人工智能：小學科學課實踐新資源

牛三波（河北保定師范附屬學校）

人工智能是一門新的技術科學。教師首先積極主動地調整自身發展，借力人工智能的技術，實現教育教學的功能轉變，提高教學水平，啟迪學生的智慧。人工智能科技的春天已經到來，讓人工智能為小學科學教育服務，提高學生科學素養，走向未來高品質素質教育。

一、實現學習互動無邊界

人工智能融入小學科學探究實踐，直接影響科學教育的魅力，為學生提供真實有效的探究學習。通過采用“情景式、啟發式、激趣式、游戲式導入”方法，親歷探究過程，引導學生依據解決問題的線索進行探究學習，培養學生的科學素養和綜合能力。

例如，在講授六年級科學《自行車上的簡單機械》時，引入人工智能科技視頻，讓學生仔細觀看。隨著一個個零件的出現，機器人的手臂在電腦的控制下，上下翻舞、火花四濺，一會功夫，只見學生瞪大了眼睛，原來一輛輕捷自行車成型了。自動化的生產流水線太神奇了，不知疲倦地日夜生產，不僅解放了勞動力，還節約了成本。同學們大開眼界，認識到未來的世界是人工智能科技的世界，學生的學習興趣非常濃厚。

另外，教學中運用人工智能科技模擬實驗過程，比如在五下科學《擺的研究》一課中，逼真地重現傅科擺的過程。在模擬實驗中，設定不同的擺幅，測定單位內不同擺長的擺振動的次數，與學生自己手工制作的擺的研究裝置實驗形成比較，時間的精準、擺長的精準，學生有不同的感受，既鍛煉了動手能力，又有實驗對比效果，學生對擺的知識一下子了然于胸，使得科學實驗教學操作更準確，探究過程更清晰。

在我校的科技創客中心，學生學習氛圍濃厚，各學生創客空間利用人工智能科技，采用線上線下混合學習的方式，通過線上發布創意構想，線上討論交流，線下制訂方案，線上提交方案，線下制作作品，線上展示作品，進行跨學科的研討交流，形成附校創客社區，成為孩子的科技樂園，突破原有學習空間，創新出科學研討的新途徑。

二、促進教育資源內容多樣化

我們知道，小學科學課程內容以學生能夠感知的物質科學、生命科學、地球與宇宙科學、技術與工程中一些比較直觀學生有興趣參與的重要內容為載體，培養學生對科學的興趣、正確的思維方式和學習習慣。

人工智能科技為教育資源載體提供更豐富的內容素材，有小學科學直觀逼真的動畫資源，高清、真實的優質數字化科學教育資源，以及學生的評價、學習系統資源、探究的過程資源等等，拓展和豐富了教育資源的形式，人工智能科技本質就是機器在知識的存儲、傳播、執行和檢索方面取得了巨大的優勢，為小學科學教育提供智力支持和物質技術保證。

毋庸置疑，人工智能科技的強大功能是無法比擬的，小學科學借助人工智能，提前為學生提供豐富的知識素材儲備，優質教學內容的直觀展示，科學變化的數字化視頻以及教學圖片等，課后復習知識提煉總結，甚至可以為學生提供科學試驗和科學探究的模擬過程，幫助學生完成基礎科學知識、實驗操作和知識的鞏固，幫助學生透過現象看本質，讓學生快樂學習。

我校利用人工智能科技，開設學生喜歡的XR編程課程，與VR眼鏡配套，制作學生自己的科技作品。XR編程就是把我們學過的科學知識與人工智能編程技能相結合，制作出好玩有趣的編程作品，如森林系統、地球的四季、曹沖稱象的過程、化繭成蝶的過程、未來的橋梁等作品，再把作品上傳到VR眼鏡，體驗作品在真實的虛擬世界里的情景，特別有趣。孩子們的作品也成為學習科學資料的重要組成部分。

三、延伸課堂的深度

人工智能科技可以幫助教師重塑課堂的多彩形態，創新教學多元模式，融入人工智能科技，讓科學課堂體現探究和動手，模擬實驗、模擬飛行、動感體驗、動態視頻、動手制作、創意金點子、科學“小達人”、創新小能手，小學科學課堂活起來了。并且，融入人工智能科技的科學課堂還需要學生學會合作、主動學習，學生要敢于表達自己的所思、所想、所作、所為，樹立堅定的信心，從而進一步促進了學生深度學習。通過師生的深度交流，培養學生的綜合素質。

在我?！皬堄窨萍佳芯吭骸?，充分利用人工智能科技，逐漸建立了玩中學、做中學，跨學科的學習社區。來自1～9年級的具有不同特點的學生，在老師的帶領下，按照不同的學習興趣和特長組成了探究空間，創建了我校學生創客小聯盟，形成高年級學長對低年級同學帶研究課題、帶方案設計、帶研究方法、帶項目成果的四帶動模式，互相促進，形成比學趕超的“科學學習場”，拉伸了科學課堂的廣度。

新時代的科學教師對融入人工智能科技的小學科學課堂要經常進行必要的總結反思，并逐漸掌握人工智能技術的應用，思考人工智能對我們科學課的輻射帶動作用。創新科學探究實驗課堂，利用已掌握的人工智能技術，下力氣提高人工智能科技應用水平，豐富課堂的內涵，煥發小學科學的勃勃生機。人工智能科技是師生教育教學過程中的潤滑劑，為人工智能科技與小學科學教育互相促進帶來共贏。

人工智能科技融入科學教育，加速小學科學教育的變革，從以教師“教”變為學生“學”，課堂從以師為中心變為以生為中心，從單向傳授知識變為多向互動的學習知識。課堂通過人工智能科技的助力，學生會主動發現問題、提出問題，解決問題，積極去探索、解決、提升。

四、點亮學生夢想

眾所周知，小學科學教育日益重要，小學科學課程是一門基礎性、實踐性、綜合性課程，內容豐富多彩。我校積極進行學生機器人教學，培養學生的思維能力。讓學生動手操作模擬飛行器，體驗飛行的樂趣；計算機編程課程，讓學生樂在其中，開闊了學生的視野。六年級科學課程中有關認識太陽系、月相的變化、四季的變化、在星空中、日食與月食、微小世界等內容。這些神奇的現象，有了人工智能技術的支持和全方位的動感呈現，對學生學習來說，非常有用，有趣。人工智能科技為教育教學和探究學習過程提供的增強和幫助作用，必將創新出更多的優秀學習案例。隨著人工智能的發展，兩者的互相影響日益加深，共同為小學生學習科學文化知識提供持久動力，點亮學生科學夢想。人工智能融入小學科學，促進科技老師提高小學科學的教學效果，師生“身臨其境”，課堂不再死氣沉沉，樂學、好學、玩中學、做中學，學生“樂”在其中。

人工智能時代已經到來，小學科學教育，承擔著培養學生科學素養的重任，只要我們開闊視野，融合優質教育資源，將“人工智能科技”的理念和實踐帶給孩子們，就一定能夠啟迪學生智慧、創造嶄新未來。