人工智能赋能小学科学教学的创新实践

当前，人工智能技术已渗透到教育教学的各个环节，成为改革传统教学模式的有力支撑。作为培育学生科学素养的重要环节，小学科学教学具有跨学科性、实践性和创新性特点，因此推动人工智能与小学科学教学有机融合对于培养学生创新思维、提升学生实践能力具有重要作用。人工智能不仅能够丰富小学科学教学的内容和形式，为学生提供多元化的育人场景，更赋予了小学科学教学新的活力。山东省菏泽市丹阳办事处何楼小学基于人工智能视域探索小学科学教学的新方法，以核心素养培育为导向，创设沉浸式、互动式学习场景，激发学生的学习兴趣，增强学生的学习体验，进一步提高小学科学的教学效率和教学质量。

人工智能技术在小学科学教学中的创新融入，带来了混合式教学、翻转课堂等新型教学模式，极大地提升了学生学习的自主性和探究性，同时丰富了科学教学的资源，拓宽了课堂教学的广度和深度，为构建教学、学习、评价“三位一体”的育人模式奠定基础，让学生在做中学、玩中学，启迪学生的科学智慧，推动学生全面发展。

丰富教学资源，更新教学内容。小学科学教学覆盖物质科学、生命科学、地球宇宙科学和技术与工程等领域的内容，涉及范围较广，内容丰富多样。人工智能时代，获取教学资源更加便捷，学校依托人工智能技术搜集大量教学案例、科学实验和课外知识，以动画、视频的形式传递给学生，完善其知识体系，让学生能够更加直观地领悟科学实验中的奥秘。教师通过为学生讲解实验中包含的物理知识、生物知识和化学知识等，培养学生的跨学科思维，拓宽其科学视野。

创新教学模式，激发学习自主性。人工智能技术在小学科学教学中的创新融入打破了传统单一的课堂教学模式，通过线上线下混合式教学创建新的育人场景，延伸课堂教学阵地，提高学生的学习积极性。教师使用人工智能技术为学生颁布线上预习任务，打造活跃的课堂教育环境，并通过课后的线上自我检测和交流互动培育学生的自主学习意识，在技术与科学教学的创新融合中实现深度学习。

优化评价机制，完善教学体系。人工智能融入小学科学教学推动了教学评价的变革转型，使精准化、系统化、动态化评价成为可能。学校基于人工智能背景设计了多指标评价体系，将科学教学全过程的纵向评价与德智体美劳全要素的横向评价有机结合，实现过程性评价与结果性评价的有机结合。同时，学校通过可视化教学评价系统全面、真实地反映教学成效，利用人工智能技术实现增值性评价，构建数据驱动的动态化、多场景评价体系，及时提供评价反馈，为教师优化科学教学方案和内容提供指导。

赋能科学实验，创设教学情境。科学实验课作为小学科学教学的核心构成部分，是学生探索科学世界的启蒙性活动。学校依托人工智能技术为小学科学实验提供充足的教学资源，创设丰富多样的教学场景，为学生打造沉浸式、交互式实验空间，让学生更加透彻地理解科学知识。一是利用虚拟实验平台，模拟真实实验场景。虚拟仿真实验室的创建极大程度地解决了学校科学实验器材不足等问题。例如，地球与宇宙单元教学中“模拟地震的产生”实验，为学生还原地震发生的真实场景，让学生真切感受地球板块相互挤压碰撞所造成的板块边沿及板块内部的错动与破裂，使学生正确认识地震是地球内部能量集中释放的一种自然现象，对地震造成的地表形态变化形成全面认知。虚拟实践空间的创建将科学课本上的知识以动态化、立体化的方式呈现给学生，使学生进一步内化课本知识。二是创建智能课堂，加强交流互动。教师利用人工智能设备加强师生间的互动与交流。例如，教师借助人工智能技术设计实验问答、利用智能软件制作课件、用智能语音为学生提供指导等，帮助学生顺利完成实验操作，及时纠正学生的错误操作，加深学生对实验的印象，逐步提升学生操作的准确性。例如，在物质世界单元教学的“点亮小灯泡”实验中，智能语言系统能够针对电池正负极是否正确连接作出及时反馈，引导学生保持严谨认真的科学态度。三是设计智能评估系统，实现对科学实验的全面、智能化评估，为科学实验的方案设计和实施等提供参考依据。智能评估系统能够对学生科学实验的全流程、数据记录、实验成果等进行科学客观的分析，形成评估报告，使学生能够及时掌握实验情况，并针对实验中的不足之处制订完善的改进计划，让学生在查漏补缺的过程中得到全面发展，实现对学生的个性化、针对性教育和指导，切实提升学生的科学实验技能。

夯实基础保障，提升育人实效性。人工智能技术在为小学科学教学带来机遇的同时，也对小学科学教学提出了新要求。值得注意的是，当前数据信息安全保护成为焦点问题，需要师生切实增强个人信息安全保护意识，强化信息安全防护，避免信息泄露。同时，教师数字素养也亟待提升，教师不仅要具备专业素养和教学能力，还须具备信息化应用能力，实现人工智能技术与科学教学的有机融合。为此，学校要持续优化教师结构、引进优质师资，建立健全教师培训发展机制，通过专题培训、集体备课、学术研讨、教学设计竞赛等形式推动教师全面提升综合素养，更好地助力小学科学教学的数字化转型。

《中国教师报》2025年08月20日第14版