基于人工智能的小學科學教學改革探究

吳德友

摘??要：人工智能是研究計算機模擬人的智能的學科，是計算機學科的核心課程之一，在當前人工智能課程教學中，實驗課是十分重要的環節，是對課程知識內容的實踐延伸，通過實踐課程能夠深化學生對于人工智能的認識，提高學生實踐操作能力，因此，基于人工智能的小學科學是人工智能必不可少的環節。

關鍵詞：人工智能;小學科學;教學改革

1基于人工智能的小學科學教學中存在的問題

1.1集中式的教學方法

隨著新課改的深入，集中式的教學方式的弊端逐漸暴露出來，新時期教學注重學生的主體地位，教學活動要在學生基礎上開展，而集中式的課堂教學不能夠兼顧學生實際的知識水平與實踐操作能力，也忽視了學生的個性發展，在教學時，統一管理很容易使學生失去積極性。學生之間存在差異，在理論知識的學習與實踐操作能力上都具有不同的水平，教師在教學時沒有對學生實際情況進行分析，導致學生在實驗時遇到各種各樣的困難，不但使課堂逐漸流于形式，而且降低了學生的學習熱情，久而久之產生厭棄心理，對課堂的發展十分不利。

1.2單一化的評價方法

長期以來，基于人工智能的小學科學的教學評價都是以教師為主，依據學生的實驗操作結果與實驗報告進行評價，這種評價方法具有單一性。課堂教學的評價應當將實驗過程作為更重要的參考依據，而只注重實驗結果與實驗報告的評價方式不能有效檢測出學生人工智能相關的實踐操作能力，這主要體現在一部分學生自身缺乏自律性，在課堂上對實驗過程敷衍了事，在實驗結束后抄襲他人的實驗結果數據與實驗報告，更有些學生在課堂上不進行實驗，這導致人工智能課堂的教學流于形式，不能達到預期的教學目標。除此之外，由教師作為評價主體的評價模式忽視了學生的自主學習，沒有學生互評環節導致教學環節缺乏自主性與民主性，不能夠激發學生學習的積極性。

2基于人工智能的小學科學教學改革方法

2.1改變教學方法，提升學生積極性

基于人工智能的小學科學教學改革最主要的是要改革當前教學方法，傳統的教學方法以教師為主體，學生被動接受知識，在基于人工智能的小學科學教學中則體現為教師演示實驗過程，學生跟隨教師實驗。在這種教學方式下，學生只是重復教師的實驗，沒有自主創新的過程，課堂流于形式。因此，需要對教學方法進行改革，教師應當以學生為中心，重視學生的自主實驗。在課堂上，學生應當是實驗的執行者，教師作為引導者的主要任務是確定實驗目標、制定實驗計劃與進行實驗考核。除此之外，基于人工智能的小學科學教學可以帶入沉默教學法，沉默教學法強調發現與創造知識，應用在基于人工智能的小學科學教學中則體現為教師減少實驗指導，由學生自己在試驗中通過動手操作提升實踐操作與自主思考能力，使其更快掌握運用知識的能力。沉默教學法的優點在于強調學生的主體地位，能夠促進學生對知識的理解與掌握，提升學生自主學習的能力，培養了學生的自主性與創新思維。而其缺點則在于忽視了教師的引導作用，影響了學生學習的準確性。在實際的教學中，可以將雙主體的教學理念與沉默教學法結合起來，以雙主體教學理念為基礎，在某些實驗環節采用沉默教學法。在實際教學時，教師規定實驗內容與實驗要求，而具體的實驗方法與流程等由學生自主探究，激發學生自主思考，學生依照自己的思路進行實驗，不但能提升自主學習的能力，還能夠激發試驗積極性，使其在試驗中有更多收獲。教師在指導實驗時不必強調太多實驗要點，要讓學生依據所學知識進行實驗，這不但是學生對于自身知識的印證，也是一個查漏補缺的過程，除此以外，學生通過自主編程與資源搜索能夠實現創新實驗，培養學生的創新意識。在實驗評定時，教師先讓學生對自己的實驗過程與實驗結果展開自評，再提出自己的觀點，這樣使學生在梳理自身知識的基礎上通過教師評定完成實驗鑒定。

2.2改革實驗模式

在基于人工智能的小學科學教學中，教師要認識到學生主體的差異性，在傳統集中式教學的基礎上進行改進，教師在制定實驗題目時要考慮到學生之間的差異，在統一的實驗大綱指引下，設定開放式的實驗題目，使學生能夠由簡到難、一步步推進實驗，通過不斷探索，一層層提高自己的實驗目標，這樣不僅便于教師統一管理，還有助于學生全員參與。如在產生式推理系統的實驗教學中，教師將動物識別系統作為例證，讓學生用編程語言建造規則與數據庫，開發推理機。在實驗中，教師要提供多種動物識別系統例證，讓學生依據復雜程度自行選擇，使每個學生都能夠完成產生式系統推理實驗。

2.3科研與實驗相結合

隨著計算機的普及，小學生對新事物的興趣更加強烈，人工智能教學領域的學生不僅對書本知識有所要求，還渴望科研創新。當前基于人工智能的小學科學只是對學生進行了解性的教學，對于具體應用教學也只是讓學生從課本上了解，而將課堂與科研結合讓學生在實驗時明白實驗意義，能夠有效調動學生學習的積極性，因此，教師要將科研課題與實驗教學結合起來，促進課堂的改革發展。教師在課堂上結合科研課題總結課堂題與內容，由學生自主選擇課題，在教師的引導下完成實驗。學生在實驗時思考的是解決實際應用問題的方法，這種課堂教學模式將理論與實際結合起來，全面培養學生的知識與能力。

2.4改善評價方法

教學評價是基于人工智能的小學科學的重要環節，科學的評價方式能夠檢測出學生在課堂上的收獲，保證評價結果真實、有效，能夠保證依據評價結果做出的各項調整有科學依據，也是檢測教師實際課堂引導水平的重要依據。科學的評價應當包括學生自評、互評與教師評定，評級內容應當包括實驗過程評價、實驗方法評價、實驗能力評價與實驗結果評價。學生自評能夠使學生發現自身不足，互評能夠使學生之間互動交流，從而發現問題或者學習經驗，教師評定能夠幫助學生發現問題，從而改進自己的實驗策略。

結束語

面對當前的小學科學教學問題，教師要緊跟教學改革步伐，及時改進教學方法，促進基于人工智能的小學科學的發展，為我國培養更多的應用型人才。

參考文獻

[1]??王飛躍.如何培養人工智能人才：從平行教學到智慧教育[J].科技導報，2018（11）：9-12.