人工智能时代背景下小学科学教育的变革

施珍丹

摘要：随着社会科学的发展，人们已经进入到人工智能时代，人工信息智能技术的飞速发展对小学科学教育产生了历史性变革。本文通过对人工智能时代背景下小学科学教育变革研究，探讨信息智能化对小学科学教育变革的重要意义，从而为指导教师如何展开培养综合素质人才工作指明方向。

关键词：人工智能;小学科学;教育;变革

引言：

近年来，随着人工智能技术的发展和突飞猛进，智能信息化已经渗透到生活的各个方面，尤其是在学校教学中的应用，给中国教育事业的发展指明了新的发展道路。因此，为了实现智能时代下新型教育模式的广泛应用，教师应更加明确教育责任和教学目标，对人工智能技术持开放包容态度，为今后的素质教育发展奠定坚实的理论基础。

一、人工智能时代小学科学课堂教学变革必要性

随着数字化时代发展，信息智能化技术对课堂教学的产生了非常大的影响。为了持续深化小学科学教育教学改革，就需要教师将小学课堂从单向教育变为双向教育，不断增加学生学习空间、拓展应用范围，以此来提高学生的科学思维能力和探索科学目标能力。所以说，数字化信息技术融入到小学科学课程的过程中是实现课程价值的体现，是小学科学课堂教学变革的必然。

二、人工智能时代小学科学课堂教学变革的对策

1.从认识到行为的自然转变

在人工智能时代的小学科学课程教学中，教师首先要熟悉人工智能的本身特征，既要改变自己的教学观念，又要将人工智能化应用于教学实践。由于教师是改革的主要力量队伍，教师在不同变革时代是起着改革教育对象的作用，因此，就需要小学科学教师有意识的消除传统教育课堂观念和人工智能时代教育所要求的二者之间的矛盾，尝试着逐步将相关的信息化技术应用到实践中来，从而实现教师从主观教学观念到客观教学行为的必然转变。例如：教师可以根据教学需要，及时将人工智能技术引入课堂。为了给学生创造一个更加真实的森林环境体验，教师可以使用摄像机拍摄各种林场、拍摄大自然以及一些特殊的动物和植物，制作具有身临其境感受的VR视频，让学生获得在常规教学中得不到的体验。从中我们可以看出，知识的网络化、数据化让学习内容和信息接收变得越来越简单，这也是人工智能时代教师主观教育观念变革的重要体现。

2.一元至多元的发展

传统的小学科学教学模式是基于教师和学生之间的沟通交流，而人工智能时代下的小学科学教育模式是通过数字化设备和多媒体资源整合，将知识教授给学生。从中，我们看出，数字化教学的多样性决定了传授知识的主体已经不是单一的教师，而是由教师和多媒体共同教学，因此，作为学生这个传授客体接收到的信息由原本的纸质教材拓展至更丰富更多样的数字化影像教材。例如：小学三年级科学例文《天气与植物》中，教师可以通过收集影像和图片文字资料，将春夏秋冬的天气状况的用动态小视频进行演绎，并且将春天要生长的一些植物图片保存做好相关的影视资料，声情并茂的讲述天气和植物之间的关系，引发学生对大自然的热爱和探讨。通过在课堂加入数字化信息技术，使小学科学课堂发生了一元至多元的发展性变化。

3.物理化和智能化同时展现

随着人工智能时代的变化，学校的教学也逐步由二维向三维转变。教学实现了由书面教材与电子教材相互融合甚至替代的重要改变，使得新的教学内容的更加丰富多样。在小学科学实际教学中，教育模式除了替代纸质教材的数字教材、有趣模拟声音、高清教学图片、动态视频等媒体资源外，还利用AR、VR、3D等技术构建模型。例如，当教学内容相關宇宙世界时，有些教师就可以使用虚拟数字信息化技术，将宇宙的形态、宇宙和地球的关系及其位置和运动状态等等相关的宇宙知识用视频播放出来，生动有趣的演绎宇宙，这样，学生不仅很容易看到人类和宇宙之间的巨大差异，还身临其境的感受宇宙的浩瀚无边，这对大大提高教学的有效性和教学的目标性有一定指导意义。

4.个性评价分析已成趋势

在小学科学教学中，教师经常通过学生对科学实验水平的了解和对科学知识的掌握解程度来评价一个学生的综合能力水平，由于受学生的人数、师资队伍、信息技术的限制等诸多因素影响，因此，对每个学生的学习过程和学习效果很难实现准确的评价。而大数据人工智能技术可以全方位、全过程地收集学生的学习数据，既能做到对每个学生进行评价分析，又可以全面观测学生个体的发展。这就为教师在教学中及时调整和改进教学策略提供依据。例如，利用视觉识别技术对每个学生手中的问题进行定量回答，一对一的讲解，并对其进行评价;对整个课堂教师的授课情况进行记录和分析，同时观察课堂上学生的学习行为表现。这样，不仅可以了解教师在教学过程是否存在问题，也可以使教师清楚地掌握学生的学习情况，对教学设计和教学实践的改进起到积极作用。

总结：

人工智能时代下的小学科学教学并不是一项简单的信息技术应用，而是需要教师综合性的考量。通过智能信息化在小学科学教学中的实际应用的研究，使我们清楚的认识到科学教育变革的重要意义，要想重构教育体制和突破以往的教育模式，就需要教师不断的强化信息化技术、创新教育体制、紧跟智能时代的发展，为完善小学科学教育的发展变革作出更大的努力。

参考文献：

[1]史加祥.人工智能时代背景下小学科学教育的变革与坚守[J].课程.教材.教法，2020，40（04）：120-125.

[2]刘斌，王孟慧.人工智能时代的个性化学习：内涵、技术支持与实现路径[J].教育探索，2021（07）：80-83.