李勝

〔摘? ? 要〕? 本文以小學(xué)科學(xué)課堂為背景，探討了ChatGPT在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用，并從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面，進(jìn)行詳細(xì)闡述和分析。本文探討了ChatGPT在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中使用的注意事項(xiàng)和未來發(fā)展方向，旨在為小學(xué)科學(xué)教師提供有益的參考和幫助。

〔關(guān)鍵詞〕? 小學(xué)科學(xué)；ChatGPT；課堂教學(xué)

〔中圖分類號〕? G424? ? ? ? ? ? ? ? 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕? A? ? ? ? ?〔文章編號〕? 1674-6317? ? （2024）? 03? ? 028-030

在小學(xué)課堂教學(xué)中，采用交互式、個(gè)性化的教學(xué)模式最能滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，激發(fā)他們對知識的探索和興趣的培養(yǎng)。近年來，人工智能技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步優(yōu)化了教育教學(xué)的模式，打破了時(shí)間、空間等限制，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。在科學(xué)教育方面，ChatGPT就是一種先進(jìn)的人工智能技術(shù)。它以語言為媒介，通過自然語言處理技術(shù)，對學(xué)生的提問進(jìn)行智能回答，幫助學(xué)生快速獲取科學(xué)知識，激發(fā)他們對科學(xué)探究的興趣。

一、ChatGPT的原理和功能

ChatGPT是一種基于自然語言處理技術(shù)的人工智能，也叫基于大規(guī)模預(yù)訓(xùn)練的語言模型。GPT全稱為Generative?Pre-training?Transformer，是一種預(yù)訓(xùn)練的文本生成模型，它是由Google公司開發(fā)的一種自然語言處理技術(shù)。ChatGPT是在GPT基礎(chǔ)之上，通過迭代訓(xùn)練產(chǎn)生的、能夠?qū)θ祟愖匀徽Z言進(jìn)行預(yù)測，并基于這個(gè)預(yù)測自動(dòng)生成新的語言輸出。ChatGPT的原理是通過輸入課堂講解中的問題或話題，根據(jù)訓(xùn)練庫中收集到的大量語言數(shù)據(jù)，對問題或話題進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，從而能快速生成相應(yīng)的回答，達(dá)到智能化問答的效果。

二、ChatGPT在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中的應(yīng)用方式

ChatGPT在小學(xué)科學(xué)課堂上的應(yīng)用方式主要可以分為三類。

（一）交互式教學(xué)

教師可以利用ChatGPT進(jìn)行問答式的交互式教學(xué)，幫助學(xué)生理解科學(xué)知識，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。教師可以通過讓學(xué)生向ChatGPT提問，使學(xué)生在課堂上與ChatGPT互動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)快感和記憶效果。

教師通過使用ChatGPT，和學(xué)生可以輕松實(shí)現(xiàn)問題和回答的快速交流，幫助學(xué)生加深對太陽系的認(rèn)識，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

（二）實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)

ChatGPT還可以作為小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)助手，為學(xué)生提供操作步驟和注意事項(xiàng)等信息，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰筒僮骷寄?，提高?shí)驗(yàn)的安全性和可靠性。通過使用ChatGPT，可以大大提高小學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，同時(shí)，也可以降低實(shí)驗(yàn)過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)。

教師可以通過使用ChatGPT來輔助實(shí)驗(yàn)，從而讓學(xué)生更好地了解靜電的概念和特征。教師可以讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中輸入他們想問的問題，同時(shí)引導(dǎo)他們觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并結(jié)合ChatGPT的指導(dǎo)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

例如：

學(xué)生1：怎樣讓一根橡皮棒變得有電？

ChatGPT：一個(gè)普遍的方法是用一條絲線將橡皮棒系在手指上，然后將橡皮棒在絨毛或毛皮上摩擦數(shù)十秒鐘。摩擦紡織品會帶上一些電子，轉(zhuǎn)移給橡皮棒。當(dāng)橡皮棒接觸一些會被激發(fā)的物體，如頭發(fā)，這些電子就傳遞到那些物體上，使物體帶電。

學(xué)生2：為什么會發(fā)生這種現(xiàn)象？

ChatGPT：這是因?yàn)槟Σ敛粌H將電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，同時(shí)也會將電子從一個(gè)原子轉(zhuǎn)移到另一個(gè)原子。在靠近表面或表面上的原子中，電子可以被完整地轉(zhuǎn)移，因而會帶走帶電物質(zhì)上面的電子，這樣帶上了負(fù)電。

教師可以通過ChatGPT輔助學(xué)生理解并解釋一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，使學(xué)生更好地掌握和理解實(shí)驗(yàn)的原理和方法，從而提高他們的實(shí)驗(yàn)水平和探究精神。ChatGPT可以幫助科學(xué)教師在課堂教學(xué)中實(shí)現(xiàn)交互式和個(gè)性化的教學(xué)，從而更好地滿足學(xué)生的個(gè)性化需求，促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。

（三）課前預(yù)習(xí)

利用ChatGPT進(jìn)行小學(xué)科學(xué)課的課前預(yù)習(xí)可以幫助學(xué)生更好地理解科學(xué)知識，培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)興趣和探究能力。

教師可以給學(xué)生預(yù)留時(shí)間，讓他們在課前自行對科學(xué)知識進(jìn)行預(yù)習(xí)和學(xué)習(xí)。學(xué)生可以使用ChatGPT檢索相關(guān)科學(xué)知識，或根據(jù)自己對課程的理解和學(xué)習(xí)需求自主提出問題讓ChatGPT回答。

教師在課前會布置一些閱讀材料，例如相關(guān)的科普文章或練習(xí)題，要求學(xué)生在課前預(yù)習(xí)。學(xué)生可以使用ChatGPT進(jìn)行交互式問答，在學(xué)習(xí)過程中加深問題的理解，提高學(xué)習(xí)效率。教師也可提供及時(shí)幫助和指導(dǎo)，讓學(xué)生更好地學(xué)習(xí)和探究。

教師可以為學(xué)生布置一些探究性的任務(wù)，讓他們通過自主探索和發(fā)現(xiàn)來提高科學(xué)學(xué)習(xí)的興趣和深度。學(xué)生可以使用ChatGPT查找資料和解釋相關(guān)概念，以及根據(jù)自己的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行提問和探究。教師同時(shí)也可以實(shí)時(shí)答疑解惑，從而提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和探究能力。

利用ChatGPT進(jìn)行小學(xué)科學(xué)課的課前預(yù)習(xí)，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和自主探究能力，同時(shí)也能夠加深學(xué)生對科學(xué)知識的理解和記憶，推進(jìn)科學(xué)課的課堂教學(xué)模式向智慧化以及探究導(dǎo)向轉(zhuǎn)變。

三、ChatGPT在小學(xué)科學(xué)課堂上的優(yōu)勢

（一）加強(qiáng)交互性

ChatGPT相較于傳統(tǒng)的教學(xué)方式，能夠更好地與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)，更好地促進(jìn)科學(xué)知識的交流和學(xué)習(xí)，同時(shí)也能增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高課堂效率。ChatGPT仿佛是一個(gè)新奇的“玩具”，能夠帶給學(xué)生不同尋常的體驗(yàn)。在與ChatGPT交流過程中，學(xué)生可以非常直觀地感受到人工智能的“魔法”。這將極大地激發(fā)學(xué)生的好奇心，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和動(dòng)力。

（二）提高學(xué)習(xí)效果

ChatGPT為學(xué)生提供了便利的學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)方式。ChatGPT可以通過各種方式提高科學(xué)教育的效果。首先，ChatGPT具有在線學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，學(xué)生可以隨時(shí)隨地與它交流，不論是在學(xué)校還是在家都可以使用ChatGPT獲取科學(xué)知識；其次，ChatGPT可以為學(xué)生提供量身定制的學(xué)習(xí)方案，無須顧及課堂時(shí)間和教學(xué)進(jìn)度，教學(xué)更加貼合學(xué)生的需求；最后，ChatGPT可以根據(jù)學(xué)生的興趣和需求，組織課程內(nèi)容，幫助學(xué)生更好地理解并吸收知識。

（三）延伸教學(xué)內(nèi)容

科學(xué)教學(xué)目前主要由教師進(jìn)行課堂授課，但是短短的授課時(shí)間很難覆蓋所有內(nèi)容。ChatGPT作為一種在線學(xué)習(xí)工具，可以為教師補(bǔ)充課程內(nèi)容，延伸教學(xué)內(nèi)容，豐富學(xué)生的知識體驗(yàn)。

（四）提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

ChatGPT可以作為一種“學(xué)習(xí)伴侶”，與學(xué)生一起學(xué)習(xí)。當(dāng)學(xué)生有問題時(shí)，ChatGPT可以為學(xué)生提供答案，減少學(xué)生的困惑和疑惑，同時(shí)，ChatGPT也可以引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。通過與ChatGPT交流，學(xué)生可以得到更多自主思考的機(jī)會，并且慢慢建立起自己的知識體系。

（五）個(gè)性化教育

ChatGPT可以為不同學(xué)生提供個(gè)性化的教育方案。通過ChatGPT的交互性能，可以根據(jù)學(xué)生的年齡、知識水平、興趣和學(xué)習(xí)習(xí)慣等個(gè)性化要素，來定制課程，從而實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的教育。

（六）提高教學(xué)效率

教師利用ChatGPT進(jìn)行科學(xué)知識的傳授和學(xué)生的問答式交流，能夠大大提高教學(xué)效率，同時(shí)減少教學(xué)成本和工作量，更好地發(fā)揮班級集體優(yōu)勢。

四、ChatGPT在課堂教學(xué)中應(yīng)用前的準(zhǔn)備工作

（一）確定適合小學(xué)生的內(nèi)容

教師需要根據(jù)小學(xué)生的年齡和學(xué)習(xí)水平，選擇合適的科學(xué)課程內(nèi)容，并將其轉(zhuǎn)化成吸引人的、易于理解的語言，以便學(xué)生理解和記憶。

（二）準(zhǔn)備好問題

在課堂上，教師可以在ChatGPT上預(yù)設(shè)一些問題，以檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，也可以讓學(xué)生自己提問并獲得答案。因此，在課前準(zhǔn)備一些問題是非常有必要的。

（三）提前測試ChatGPT

在使用ChatGPT之前，教師需要熟悉該工具的使用方法，包括如何提問、如何分析答案等，確保ChatGPT能夠滿足課堂需求，并且能夠及時(shí)幫助小學(xué)生解決問題。

（四）培訓(xùn)學(xué)生如何使用ChatGPT

大多數(shù)小學(xué)生都沒有使用聊天機(jī)器人的經(jīng)驗(yàn)，因此，教師需要在課前向?qū)W生介紹和培訓(xùn)使用ChatGPT的基本知識。

（五）課堂上合理使用

教師需要適時(shí)地使用ChatGPT，一方面鼓勵(lì)學(xué)生積極探索科學(xué)知識，另一方面也需要控制使用的頻率，確保ChatGPT不能影響課堂的教學(xué)效果。

（六）準(zhǔn)備應(yīng)對問題

小學(xué)生對科學(xué)知識的理解和學(xué)習(xí)方法存在著很大的差異。如果出現(xiàn)了一些小問題，如學(xué)生提出了錯(cuò)誤的問題或教師分析了錯(cuò)誤的答案，教師需要準(zhǔn)備好回答問題和糾正錯(cuò)誤的策略。

五、ChatGPT在小學(xué)科學(xué)課堂的局限性

ChatGPT是一種基于人工智能技術(shù)的自然語言生成模型，可以自動(dòng)生成類似人類所寫的文本。在小學(xué)科學(xué)課堂上，ChatGPT可以被用于幫助教師向?qū)W生傳遞知識，但是它也存在一些局限性。

（一）ChatGPT并不能很好地應(yīng)對學(xué)生的個(gè)性化需求

ChatGPT的訓(xùn)練數(shù)據(jù)和語言模型源于大型的語料庫，這使ChatGPT可以提供一定程度的人工智能。但是，訓(xùn)練數(shù)據(jù)是網(wǎng)絡(luò)上的對話語言，而不是小學(xué)生科學(xué)課堂上的語言，因此難以理解學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的疑問和困惑。當(dāng)學(xué)生的問題與預(yù)設(shè)的問題及答案不匹配時(shí)，ChatGPT可能會給出錯(cuò)誤或不完整的答案，從而引導(dǎo)錯(cuò)誤學(xué)習(xí)。ChatGPT所訓(xùn)練的語言模型也不是專門針對小學(xué)科學(xué)課堂上所使用的語言模型，而是一個(gè)通用的語言模型，在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中使用，可能會導(dǎo)致誤導(dǎo)和不準(zhǔn)確的結(jié)論。

（二）與ChatGPT對話質(zhì)量有限制

ChatGPT在語音識別和語義理解方面仍然存在一定的技術(shù)瓶頸，如果輸入的語句表述不清，可能會導(dǎo)致ChatGPT輸出的回答不準(zhǔn)確，從而影響教學(xué)效果。

（三）ChatGPT是一種基于無監(jiān)督學(xué)習(xí)的技術(shù)

這意味著，ChatGPT不會考慮其回答的準(zhǔn)確性，而只是根據(jù)其模型學(xué)習(xí)的規(guī)律來生成回答。這會導(dǎo)致ChatGPT提供的回答不一定是正確的，而且無法確保每次生成的答案都是相同的。

（四）ChatGPT缺乏對實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)以及課堂互動(dòng)的規(guī)劃

科學(xué)課堂旨在培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和合作能力，讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)和觀察來探索世界。然而，ChatGPT不能為學(xué)生提供與這些活動(dòng)相關(guān)的詳細(xì)指導(dǎo)，這可能會使學(xué)生難以真正地理解科學(xué)概念與原理。

（五）ChatGPT無法完成與感性認(rèn)識相關(guān)的任務(wù)

在小學(xué)階段，科學(xué)課堂的任務(wù)之一就是幫助學(xué)生發(fā)展初步的科學(xué)觀察和思考能力。然而，ChatGPT不能理解學(xué)生科學(xué)觀察或探究的過程，也不知道如何幫助他們進(jìn)行此類活動(dòng)。ChatGPT只能回答文本式的問題。在小學(xué)科學(xué)教育中，有很多問題需要依賴視覺或?qū)嶒?yàn)來回答。比如：“為什么天空是藍(lán)色的？”這個(gè)問題的答案就需要通過實(shí)驗(yàn)來證明，而ChatGPT無法通過回答文字來展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。這就導(dǎo)致ChatGPT的應(yīng)用范圍有限。

綜上所述，ChatGPT在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用具有一定的局限性。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)考慮到其缺陷，盡量避免以上問題的出現(xiàn)。為此，我們需要加強(qiáng)對ChatGPT的監(jiān)管，同時(shí)結(jié)合其他教學(xué)資源來輔助學(xué)生學(xué)習(xí)，以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

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