當(dāng)前，人工智能與各行各業(yè)的融合正加速演進(jìn)，對(duì)人們的學(xué)習(xí)、工作、生活，對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展皆產(chǎn)生廣泛而深遠(yuǎn)的影響。近期，教育部印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)中小學(xué)人工智能教育的通知》，要求探索中小學(xué)人工智能教育實(shí)施途徑，并明確中小學(xué)加強(qiáng)人工智能教育的總體要求和實(shí)施路徑，為進(jìn)一步完善中小學(xué)人工智能教育體系指明了方向。在這一大背景下，如何在小學(xué)科學(xué)教育中，讓學(xué)生感知和體驗(yàn)人工智能技術(shù)，著力提升科學(xué)思維，是需要認(rèn)真對(duì)待的必答題。我們應(yīng)充分借助有利條件，將人工智能與科學(xué)教學(xué)滲透融合，為學(xué)生創(chuàng)造更多的認(rèn)識(shí)和體驗(yàn)人工智能技術(shù)的機(jī)會(huì)，努力讓他們“AI”學(xué)科學(xué)，培養(yǎng)好奇心、想象力和探究欲。

選用具有AI特征的科學(xué)教具、學(xué)具，提升教學(xué)效果。人工智能是引領(lǐng)新一輪科技革命的重要驅(qū)動(dòng)力，為教育的變革和教學(xué)方式的改進(jìn)提供了更多可能。我們可使用語(yǔ)音識(shí)別、人臉識(shí)別等基于應(yīng)用背景下的人工智能教具和學(xué)具，探索人工智能和科學(xué)教學(xué)融合新徑。同時(shí)，使用具有人工智能基本特征的科學(xué)教學(xué)素材，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中感受人工智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用。還可利用AI驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，根據(jù)不同年齡階段學(xué)生的特點(diǎn)推送與科學(xué)課程相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容。如在進(jìn)行《我們的呼吸》教學(xué)時(shí)，可通過(guò)人工智能技術(shù)推出相關(guān)示意圖和視頻，以直觀化、立體化的方式呈現(xiàn)人們吸氣過(guò)程和呼氣過(guò)程的氣流路徑，讓學(xué)生全面有效地學(xué)習(xí)。

推進(jìn)STEAM教育，探索跨學(xué)科融合和項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。我們可通過(guò)人工智能打造VR、AR、MR等模擬造紙、日晷、圭表等情境，綜合運(yùn)用文字、音頻、視頻等，開(kāi)展互動(dòng)活動(dòng)，為學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)構(gòu)筑平臺(tái)。還可將AI與工程、數(shù)學(xué)、藝術(shù)等多方面因素結(jié)合，開(kāi)展如橋梁設(shè)計(jì)等項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，在提升學(xué)生的科技素養(yǎng)的同時(shí)，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，增強(qiáng)學(xué)習(xí)科學(xué)的自信心和成就感。

對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)情況開(kāi)展數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)深度研學(xué)。如在探索地質(zhì)奧秘活動(dòng)中，我們可借助先進(jìn)場(chǎng)館的AI講解和觀察設(shè)備，依據(jù)學(xué)生的位置，自動(dòng)講解巖石類型、地質(zhì)構(gòu)造成因等相關(guān)地質(zhì)知識(shí)。當(dāng)學(xué)生觀察到一塊感興趣的巖石時(shí)，只需掃描對(duì)應(yīng)的二維碼，隨行設(shè)備即能詳細(xì)講解巖石成分、形成時(shí)間及存在意義。同時(shí)，借助人工智能技術(shù)，學(xué)生在研學(xué)中的提問(wèn)質(zhì)量、對(duì)問(wèn)題的分析以及與團(tuán)隊(duì)成員的合作等情況將以數(shù)據(jù)呈現(xiàn)。教師可依據(jù)系列數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)和不足，為下一步的深化教學(xué)提供參考。

開(kāi)展多元評(píng)價(jià)，助力學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)漸進(jìn)提升。借助人工智能技術(shù)持續(xù)采集數(shù)據(jù)，可全方位、多維度地記錄學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，為綜合評(píng)價(jià)學(xué)生提供較完善的數(shù)據(jù)。同時(shí)，將以上數(shù)據(jù)列入每位學(xué)生的電子檔案袋，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并及時(shí)更新，廣泛采納同學(xué)的評(píng)價(jià)與家長(zhǎng)的意見(jiàn)，采取人機(jī)共同論證，實(shí)現(xiàn)多元、立體評(píng)價(jià)，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)不斷提升。

探索科技與美育融合方式，助力學(xué)生全面發(fā)展。在人工智能的支持下，科技與美育的融合為小學(xué)科學(xué)教育拓寬了視野，為學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的提升注入了新的活力。如可在制作玩具小車的實(shí)踐活動(dòng)中，積極發(fā)揮學(xué)生的美術(shù)天賦。學(xué)生在考慮玩具車身的大致外形之余，還要注重提升其美觀性。這不僅將培養(yǎng)學(xué)生的科技能力，還能激發(fā)學(xué)生的藝術(shù)創(chuàng)造力。

以AI課堂觀察賦能教師教與學(xué)生學(xué)共同提升。借助人工智能技術(shù)，自動(dòng)進(jìn)行捕捉課堂上師生互動(dòng)的精彩瞬間和學(xué)生參與上的細(xì)微變化等，對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)且全面的數(shù)字分析，快速生成課堂觀察分析報(bào)告，列出課堂教學(xué)優(yōu)勢(shì)與不足，提供關(guān)于教學(xué)風(fēng)格、教學(xué)策略、學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)等多方面的精準(zhǔn)評(píng)估，形成基于“人機(jī)協(xié)同”的“課堂觀察有焦點(diǎn)、循證教研有證據(jù)、協(xié)作反思結(jié)構(gòu)化”教學(xué)反思策略模型，幫助教師更清晰地知曉自己教學(xué)中的不足，并通過(guò)有針對(duì)性的改變，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)和互動(dòng)環(huán)節(jié)，使教與學(xué)的效果得到不斷提升。

隨著人工智能技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，其在小學(xué)科學(xué)教育中的應(yīng)用前景將越來(lái)越廣闊。借助人工智能的強(qiáng)大力量，小學(xué)科學(xué)教育將不斷創(chuàng)新和發(fā)展，為學(xué)生打開(kāi)一扇通往科學(xué)世界的全新大門，讓更多學(xué)生在科學(xué)的海洋中盡情遨游，探索未知，收獲成長(zhǎng)。我們必須重視人工智能飛速發(fā)展給教育帶來(lái)的影響和變化，認(rèn)真推動(dòng)人工智能和科學(xué)教學(xué)的融合，促進(jìn)改革與創(chuàng)新，努力讓技術(shù)紅利惠及更多孩子，不讓他們?cè)谌斯ぶ悄軙r(shí)代掉隊(duì)。

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