小學科學人工智能知識教學與研究

尤永光

摘要：人工智能對教學活動的影響十分深刻，涉及學習環境、學習資源、學習模式等方面的變革，滿足不同學習者多樣化的學習需求。通過小學科學教育特點和人工智能在小學科學課程中的應用，筆者構建了基于人工智能平臺的科學課程教學模式。該模式集“知識學習階段”“探究實踐階段”“評價反饋階段”和“總結反思階段”于一體，以學生全面發展為核心，旨在促進學生創造性思維水平的發展、創新實踐能力的提升。該教學模式強調學生的主體性，注重學生的參與。

關鍵詞：小學科學;人工智能;教學模式

人工智能可以為小學科學課程帶來深刻的影響，讓課堂更加智能化和個性化，甚至出現了自適應學習模式。小學科學教育和新技術的相互融合，必然會給小學科學教育帶來鮮明的變化，尤其是人工智能將會關注教學中更多的細節方面遠遠超越于以經驗為主的教育。人工智能正在潛移默化地影響著小學科學教育的發展。因此，探索應用型教學改革也十分重要。隨著人工智能對教學模式產生越來越深刻的影響，教師在教育方面的傳統思維將被改變，越來越支持基于人工智能下的教學應用探究。

一、知識學習階段

在人工智能時代，以教師、知識和書本為中心的傳統課堂模式將被拋棄，轉向個性化教學模式。首先，學習由被動向主動轉變，自主學習意識增強。每個人都是一個獨特的個體生命，每個人在學習方式、學習偏好和學習方法上都有很大的差異。根據學生愛好以及個性進行因材施教，以學生的需要為根本，智能化學習平臺會根據學習者的需求推送所求信息資源，包括微課程的制作、教學活動的設計等。微視頻內容是相關科學概念、原理等。

教師組織學生觀看微課程，大致了解所要學習的內容，激發學生思考，提出問題。教師答疑解惑，引導學生學習新知識。在教學中，教師需要規定探究要求，及其要完成的任務，提供人工智能平臺。教師給出主題，并不規定完成的形式，將探究的設計權與選擇權交給學生。在教師對各項要點、注意事項進行講解后，學生分小組分析問題、商量對策、設計探究計劃。學生協作確定實施方案，確定小組分工。在明確分工后，我們開始探索和實踐。教師引導學生傳授所學知識，從創造性的冒險性、挑戰性、好奇性、想象力四個外顯特征來激發學生進行創新實踐。在這一過程中，學生是學習和探究活動的主體，決定如何進行探究和實踐，掌握探究和實踐的過程。這個階段可以培養學生解決問題的能力。教師是整個探究實踐階段的引導者，學生是探究實踐的領導者。學生親身體驗探究實踐的全過程，小組合作完成探究方案的規劃設計和探究方案的實施開發。通過小組合作和積極實踐，培養學生的學習毅力，加深學生對科學知識的理解，提高學生應用遷移和解決實際問題的能力

二、評價反饋階段

教學評價在小學科學教學的全過程中起著調節和反饋的作用，可以促使教師獲取教學效果、改進教學方式、完善教學設計的有效手段，教師根據教學模式特點和科學課程的教學目標，在分析構建原則和評價指標的基礎上，列出了教學評價體系。

小學科學課程教學評價體系的構建，主要包括四部分原則。第一，強調評價內容的全面性。綜合利用各種手段全面、全員、全程地對學生進行多方面的評價。評價貫穿于教學的四個階段，形成性評價與終結性評價有效結合，最大限度地發揮評價的診斷與激勵等功能;第二，在評價過程中，教師應堅持客觀評價的科學性與可行性相統一的原則。無論評價者的態度、評價標準和方法，還是對最終結果的評價，都應確保符合客觀事實，不能添加個人情感或主觀判斷;第三，在評價過程中注重學生的發展。評價應以促進學生全面發展為目標，關注學生在不同時期的發展變化。我們不僅要評價學生所獲得的知識，還要從整體上評價學生的思維水平、認知能力、實踐技能和社會發展，尤其要注意學生原有水平的變化和提高;第四，評價過程中也應該關注學生的差異性，做到因材施教。教學評價的最終目的是通過評價使得每個學生都能得到提高和發展。在評估過程中，評估結果以學生可接受的形式呈現。努力幫助和引導學生進行自我評價、自我分析和自我調整。此外，在總結反思階段，需要教師和學生的共同反思。科學課堂教學結束后，教師引導學生進行自主反思，填寫反思量表。根據教學評價結果，教師用開放性的眼光進行回顧和分析教學設計，尋找新的教學方法，進而改進和提升教學效果。

綜上所述，近年來，人工智能技術提供的各種線上教學資源的學習平臺正在深刻影響著小學科學教學的發展。人工智能在小學科學教育領域的應用探索將會給小學教育帶來全新的變革和沖擊，從而促進教育的發展。教學模式的設計是讓學生在學習了基礎科學知識后，將所學知識應用到人工智能平臺上。通過這種教學模式，學生可以在參與科學探索和實踐活動的過程中，虛擬地形成和拓展自己的知識結構。完成任務的過程，不僅是他們實驗、論證、修正思想的過程，也是他們建構知識的過程。新構建的知識可以使學生探索并建立更為復雜的知識結構，從而形成學習知識和積累知識的良性循環。

參考文獻：

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