面對人工智能發展的教學轉型

王萬江

隨著人工智能技術的飛速發展，我們生活的方方面面都發生了日新月異的變化。尤其是工業化時代的產物——傳統“班級授課制”的科學課堂教學，無疑會出現顛覆性的改變。未來人工智能技術必將為科學課堂的教學帶來深刻的影響和巨大的機遇。我們將探討在人工智能技術沖擊下小學科學課堂教學如何轉型，同時尚有哪些需要我們堅守的觀念。

在人工智能技術不斷刷新我們認知的當下，許多工作將被AI和機器取代。機器人替代的是重復勞動的技術工人，而人工智能實現的文本生成、圖形設計、虛擬視頻甚至書寫代碼，所替代的是工程師、設計師和程序員。因此重復驗證前人已有實驗，探究有固定答案問題的科學課，顯然無法培養出應對人工智能的未來人才。今天我們需要思考：培養學生具備什么能力才是人工智能無法取代的呢？

我認為，首選就是提出新問題的能力。人工智能可以應用各種算法和模型進行數據分析，卻無法像人類那樣獨立思考提出新問題，并進行數據庫中未知問題的討論。因此，小學科學課堂教學應當注重培養學生提出新問題的能力。我們在科學課上圍繞探究主題，鼓勵學生提出難倒人工智能的“好問題”活動，激發學生極大的參與熱情。變重視回答問題為提出問題，這可能也是學生未來戰勝人工智能的法寶。

其次，是人機對話和與他人交流的能力。隨著人工智能技術介入科學教學，學生可以通過使用智能設備，如平板電腦或VR頭盔，參與在線實驗、互動體驗和場景模擬，積極地與課堂內容進行互動交流。這種人機互動方式增強了學生對科學知識的體驗和理解。但是人工智能需要使用者提供足夠多的信息才能做出回饋，所以人機對話的能力顯得尤為重要。訓練學生詳細提出需求，準確表達觀點，才能得到人工智能的準確回應。在教學中，學生可以利用人工智能技術提供的方案開展創新研發活動。例如，在工程與技術內容的學習中，讓學生設計解決自己生活中問題的新工具、設計具有獨特功能的橋梁等活動。訓練學生先向人工智能描述設計需求，再引導學生對生成的方案進行改進，最后組織學生通過展示報告、路演或AI生成圖像與他人分享?？茖W課要增加學生與人工智能協同工作的訓練，當然，學生更需要與同學合作的機會。人工智能應成為促進合作學習的工具，而非替代學生思考的代勞者和與人交流的替代者。

此外，審辨所獲信息的能力也是非常重要的。原來耳聽為虛眼見為實，現在AI不僅能生成圖片，還能生成視頻，眼見也不一定就是事實。原來我們利用信息技術進行檢索，現在人工智能要求人類為它提供素材，人類的觀念和行為極易被AI誘導。在科學學習中，我們必須重視鍛煉學生從實驗中提取真實數據的能力，鼓勵學生質疑、分析和評估，批判性地使用人工智能提供的信息。在信息泛濫的時代，去偽存真并理性判斷人工智能所述觀點的合理性和可行性，不僅是利用人工智能進行學習的關鍵能力，也將在應對人工智能對人類威脅中發揮重要作用。

以上關鍵能力的培養，需要科學教師從教法、學法以及組織方式等技術層面進行探索。然而，有些非技術層面的高階思維的培養與科學精神的塑造，則是需要我們堅守的優秀傳統。

比如對學生好奇心的呵護，科學教師為學生提供接觸真實生活的學習機會，組織學生到實驗室、科技館或者走進自然進行實地考察，讓學生能夠接觸到真實的科學實踐。通過開發探索真問題的學習項目來激發學生的求知欲，鼓勵學生大膽提問、勇敢探究、動手實踐，獲得發現的愉悅，保持持續探究的動力。

想象力也是我們人類獨有的優勢，天馬行空的科學幻想更是學生的天性。今天的科幻可能就是學生未來探索的科學事實。繪制科學幻想畫、自編科幻小故事是學生樂于參與的活動，輔以人工智能，甚至可以生成科幻微電影。打破學科壁壘，進行學科的融合和跨學科的整合，為學生想象力的培養提供更廣闊的空間。

最重要的是創新精神和創造能力的培養。鼓勵學生提出新的問題，進行發明創造，是高階思維的集中表現。未來學生不是靜態知識的接受者，而是動態知識的生成者。要求學生的發明在人工智能提供解決方案的基礎上拓寬新的思路，補充新的功能，加入新的創意。這提高了學生研制發明的效率，成為輔助學生創新的有力工具。

面對強大的人工智能技術，我們不禁會問：未來科學教師這一職業是否會被AI代替？我想在師生信息獲取幾乎同步的今天，“傳道、授業、解惑”的科學教師將會被人工智能時代“引導、輔助、啟發”的個性化科學學習輔導員所取代。