人工智能時(shí)代背景下小學(xué)科學(xué)教育的變革

馬燕子

摘要：人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)于課堂教育有著很大的影響。它對(duì)教師的教學(xué)思想、課堂教學(xué)活動(dòng)及課堂評(píng)價(jià)等方面都有著積極推動(dòng)的作用。教師要以一種接納和包容的心態(tài)去面對(duì)人工智能技術(shù)在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中的運(yùn)用。本文通過(guò)闡述人工智能時(shí)代下小學(xué)教育科學(xué)教育改革的重大意義，探索該時(shí)代背景下小學(xué)教育科學(xué)教育變革相關(guān)戰(zhàn)略，為實(shí)施科技帶給教學(xué)所帶來(lái)的美好教育愿景指明方向。

關(guān)鍵詞：人工智能時(shí)代;小學(xué)科學(xué)教育;課堂教學(xué);改革

引言

新課程標(biāo)準(zhǔn)明確教育的智能化發(fā)展應(yīng)以“挖掘?qū)W生的潛能、激發(fā)學(xué)生的興趣、引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和實(shí)現(xiàn)學(xué)生的價(jià)值”為教學(xué)目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)大數(shù)據(jù)和人工智能必須對(duì)教育和課堂教學(xué)充分發(fā)揮其有效的積極作用。通過(guò)計(jì)算機(jī)化、智能化管理等信息化技術(shù)，可以關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，對(duì)學(xué)生的發(fā)展進(jìn)行有效監(jiān)控和評(píng)價(jià)，為每個(gè)學(xué)生生成準(zhǔn)確的發(fā)展報(bào)告，以更好地改進(jìn)和完善教學(xué)質(zhì)量。

一、人工智能時(shí)代小學(xué)教育科學(xué)教育改革的必然性

信息化技術(shù)對(duì)課堂教學(xué)的影響非常巨大，從技術(shù)的使用到學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，再到教師教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變和學(xué)校體制改革，信息技術(shù)為他們的有效發(fā)展提供技術(shù)和理論支持。信息技術(shù)已成為課堂教學(xué)的一部分，它與課堂教學(xué)的融合使教學(xué)和學(xué)習(xí)都發(fā)生質(zhì)和量的改變。在教育信息化的進(jìn)程中，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的快速發(fā)展，以新的教育形式不斷涌入課堂，為創(chuàng)新型教學(xué)的發(fā)展指明方向。隨著以互聯(lián)網(wǎng)為代表的數(shù)字時(shí)代的到來(lái)，課堂教學(xué)轉(zhuǎn)型已成必然，課堂從單向課堂演變?yōu)殡p向課堂，學(xué)生學(xué)習(xí)的空間維度不斷增加，教學(xué)效果也有很明顯的提高。

二、 人工智能時(shí)代基礎(chǔ)科學(xué)教育課堂改革的表現(xiàn)

（一）教師觀念的轉(zhuǎn)變：從認(rèn)識(shí)到行為的轉(zhuǎn)變

人工智能時(shí)代的小學(xué)科學(xué)要求教師要了解人工智能的具體特點(diǎn)，根據(jù)人工智能化的特征逐漸轉(zhuǎn)變教學(xué)理念和教學(xué)方法。傳統(tǒng)教學(xué)理念與人工智能時(shí)代精準(zhǔn)分析、個(gè)性化指導(dǎo)、深度教學(xué)等觀念之間的沖突與矛盾，迫使教師不斷的理解和適應(yīng)人工智能化教學(xué)，在適應(yīng)中學(xué)會(huì)轉(zhuǎn)變。在智能化教學(xué)中，教師是課堂教學(xué)的設(shè)計(jì)者和引導(dǎo)者，是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的分析和發(fā)展的評(píng)估者。例如：教師將人工智能技術(shù)引入課堂，給小學(xué)生創(chuàng)造出更真實(shí)的森林體驗(yàn)，教師利用現(xiàn)代技術(shù)拍攝各種森林場(chǎng)景和特殊的動(dòng)植物，制作不同的情景化、互動(dòng)式的VR視頻，讓學(xué)生從多角度感受和提體森林意境[1]。

（二）教學(xué)主體的轉(zhuǎn)變：從一元化到多元化的轉(zhuǎn)變

人工智能時(shí)代的各種技術(shù)將在小學(xué)科學(xué)教育中層出不窮，課堂中主體與客體的相互依存和互動(dòng)必然會(huì)因現(xiàn)實(shí)而發(fā)生變化。人工智能時(shí)代的信息和數(shù)字技術(shù)比多媒體教育資源豐富得多，例如，平板電腦、便攜式設(shè)備、數(shù)字實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、記錄設(shè)備和學(xué)習(xí)過(guò)程分析等?？萍荚谡n堂上有了新的意義和內(nèi)涵。課堂中主客體的交流與互動(dòng)已經(jīng)從面對(duì)面的“師生”形式轉(zhuǎn)變?yōu)槌綍r(shí)空限制的多種交流形式。例如，教師使用數(shù)字實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和平板電腦進(jìn)行教學(xué)。在整個(gè)探索過(guò)程中，學(xué)生不僅要注意數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的組裝，還要在平板電腦上確認(rèn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄。在后續(xù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和交流中，教師通過(guò)控制終端檢索各組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步引導(dǎo)有問(wèn)題的小組，師生互動(dòng)變成師生互動(dòng)。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)設(shè)備與智能數(shù)據(jù)記錄終端交互。人工智能技術(shù)已經(jīng)成為課堂上除師生之外的另一個(gè)對(duì)象。師生圍繞人工智能技術(shù)開(kāi)展一系列的研究活動(dòng)。

（三）教育內(nèi)容的轉(zhuǎn)變：物化與智能化的有效體現(xiàn)

隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，教育內(nèi)容也發(fā)生很大變革。紙質(zhì)教科書(shū)與電子教科書(shū)的疊加、融合甚至替代，使基礎(chǔ)科學(xué)課程教育的內(nèi)容不斷地組織、表達(dá)與呈現(xiàn)及教學(xué)方式不斷地拓展與擴(kuò)充。同時(shí)，隨著信息化和人工智能技術(shù)的發(fā)展，教育內(nèi)容的個(gè)性化、特色化表達(dá)也越來(lái)越明顯。不同年齡段的學(xué)生對(duì)于教科書(shū)所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容與格式也許會(huì)有很大的差異。在我國(guó)中小學(xué)的科學(xué)教育中，除具備能夠替換傳統(tǒng)紙質(zhì)課本的數(shù)字化教學(xué)課本和有趣生動(dòng)的視覺(jué)影像等多媒體信息資源外，還能夠借助ar、vr和3d技術(shù)來(lái)打造模型進(jìn)行實(shí)踐性的教學(xué)。教師在進(jìn)行宇宙知識(shí)的教學(xué)時(shí)，可以利用VR技術(shù)把難以理解行星位置與其運(yùn)動(dòng)規(guī)律表現(xiàn)出來(lái)，讓學(xué)生們能夠親自體驗(yàn)，感受人類的渺小與宇宙的浩瀚，教學(xué)的有效性也因此得到很大的提高[2]。

（四）課堂評(píng)價(jià)改革：精準(zhǔn)個(gè)性化評(píng)估分析

目前，小學(xué)科學(xué)強(qiáng)調(diào)基于課程標(biāo)準(zhǔn)的有效評(píng)估。在課堂教學(xué)中，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)逐漸成為常態(tài)。對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)有多種方式，但是，由于受學(xué)生數(shù)目、師資精力和技術(shù)的限制等因素影響，很難進(jìn)行個(gè)性化和準(zhǔn)確的評(píng)估。運(yùn)用人工智能技術(shù)的課堂教學(xué)和學(xué)習(xí)評(píng)估，可以全面地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的知識(shí)建構(gòu)和科研教學(xué)，還可以掌握學(xué)生的情緒和心理狀態(tài)，了解學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)傾向、個(gè)性特點(diǎn)等，為系統(tǒng)化、動(dòng)態(tài)化和綜合評(píng)價(jià)提供量化依據(jù)，進(jìn)而評(píng)判課堂教學(xué)效果，為教師教學(xué)的調(diào)整和改進(jìn)提供依據(jù)。

總結(jié)

隨著人工智能化的不斷變革，課堂教學(xué)必然會(huì)隨之產(chǎn)生一定的變化。在基礎(chǔ)科學(xué)課程中靈活應(yīng)用人工智能技術(shù)給教學(xué)帶來(lái)更廣闊的發(fā)展空間，信息技術(shù)的教學(xué)優(yōu)勢(shì)已經(jīng)得到學(xué)校、教師和家長(zhǎng)的有效肯定和贊揚(yáng)。然而，在課堂教學(xué)中應(yīng)用人工智能化技術(shù)仍然處于發(fā)展時(shí)期，還需要教師對(duì)小學(xué)科學(xué)的變革不斷研究和探索，為教育帶來(lái)更多革命性的變化。

參考資料

[1]史加祥.人工智能時(shí)代背景下小學(xué)科學(xué)教育的變革與堅(jiān)守[J].課程.教材.教法，2020，40（04）：120-125.

[2]王婷.活動(dòng)開(kāi)展 有效變革——淺析小學(xué)科學(xué)教學(xué)中活動(dòng)開(kāi)展的思路[J].考試周刊，2019（43）：27.