牛三波（河北保定師范附屬學(xué)校）

人工智能是一門新的技術(shù)科學(xué)。教師首先積極主動地調(diào)整自身發(fā)展，借力人工智能的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)的功能轉(zhuǎn)變，提高教學(xué)水平，啟迪學(xué)生的智慧。人工智能科技的春天已經(jīng)到來，讓人工智能為小學(xué)科學(xué)教育服務(wù)，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，走向未來高品質(zhì)素質(zhì)教育。

一、實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)互動無邊界

人工智能融入小學(xué)科學(xué)探究實(shí)踐，直接影響科學(xué)教育的魅力，為學(xué)生提供真實(shí)有效的探究學(xué)習(xí)。通過采用“情景式、啟發(fā)式、激趣式、游戲式導(dǎo)入”方法，親歷探究過程，引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)解決問題的線索進(jìn)行探究學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和綜合能力。

例如，在講授六年級科學(xué)《自行車上的簡單機(jī)械》時，引入人工智能科技視頻，讓學(xué)生仔細(xì)觀看。隨著一個個零件的出現(xiàn)，機(jī)器人的手臂在電腦的控制下，上下翻舞、火花四濺，一會功夫，只見學(xué)生瞪大了眼睛，原來一輛輕捷自行車成型了。自動化的生產(chǎn)流水線太神奇了，不知疲倦地日夜生產(chǎn)，不僅解放了勞動力，還節(jié)約了成本。同學(xué)們大開眼界，認(rèn)識到未來的世界是人工智能科技的世界，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣非常濃厚。

另外，教學(xué)中運(yùn)用人工智能科技模擬實(shí)驗(yàn)過程，比如在五下科學(xué)《擺的研究》一課中，逼真地重現(xiàn)傅科擺的過程。在模擬實(shí)驗(yàn)中，設(shè)定不同的擺幅，測定單位內(nèi)不同擺長的擺振動的次數(shù)，與學(xué)生自己手工制作的擺的研究裝置實(shí)驗(yàn)形成比較，時間的精準(zhǔn)、擺長的精準(zhǔn)，學(xué)生有不同的感受，既鍛煉了動手能力，又有實(shí)驗(yàn)對比效果，學(xué)生對擺的知識一下子了然于胸，使得科學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)操作更準(zhǔn)確，探究過程更清晰。

在我校的科技創(chuàng)客中心，學(xué)生學(xué)習(xí)氛圍濃厚，各學(xué)生創(chuàng)客空間利用人工智能科技，采用線上線下混合學(xué)習(xí)的方式，通過線上發(fā)布創(chuàng)意構(gòu)想，線上討論交流，線下制訂方案，線上提交方案，線下制作作品，線上展示作品，進(jìn)行跨學(xué)科的研討交流，形成附校創(chuàng)客社區(qū)，成為孩子的科技樂園，突破原有學(xué)習(xí)空間，創(chuàng)新出科學(xué)研討的新途徑。

二、促進(jìn)教育資源內(nèi)容多樣化

我們知道，小學(xué)科學(xué)課程內(nèi)容以學(xué)生能夠感知的物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)、技術(shù)與工程中一些比較直觀學(xué)生有興趣參與的重要內(nèi)容為載體，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的興趣、正確的思維方式和學(xué)習(xí)習(xí)慣。

人工智能科技為教育資源載體提供更豐富的內(nèi)容素材，有小學(xué)科學(xué)直觀逼真的動畫資源，高清、真實(shí)的優(yōu)質(zhì)數(shù)字化科學(xué)教育資源，以及學(xué)生的評價、學(xué)習(xí)系統(tǒng)資源、探究的過程資源等等，拓展和豐富了教育資源的形式，人工智能科技本質(zhì)就是機(jī)器在知識的存儲、傳播、執(zhí)行和檢索方面取得了巨大的優(yōu)勢，為小學(xué)科學(xué)教育提供智力支持和物質(zhì)技術(shù)保證。

毋庸置疑，人工智能科技的強(qiáng)大功能是無法比擬的，小學(xué)科學(xué)借助人工智能，提前為學(xué)生提供豐富的知識素材儲備，優(yōu)質(zhì)教學(xué)內(nèi)容的直觀展示，科學(xué)變化的數(shù)字化視頻以及教學(xué)圖片等，課后復(fù)習(xí)知識提煉總結(jié)，甚至可以為學(xué)生提供科學(xué)試驗(yàn)和科學(xué)探究的模擬過程，幫助學(xué)生完成基礎(chǔ)科學(xué)知識、實(shí)驗(yàn)操作和知識的鞏固，幫助學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)，讓學(xué)生快樂學(xué)習(xí)。

我校利用人工智能科技，開設(shè)學(xué)生喜歡的XR編程課程，與VR眼鏡配套，制作學(xué)生自己的科技作品。XR編程就是把我們學(xué)過的科學(xué)知識與人工智能編程技能相結(jié)合，制作出好玩有趣的編程作品，如森林系統(tǒng)、地球的四季、曹沖稱象的過程、化繭成蝶的過程、未來的橋梁等作品，再把作品上傳到VR眼鏡，體驗(yàn)作品在真實(shí)的虛擬世界里的情景，特別有趣。孩子們的作品也成為學(xué)習(xí)科學(xué)資料的重要組成部分。

三、延伸課堂的深度

人工智能科技可以幫助教師重塑課堂的多彩形態(tài)，創(chuàng)新教學(xué)多元模式，融入人工智能科技，讓科學(xué)課堂體現(xiàn)探究和動手，模擬實(shí)驗(yàn)、模擬飛行、動感體驗(yàn)、動態(tài)視頻、動手制作、創(chuàng)意金點(diǎn)子、科學(xué)“小達(dá)人”、創(chuàng)新小能手，小學(xué)科學(xué)課堂活起來了。并且，融入人工智能科技的科學(xué)課堂還需要學(xué)生學(xué)會合作、主動學(xué)習(xí)，學(xué)生要敢于表達(dá)自己的所思、所想、所作、所為，樹立堅(jiān)定的信心，從而進(jìn)一步促進(jìn)了學(xué)生深度學(xué)習(xí)。通過師生的深度交流，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。

在我校“張玉奎科技研究院”，充分利用人工智能科技，逐漸建立了玩中學(xué)、做中學(xué)，跨學(xué)科的學(xué)習(xí)社區(qū)。來自1～9年級的具有不同特點(diǎn)的學(xué)生，在老師的帶領(lǐng)下，按照不同的學(xué)習(xí)興趣和特長組成了探究空間，創(chuàng)建了我校學(xué)生創(chuàng)客小聯(lián)盟，形成高年級學(xué)長對低年級同學(xué)帶研究課題、帶方案設(shè)計(jì)、帶研究方法、帶項(xiàng)目成果的四帶動模式，互相促進(jìn)，形成比學(xué)趕超的“科學(xué)學(xué)習(xí)場”，拉伸了科學(xué)課堂的廣度。

新時代的科學(xué)教師對融入人工智能科技的小學(xué)科學(xué)課堂要經(jīng)常進(jìn)行必要的總結(jié)反思，并逐漸掌握人工智能技術(shù)的應(yīng)用，思考人工智能對我們科學(xué)課的輻射帶動作用。創(chuàng)新科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)課堂，利用已掌握的人工智能技術(shù)，下力氣提高人工智能科技應(yīng)用水平，豐富課堂的內(nèi)涵，煥發(fā)小學(xué)科學(xué)的勃勃生機(jī)。人工智能科技是師生教育教學(xué)過程中的潤滑劑，為人工智能科技與小學(xué)科學(xué)教育互相促進(jìn)帶來共贏。

人工智能科技融入科學(xué)教育，加速小學(xué)科學(xué)教育的變革，從以教師“教”變?yōu)閷W(xué)生“學(xué)”，課堂從以師為中心變?yōu)橐陨鸀橹行模瑥膯蜗騻魇谥R變?yōu)槎嘞蚧拥膶W(xué)習(xí)知識。課堂通過人工智能科技的助力，學(xué)生會主動發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，解決問題，積極去探索、解決、提升。

四、點(diǎn)亮學(xué)生夢想

眾所周知，小學(xué)科學(xué)教育日益重要，小學(xué)科學(xué)課程是一門基礎(chǔ)性、實(shí)踐性、綜合性課程，內(nèi)容豐富多彩。我校積極進(jìn)行學(xué)生機(jī)器人教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。讓學(xué)生動手操作模擬飛行器，體驗(yàn)飛行的樂趣；計(jì)算機(jī)編程課程，讓學(xué)生樂在其中，開闊了學(xué)生的視野。六年級科學(xué)課程中有關(guān)認(rèn)識太陽系、月相的變化、四季的變化、在星空中、日食與月食、微小世界等內(nèi)容。這些神奇的現(xiàn)象，有了人工智能技術(shù)的支持和全方位的動感呈現(xiàn)，對學(xué)生學(xué)習(xí)來說，非常有用，有趣。人工智能科技為教育教學(xué)和探究學(xué)習(xí)過程提供的增強(qiáng)和幫助作用，必將創(chuàng)新出更多的優(yōu)秀學(xué)習(xí)案例。隨著人工智能的發(fā)展，兩者的互相影響日益加深，共同為小學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識提供持久動力，點(diǎn)亮學(xué)生科學(xué)夢想。人工智能融入小學(xué)科學(xué)，促進(jìn)科技老師提高小學(xué)科學(xué)的教學(xué)效果，師生“身臨其境”，課堂不再死氣沉沉，樂學(xué)、好學(xué)、玩中學(xué)、做中學(xué)，學(xué)生“樂”在其中。

人工智能時代已經(jīng)到來，小學(xué)科學(xué)教育，承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重任，只要我們開闊視野，融合優(yōu)質(zhì)教育資源，將“人工智能科技”的理念和實(shí)踐帶給孩子們，就一定能夠啟迪學(xué)生智慧、創(chuàng)造嶄新未來。