小学科学教学中AI技术的应用思路研究

前言：伴随教育的进步与发展，教师要想实现小学科学教学的质量与效率，就必须加快与 AI 技术融合的步伐，这样可以借助于 AI 技术来帮助小学科学教学打破传统教学形式的束缚，采用更先进更现代化的手段与方式来创设教学活动环境，提高学生的科学学习效率。因此，教师要在日常教学中拓宽 AI 技术应用的思路，砸碎信息教学与教学形式的壁垒，并且以此为契机让小学科学教学更进一步地得到完善与发展。

一、小学科学教学中AI 技术应用存在的问题

小学科学教学虽然包含的知识很浅显，但是知识的范围却很广，学生掌握起来具有一定的难度。AI 技术可以帮助教师实时观察学生的学习情况。而这些收集来的数据也就成了教师教学设计的基础支撑。但是如果学生没能掌握数据解读能力，那这些数据就不能发挥原本作用，教师也无法进行针对性教学，教学模式也变成了传统教学的延伸。

二、小学科学教学中AI 技术的应用价值

（一）彰显学生的课堂主体性

主体意识是学生自主开展学习活动的根本动力，小学科学教学也不例外。但是在传统学科教学模式中，教师占据教学的主体地位，学生只能成为课堂的“观众”，机械的记忆教师传递的知识点。这样的教学方式虽然可以提升学生学习的效率，但是学生却不能参与到课堂教学中去，学生的主体地位被严重忽视。而 AI 技术的使用打破了这一教学僵局，AI 技术提供的视频、图片和动画这样的教学方式弱化了教师在讲解知识方面的作用，而吸引了学生的学习兴趣，强化了学生的自主意识。

（二）使科学教学内容更加充实饱满

在传统教学理念中追求教学的全面性，教师在日常教学中也在追求科学知识的面面俱到。这样的教学理念导致学生这里会一点、那里了解一些，知识掌握博而不精，没有形成成体系的学习结果，学生的科学视野也没有得到拓展[1]。而通过 AI 技术，教师进行教学设计时就不必拘泥于教材，可以将网络资源搬到教学课堂中去拓展学生的学习视野。同时也可以针对相应的知识点进行专项训练，帮助学生牢固掌握基础知识。同时，AI 技术赋予课堂的视频、图片和动画教学手段，打破了传统教学方式的束缚，让学生可以自由学习、探索生活中的科学知识，培养学生自主学习的科学素养。这样的教学方式不仅激发学生的学习动力，同时也极大的丰富了教学内容。

三、小学科学教学中AI 技术的应用策略

（一）设计预习课件，促进学生科学素养的自主发展

自主发展不仅是科学核心素养的重要构成部分，也是新课改背景下小学科学教学所追求的新目标。教师想要实现这个目标，最简单、最直接的方式就是引导学生进行自主预习。而 AI 技术的运用也为这个目标的实现奠定了基础 [2]。首先，教师可以凭 AI 技术强大信息整合技术将教材中重要的知识点收集起来，并根据这些知识点制作相应的课件。这样的预习课件可以为学生提供自主学习的机会，培养学生活跃的学习思维。其次，有效预习也是每一个学生应该掌握的技能和习惯，而 AI 技术的运用，让原本枯燥的预习任务变得生动具体，激发了学习的学习欲望，也促进了学生自主学习意识的形成。

以“植物的生长”这节课为例。植物离学生的生活很近，可以通过 AI 搜索很多关于植物的要点，然后根据这些要点给学生提供预习课件，将一些知识点用更简单通俗的语言和图画表现出来。可以把有关植物生长的知识点以及步骤制成图表，在适当处添加几幅插图或相关的几个简短视频，并提供小问句让学生带着思考去看图片、看视频，例如：“种子发芽需要什么条件？”“植物的叶子有什么用？”根据小问句，引发思考，先勾勒出大体轮廓。另外，可以布置一些实验类作业，要求学生回家后自行种植并养护一粒种子，在上课时请他们来谈自己是如何做的，这期间会遇到哪些问题等，让其更直观地了解植物是怎样生长的，正因如此，此类课前预习才会极大地调动起学生的积极性。

（二）创设教学情境，营造直观生动的科学课堂环境

基于 AI 技术创设情境化的教学场景，有助于集中学生的注意力，帮助学生构建科学的学习体系，完善思维模式。虽然小学生的科学教授中涉及的大多是有关浅显的科学知识，但这部分内容牵涉到了很多方面，例如：自然世界、生活世界及人文世界等，涵盖面很广，同时其涉及的内容非常复杂 [3]。如果缺少具体的教学情境，则不容易为学生形成一条完整的、系统的知识学习路线。此外，在使用 AI 技术对大量信息数据加以整理时，结合小学科学教学的要求进行情境的创设，不仅可以让所创设的教学情境具有一定的真实性，同时也可以让创设出的教学情景比传统教学场景效果更好。

以“光与影”这节课为例。本节课介绍了光的传播，影子的形成等，由于受教学实际条件的限制，光的传播不可以被直接感知到，因此学生学习难度较大。教师可以通过 AI 技术制作光在不同介质里传播的画面，比如，光在空气中直线传播，在玻璃和水中会产生折射。在这样的教学环境下，学生会直观看到光的改变情况，而不能仅靠文字、语言来完成教学。另外，利用 AI 技术生成的教学情境还能够与学生进行互动，在影子的形成中，学生就可以调节光线、物体，调节物体大小，制造出不同的影子，这种互动式情境教学能充分调动学生的主动性，让学生置身于不同情景中思考问题，从而开阔思维。

结语

综上所述，AI 技术契合小学科学教学改革需求以及学生综合素质优化发展需求，是促进学生主体性发挥以及帮助学生构建科学认知方式的重要工具。因此，教师应该将小学科学课程教学与 AI 技术深度融合，为学生营造满溢智慧气息的科学课堂环境，点燃学生探究科学世界的思维火花，着眼于促进学生的自主发展。

参考文献：

[1] 梁福宝 . 小学科学教学中多媒体技术的应用思路研究 [J]. 学周刊 ，2022，（28）：57-59.

[2] 苗平 . 小学科学教学中多媒体技术的应用思路研究 [C]// 教育部基础教育课程改革研究中心 .2020 年“基于核心素养的课堂教学改革”研讨会论文集 . 山东省淄博市桓台县第二小学 ;，2020：909-910.

[3] 李金 . 立足应用实施项目读懂科学——以工程与技术思路在小学科学结构类单元中实施教学 [J]. 湖北教育 （ 教育教学 ），2018，（10）：50-51.