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专专家家视视角角

面对人工智能发展的教学转型

教育部基础教育科学教学专家委员会委员天津市实验小学正高级教师

天津师范大学硕士生导师天津市小学科学学会副理事长

王万江

随着人工智能技术的飞速发展，我们生活的方方面面都发生了日新月异的变化。尤其是工业化时代的产物——传

统“班级授课制”的科学课堂教学，无疑会出现颠覆性的改变。未来人工智能技术必将为科学课堂的教学带来深刻的影

响和巨大的机遇。我们将探讨在人工智能技术冲击下小学科学课堂教学如何转型，同时尚有哪些需要我们坚守的

观念。

在人工智能技术不断刷新我们认知的当下，许多工作将被AI和机器取代。机器人替代的是重复劳动的技术工人，

而人工智能实现的文本生成、图形设计、虚拟视频甚至书写代码，所替代的是工程师、设计师和程序员。因此重复验证

前人已有实验，探究有固定答案问题的科学课，显然无法培养出应对人工智能的未来人才。今天我们需要思考：培养学

生具备什么能力才是人工智能无法取代的呢？

我认为，首选就是提出新问题的能力。人工智能可以应用各种算法和模型进行数据分析，却无法像人类那样独立

思考提出新问题，并进行数据库中未知问题的讨论。因此，小学科学课堂教学应当注重培养学生提出新问题的能力。

我们在科学课上围绕探究主题，鼓励学生提出难倒人工智能的“好问题”活动，激发学生极大的参与热情。变重视回答

问题为提出问题，这可能也是学生未来战胜人工智能的法宝。

其次，是人机对话和与他人交流的能力。随着人工智能技术介入科学教学，学生可以通过使用智能设备，如平板电

脑或VR头盔，参与在线实验、互动体验和场景模拟，积极地与课堂内容进行互动交流。这种人机互动方式增强了学生

对科学知识的体验和理解。但是人工智能需要使用者提供足够多的信息才能做出回馈，所以人机对话的能力显得尤为

重要。训练学生详细提出需求，准确表达观点，才能得到人工智能的准确回应。在教学中，学生可以利用人工智能技术

提供的方案开展创新研发活动。例如，在工程与技术内容的学习中，让学生设计解决自己生活中问题的新工具、设计具

有独特功能的桥梁等活动。训练学生先向人工智能描述设计需求，再引导学生对生成的方案进行改进，最后组织学生

通过展示报告、路演或AI生成图像与他人分享。科学课要增加学生与人工智能协同工作的训练，当然，学生更需要与同

学合作的机会。人工智能应成为促进合作学习的工具，而非替代学生思考的代劳者和与人交流的替代者。

此外，审辨所获信息的能力也是非常重要的。原来耳听为虚眼见为实，现在AI不仅能生成图片，还能生成视频，眼

见也不一定就是事实。原来我们利用信息技术进行检索，现在人工智能要求人类为它提供素材，人类的观念和行为极

易被AI诱导。在科学学习中，我们必须重视锻炼学生从实验中提取真实数据的能力，鼓励学生质疑、分析和评估，批判

性地使用人工智能提供的信息。在信息泛滥的时代，去伪存真并理性判断人工智能所述观点的合理性和可行性，不仅

是利用人工智能进行学习的关键能力，也将在应对人工智能对人类威胁中发挥重要作用。

以上关键能力的培养，需要科学教师从教法、学法以及组织方式等技术层面进行探索。然而，有些非技术层面的高

阶思维的培养与科学精神的塑造，则是需要我们坚守的优秀传统。

比如对学生好奇心的呵护，科学教师为学生提供接触真实生活的学习机会，组织学生到实验室、科技馆或者走进自

然进行实地考察，让学生能够接触到真实的科学实践。通过开发探索真问题的学习项目来激发学生的求知欲，鼓励学

生大胆提问、勇敢探究、动手实践，获得发现的愉悦，保持持续探究的动力。

想象力也是我们人类独有的优势，天马行空的科学幻想更是学生的天性。今天的科幻可能就是学生未来探索的科

学事实。绘制科学幻想画、自编科幻小故事是学生乐于参与的活动，辅以人工智能，甚至可以生成科幻微电影。打破学

科壁垒，进行学科的融合和跨学科的整合，为学生想象力的培养提供更广阔的空间。

最重要的是创新精神和创造能力的培养。鼓励学生提出新的问题，进行发明创造，是高阶思维的集中表现。未来

学生不是静态知识的接受者，而是动态知识的生成者。要求学生的发明在人工智能提供解决方案的基础上拓宽新的思

路，补充新的功能，加入新的创意。这提高了学生研制发明的效率，成为辅助学生创新的有力工具。

面对强大的人工智能技术，我们不禁会问：未来科学教师这一职业是否会被AI代替？我想在