和学生一起用AI丈量太阳系

　　随着大语言模型的跨越式发展，人工智能正在突破传统教育工具的功能边界，为科学教育带来新的可能。在苏教版小学科学六年级上册“太阳系大家族”一课的教学中，笔者面对“行星位置关系”“天体比例关系”等教学难点，通过引入人工智能技术，帮助学生自主建构科学模型，培养学生抽象思维、系统分析和科学推理能力。

　　课堂伊始，投屏出课前学生通过市级云平台上传的目前自己对太阳系认识的作品，引导学生对比分析。“老师，这个木星画得比太阳还大，不太可能。”“老师，海王星离地球太近了，它应该是最远的！”……学生们指着屏幕纷纷讨论着。笔者顺势提问：“如何用有限的纸张呈现真实的太阳系？”问题抛出后，课堂焦点转向对太阳系八大行星之间大小和距离的关系的理解。

　　为用模型还原出真实的太阳系，学生提出需要八大行星直径和八大行星与太阳距离的数据。笔者启动豆包数字人，学生对话虚拟“天文学家”，即时获取详细参数。看到木星直径14万千米、地球距太阳1.5亿千米等庞大数字，学生面露难色。

　　笔者引导学生思考后，有的学生提议修改单位为厘米，有的学生主张除以相同的数，本质上都指向了科学建模的“比例思维”。数字人此时以可视化方式解释“比例缩放”原理：若将太阳比作篮球，地球只是芝麻大小，而两者距离相当于标准篮球场的长度。这种跨尺度对比有效突破了学生空间想象的认知屏障。

　　有了方法，学生开始小组协作建模，但新的难题出现：按照等比例缩小，要么行星小得画不出来，要么把行星画清楚纸张又不够大。这一矛盾恰好成为理解宇宙浩瀚的契机。笔者随即打开用DeepSeek制作的交互式HTML程序，屏幕上动态展开真实比例的太阳与八大行星的模型。学生缩放滑动平板观察，发现即便地球缩至1毫米，八大行星的间距也很大，最远的海王星要滑动半天才能找到。“原来太阳系这么空旷啊……”一名学生低声感叹。从参数获取到比例认知，从建模冲突到空间感悟，教学完整再现了科学建模思维的真实发生过程。

　　模型完成后，学生总结发现：行星大小差异悬殊，木星体积是地球的1300多倍；行星间距远超自身尺寸，宇宙的空旷程度远超想象。

　　本课中，人工智能成为学生探索学习的有力支架，不仅让学生掌握了比例思维，更在数据与模型的转化中，完成从“想象”到“科学”的认知跃迁。正如课后一名学生在日志中写道：“以前觉得太阳系就是课本上的插图，今天才发现它如此壮丽。技术让我‘看见’了看不见的真相。”宇宙的奥秘无穷无尽，而人工智能与教育的结合，正为学生打开一扇通往星辰大海的大门。

　　（作者单位：江苏省南京市百家湖小学）

《中国教育报》2025年06月24日 第04版