為完善小學(xué)科學(xué)教育的發(fā)展變革作出更大的努力。

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