人工智能技术在小学科学教育中的创新应用与实践探索

摘要：基于人工智能时代的背景下，也为教育领域的改革创新发展指明了新的方向。将人工智能技术科学合理的运用到科学课堂当中，对于营造良好的学习氛围，简化知识学习难度以及构建高效课堂等方面都有着积极的影响。对此，教师也应充分意识到人工智能技术的使用价值，明确人工智能技术的使用方式、注意事项，然后结合实际情况制定科学的运用方案，并科学合理的将其运用到科学课堂当中。这样才可以促使科学教学逐渐朝着智能化方向进行发展，更好地培养学生的科学能力。

关键词：人工智能技术；小学科学教育；创新应用；实践研究

前言：

小学科学作为引导学生探索世界的重要学科之一，不但可以使其养成用科学眼光看待万物的意识，同时对于培养学生探索精神等方面也有着积极的影响。但目前很多教师在开展科学教学期间，依旧会受到传统教学理念的限制，在课堂上更加重视以“说教式”方法引导学生进行学习，导致学生长期处于被动的学习状态，严重降低了学生的探索欲与学习欲望。如果没有及时对该问题进行处理，那么也会对学生科学能力与探索世界能力的提升产生较大的影响，并且也会对课堂教学活动的顺利实施以及整体教学质量产生较大的影响。对此，教师也应积极打破传统教学理念的限制，积极探索新型的教学方法。其中人工智能作为一种新型的技术手段，在具体运用期间也有着很高的价值，如可以有效丰富教学内容、增强学生体验感等。

一、人工智能技术在教育领域运用期间所面临的问题

1.教师对其重视度较低

据相关调查统计可以了解到，当前很多教师在教学期间依旧会受到传统教学理念的限制，尤其是对于一些年龄相对较大的教师来讲，传统教学理念根深蒂固，在教学期间很难接受新鲜事物，不能准确了解人工智能技术的使用优势，同时也不能全面精准的掌握人工智能技术的使用方式方法。从而不但严重阻碍了人工自能技术发展进程，同时也会对科学教育活动的顺利实施以及教学质量产生较大的影响，对教育领域能否顺利实现智能化改革发展产生一定的影响。

2.学校对其重视度较低

目前，一些学校并没有采购充足的人工智能设备，导致教师很难采取人工智能技术对学生进行教育以及指导，严重阻碍了人工智能技术发展进程。此外，一些学校在发展期间，也没有按时对教师进行培训教育，导致很多教师并不能准确掌握该技术的使用方式以及流程，导致教师在具体运用该技术期间也会频频出现问题，严重影响了其育人价值以及运用效益。此外，一些学校也没有制定相应的鼓励政策调动教师积极运用人工智能技术，导致教师的参与性相对较低，很难主动将其运用到课堂教学当中，同时也不能充分发挥人工智能技术的应用效益构建高效课堂。

3.没有充分考虑学生需求

教师在具体运用人工智能技术对学生进行指导与教育期间，为了使最终教学效果更加符合预期要求，那么也应充分考虑学生的兴趣需求以及年龄特征，然后结合实际情况有针对性的运用人工智能技术。但目前很多教师在制定人工智能技术运用方案与流程期间，并没有充分考虑学生需求，导致所制定的教学流程与内容并不符合学生的需求，严重降低了学生的探索欲。导致科学活动不能顺利实施，对科学课堂整体教学质量与水平产生了一定的不良影响，严重阻碍了人工智能技术的发展进程。

二、人工智能技术在小学科学教育中的运用对策

1.利用人工智能技术营造真实的环境氛围

以往教师在引导学生学习科学知识期间，通常都会以“教师讲，学生听”的方式开展教学，完全凭借学生想象力对科学知识以及现象进行思考，导致一些想象力相对较差的学生很难理解科学知识，严重影响了学生的学习质量与效果。要想避免出现上述问题，那么教师也应充分发挥人工智能技术的使用优势，给学生构建真实的科学学习环境，引导学生在真切的环境当中更好地感悟科学知识。这样不但可以有效降低学生对科学学习的抵触心理，同时也能使其在良好的学习环境当中加深对科学知识与现象的认识。久而久之才可以有效增强学生的科学素养、想象力与对世界的认知力，顺利实现教学目标。

2利用人工智能技术开展科学实验教学

实验作为小学科学教学当中极其关键的内容之一，可以帮助学生更加直观的了解科学现象，对于培养学生的动手实践能力与思维逻辑等方面有着积极的影响。将人工智能技术科学的运用到实验教学当中，可以将实验流程更加直观的展现给学生，帮助学生准确掌握实验操作步骤与技巧，为后期学生自主开展实验操作提供有力支持。保障科学实验活动开展质量与效果的同时不断增强学生的实验观察能力、动手能力与思维逻辑等。

3.利用人工智能为学生制定有针对性的学习计划

每个学生对于世界以及科学现象的理解都存在着很大的差异，并且对于探索世界的兴趣也有着很大的不同。如果采取统一的形式对其进行引导，也会使班级学生出现两极分化等问题。为了更好地解决上述问题，那么教师也应充分发挥人工智能的优势对学生的兴趣特征、学习能力以及基础情况等各项信息进行收集，然后构建完整的信息库，并通过发挥机器学习算法的优势对各个学生展开有针对性的分析，最后为其提供特定学习方案与计划，使所有同学都能在课堂上取得收获。

结束语：

总体来讲，如何发挥人工智能技术使用优势提升科学教育质量与水平也逐渐成为了教师应该重点关注与思考的问题之一，这不仅会对科学教学活动能否顺利实施、科学课堂整体教学质量与水平产生较大的影响，同时也会对学生科学素养、学习兴趣以及对各项科学现象的理解产生较大的影响。对此，教师也应充分意识到人工智能技术的运用优势以及价值，深入分析人工智能技术的使用方式以及注意事项，然后结合实际情况制定有针对性的运用方案，并严格遵循标准要求对其进行运用。只有这样，才可以将其育人价值最大化的展现出来，保障科学教学活动都能有序实施，并顺利实现构建高效课堂的目标。

参考文献：

[1] 陈凯泉， 沙俊宏， 何瑶， 等. 人工智能2.0重塑学习的技术路径与实践探索——兼论“智能 +”教育的潜在风险及其规避[J]. 远程教育杂志， 2019， 37（1）： 3 - 14.

[2] 张剑平， 夏文菁， 楼广赤. 人工智能支持下的自适应学习模型与案例研究[J]. 中国电化教育， 2017（10）： 12 - 18.

[3] 冯翔， 余明华， 马晓玲， 等. 基于自然语言处理的智能辅导系统研究综述[J]. 电化教育研究， 2019， 40（2）： 98 - 104.

[4] 杨现民， 赵鑫硕， 刘雅馨， 等. 精准教学的理念、技术与应用[J]. 教育研究， 2017， 38（9）： 59 - 69.