基于AI 技术的小学科学个性化教学模式构建研究

引言

在当今科技飞速发展的时代，培养学生的科学素养和创新能力已成为教育的重要目标。小学科学作为科学教育的启蒙阶段，对于激发学生对科学的兴趣、培养科学思维和探究能力具有至关重要的作用。然而，传统的小学科学教学模式往往采用“一刀切”的方式，难以满足不同学生的学习需求和特点，导致部分学生学习积极性不高，学习效果不佳。AI 技术的出现为解决这一问题提供了新的思路和方法。AI 技术具有强大的数据处理、分析和学习能力，能够根据学生的学习情况提供个性化的学习支持和反馈，从而实现因材施教。因此，构建基于AI 技术的小学科学个性化教学模式具有重要的现实意义。

1AI 技术在小学科学教学中的应用意义

AI 技术在小学科学教学中的应用意义深远且重大。从学生学习角度看，它能满足个性化需求。每个学生的学习能力、兴趣和进度不同，AI 技术可依据学生表现精准诊断其知识掌握程度，推送适配的学习资源与任务，让基础薄弱的学生夯实基础，学有余力的学生拓展提升，激发学习兴趣与动力。于教师教学而言，AI 是得力助手。它能快速处理海量教学数据，为教师提供学生学习情况报告，帮助教师精准把握教学重点与难点，及时调整教学策略，提高教学效率与质量。

2 基于AI 技术的小学科学个性化教学模式构建存在的问题

2.1 技术应用层面：系统功能与稳定性不足

当前基于 AI 技术构建小学科学个性化教学模式时，相关教学系统的功能尚不完善且稳定性欠佳。在功能方面，许多 AI 教学系统仅能提供基础的知识讲解与简单练习推送，缺乏对学生科学思维培养和探究能力提升的针对性功能。例如，在科学实验教学中，系统难以模拟复杂的实验场景和多样化的实验变量，无法让学生充分体验科学探究的过程。此外，系统对不同学习风格学生的适配性较差，对于视觉型、听觉型或动觉型等不同类型学习者的需求不能很好地满足。

2.2 教师层面：技术应用能力与观念局限

教师在基于 AI 技术的小学科学个性化教学模式构建中起着关键作用，但目前部分教师存在技术应用能力不足和观念局限的问题。在技术应用能力方面，许多教师对 AI 技术的原理和操作方法了解甚少，无法熟练运用智能教学系统进行课程设计、教学实施和评价反馈。例如，教师可能不知道如何利用 AI 学习分析工具挖掘学生的学习数据，从而为学生制定个性化的学习计划。

2.3 学生层面：自主学习能力与信息素养欠缺

基于 AI 技术的小学科学个性化教学模式强调学生的自主学习，但部分学生自主学习能力和信息素养欠缺，影响了该教学模式的有效实施。在自主学习能力方面，许多学生长期依赖教师的指导和监督，缺乏自主规划学习进度、选择学习资源和解决学习问题的能力。当面对AI 教学系统提供的丰富学习资源时，学生可能会感到无所适从，不知道如何筛选和利用这些资源来提高自己的学习效果。

3 基于AI 技术的小学科学个性化教学模式构建策略

3.1 强化技术支撑，优化系统功能与稳定性

要构建基于AI 技术的小学科学个性化教学模式，首要任务是强化技术支撑。一方面，需加大对 AI 教学系统的研发投入，完善系统功能。例如，针对小学科学实验教学的特点，开发具备高度仿真性的虚拟实验平台，能模拟各种复杂的实验场景和变量，让学生仿佛置身于真实的实验室，通过自主操作和观察，深入理解科学原理。同时，系统应具备智能辅导功能，能够根据学生的提问和操作情况，实时提供准确、详细的解答和指导。另一方面，要确保系统的稳定性。

3.2 提升教师素养，加强技术培训与理念更新

教师在基于 AI 技术的小学科学个性化教学模式中扮演着重要角色，因此提升教师的素养至关重要。学校应定期组织教师参加 AI 技术培训，邀请专家进行讲座和指导，让教师深入了解 AI 技术的原理、应用方法和操作技巧。通过培训，使教师能够熟练运用智能教学系统进行课程设计、教学实施和评价反馈，如利用 AI 学习分析工具挖掘学生的学习数据，为学生制定个性化的学习计划。同时，要注重教师教学理念的更新。

3.3 培养学生能力，提升自主学习与信息素养

基于 AI 技术的小学科学个性化教学模式强调学生的自主学习，因此要着重培养学生的自主学习能力和信息素养。在自主学习能力培养方面，教师可以通过设计多样化的学习任务和活动，引导学生学会自主规划学习进度、选择学习资源和解决学习问题。例如，布置探究性的科学项目，让学生利用 AI 教学系统中的资源进行自主探究，培养学生的独立思考和创新能力。

3.4 完善评价体系，注重过程性与多元化评价

构建基于 AI 技术的小学科学个性化教学模式，需要完善评价体系，注重过程性和多元化评价。过程性评价方面，利用 AI 技术的数据分析功能，实时记录学生的学习过程，包括学习时间、学习进度、参与度、互动情况等。通过分析这些数据，及时发现学生的学习问题和进步情况，为学生提供及时的反馈和指导。例如，当学生在某个知识点上出现困难时，系统可以自动推送相关的辅导资料和练习题，帮助学生克服困难。

结语

综上所述，基于 AI 技术的小学科学个性化教学模式是适应时代发展需求的一种新型教学模式。通过精准的学习诊断、个性化的学习目标设定、智能的学习资源推荐、多样化的学习活动组织和多元化的学习评价与反馈，能够满足不同学生的学习需求，提高学生的学习效果和科学素养。虽然在实践过程中面临着一些挑战，但随着 AI 技术的不断发展和完善，以及教师和学生应用能力的提高，基于AI 技术的小学科学个性化教学模式将具有广阔的发展前景。

参考文献：

[1] 教育数字化转型背景下中小学教学治理的框架与路径 [J]. 张育桂 ;周雁翎; 卢翠. 信阳师范学院学报( 哲学社会科学版),2022(06)

[2] 基于“学评融合”的小学科学分项等级评价探索 [J]. 金鑫 ; 盛恬恬 . 江苏教育研究 ,2022(14)