引言

在“互联网+”教育的现实背景下，人工智能技术为教育改革及创新作出了巨大贡献。小学科学教师主动抓住小学黄金教育契机，巧妙利用人工智能技术整合优质丰富的教育资源，为学生智慧学习保驾护航，逐步完善学生认知框架，开拓学生知识视野，促进学生深度学习和举一反三。在全新的学习环境中，学生对科学知识原理的理解更加深刻，学习潜能得到了挖掘，能够始终保持活跃的思维和高涨的学习热情，出色完成学习任务。

一、技术赋能教育背景下人工智能技术在小学科学教学中的应用意义

（一）有助于发展学生核心素养

在实现技术赋能教育时，教师巧妙利用人工智能技术全面把握基本学情，根据学生个性学习需要着力打造智慧学习空间，组织开展多维互动活动，为学生提供个性化学习资源并实现个性化教学反馈。学生能够在活力四射且不受限的智慧学习环境中主动感知真实场景，深入分析科学知识原理，积极参与小组合作学习活动。教师则扮演学习顾问的角色，恰当点拨和启发学生。在实践探究和合作互助中学生科学核心素养逐步形成，学习能力越来越强。

（二）有助于丰富课程教学资源

相较于传统教学模式，基于人工智能技术的智慧教学优势较为明显，能够突破教学时空限制，丰富课堂教学内容并创新对话交流形式。教师利用现代信息技术收集多元资料，带领学生学习教材之外的知识，积极开展人机交互教学活动，主动从智慧资源库中整合优质资源。随着人工智能技术的不断应用，小学科学课程教学资源更加丰富，教学容量显著提升。

（三）有助于促进教学评价转型

受传统教学模式的影响，科学教学评价局限于结果性评价，教师基于小组学习方案简单点评学生学习成果，教学评价受时间和资源的影响较为明显，在引入人工智能技术后，这一问题有所缓解。教师利用大数据技术全面把握基本学情，精准识别学生认知短板和共性问题，科学点评学生并优化改进教学模式。新的教学评价体系开始形成，教学评价转型速度逐步加快。

二、技术赋能教育背景下人工智能技术在小学科学教学中的应用对策

（一）始终坚持以生为本，辅助学生个性学习

在稳步推进基础教育改革的今天，以生为本理念逐步深入人心，学生开始成为了课堂中的“主角”。在实现技术赋能教育时，教师应站在学生视角，将学生作为一个单独的个体，理性分析学生在学习能力、思维模式、学习风格以及知识掌握程度上的差异，秉承因材施教的教育准则，根据学生个性学习诉求针对性地利用信息技术，为学生个性深度学习助力。其中课前摸底是关键，教师首先应利用大数据技术多渠道收集学习数据，深入分析学生在科学习中产生的多维数据，比如学习时间、单元测试成绩、作业完成质量以及课堂举手发言频率，在深度挖掘和多维分析数据的过程中精准定位学生知识短板，逐步生成学生“智慧画像”。其次，教师可以结合学情分析结果针对性地为学生提供定制化、个性化学习资源，帮助学生理顺学习思路，激励学生自主探究和合作互助，全面挖掘学生潜能，促进学生高效深度学习。比如在带领学生探讨物体的沉浮时，有的学生感知理解能力较为有限，存在诸多认知短板。教师则可以利用生成式人工智能技术全局把握基本学情，基于学生真实情况主动为学生提供个性化、定制化学习资源，比如基础互动式练习题、趣味实验动画以及科普视频，可视化呈现科学知识，为不同理解能力以及学习风格的学生提供个性化指导。确保全体学生能够在适合自己的“轨道”中认真探索科学知识奥秘，形成良好的科学素养以及主人翁意识。

（二）搭建虚拟实验平台，创新实验教学模式

实验是小学科学教学中的关键环节，对强化学生知识印象，提升学生实践应用能力有重要作用。在创新培养学生核心素养时，教师可以结合技术赋能教育背景主动改革传统实验教学模式，利用信息技术搭建虚拟实验平台，打造虚实结合课堂，促进学生沉浸式学习。确保学生在趣味十足的实验学习环境中深度探索实验真相，掌握科学知识原理。比如在开展“声音的传播”科学实验活动时，传统实验教学模式受实验环境及器材的限制较为明显，学生难以深入分析不同介质中声音的具体传播情况。教师可以结合这一教学困境灵活利用生成式人工智能技术设置虚拟实验平台，将选择权交给学生，鼓励学生自主选择气体、液体、固体等介质，操作鼠标调整实验参数，变换介质温度以及密度，细致观察和真实记录声音传播的具体情况。在学生手脑并用时，虚拟实验平台能够全程记录学生实验操作过程，可视化呈现声音的传播路径以及变化情况。教师可以穿插简单的理论讲解以及文字说明，强化学生对“声音传播需要介质”这一基本科学实验原理的理解，促进学生高效学习和内化于心。

（三）打造直观智慧课堂，强化学生知识理解

传统“教-学-练”育人模式存在诸多弊端，知识呈现方式比较单一和僵化，教师依托教材简单讲解理论知识并要求学生自主识记。课堂教学氛围沉闷低效，学生知识理解能力不足，学科核心素养提升速度偏慢。为了突破这一教学难关，教师可以利用人工智能技术创新知识呈现方式，直观呈现抽象知识，打造可视化课堂，拉近学生与科学知识的距离，增进学生知识理解并促进学生高效记忆和思维进阶。比如在讲解植物的光合作用时，相关知识抽象难懂，学生感觉无从下手。教师可以利用人工智能技术直接生成图文并茂的动画，用动画展示植物光合作用的具体过程，带领学生深入分析植物叶片内部，深入感受阳光照耀下植物内部水分通过气孔进入的二氧化碳所产生的化学反应，分析氧气以及有机物的生成机制。很多学生迅速被可视化动画吸引，注意力高度集中，对科学知识的理解上升到了新的高度。

结语

综上所述，在实现与时俱进，巧妙利用人工智能技术创新科学教学模式时，整体学科教学质量迅速提升，技术赋能教育优势得以体现。学生能够以良好的科学核心素养自主探索高阶知识，逐步从被动接受转向主动探究。教师应基于新课改提出的核心素养培养要求调整教学模式，积极回归教学正轨，始终坚持以生为本理念，科学搭建虚拟实验平台并打造直观智慧课堂，全面拉近学生与科学知识的距离，促进学生轻松上阵和融会贯通。

参考文献

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