15：学术
■广东省东莞市石碣实验小学 翟智飞
在当今人工智能时代，科技发展日新月异，对人才的要求也日益提高。STEM教育作为一种整合科学、技术、工程和数学四门学科的教育模式，强调跨学科融合与实践能力培养，成为培养适应未来社会人才的重要途径。
一、融合人工智能技术，实现个性化学习
在人工智能时代，将人工智能技术融入小学STEM教育，实现个性化学习是提升科学课堂教学质量的关键策略之一。人工智能技术具有强大的数据分析和处理能力，能够精准地了解每个学生的学习情况、兴趣爱好和学习风格。
以粤教版五年级科学课本中的“植物需要阳光”这一课为例。首先，智能学习系统通过课前的在线小测试、学习行为记录等多维度数据收集，分析出每个学生对植物基础知识、光合作用概念的理解程度，以及他们对实验操作的偏好、信息获取方式的倾向等。对于基础知识薄弱、对图像信息更敏感的学生，系统会推送生动有趣的植物生长动画视频，以直观展示植物在阳光照射下的生长变化过程，同时搭配简单易懂的图文讲解，帮助他们建立初步认知；而对于已经有一定知识基础、喜欢自主探究的学生，系统则会提供拓展性的科学文献、前沿研究案例，引导他们深入思考植物与阳光关系的科学原理，并鼓励设计个性化的实验方案来验证相关理论。在学习过程中，智能学习系统还会根据学生的实时学习表现动态调整学习路径。若学生在观察植物向光性实验环节遇到困难，系统会及时推送详细的实验指导视频，分解实验步骤，强调关键操作要点；当学生完成基础学习任务后，系统又会自动推送进阶任务，如探究不同光照强度对植物生长速度的影响，进一步激发他们的探索欲望和创新思维。此外，系统还能根据学生的学习风格，为视觉型学习者提供更多图表、图片资料，为听觉型学习者提供有声讲解和讨论音频，真正实现因材施教，让每个学生都能在适合自己的学习节奏和方式中，深入理解“植物需要阳光”这一科学概念，提升学习效果和科学素养。
二、结合STEM理念，开展跨学科项目式学习
STEM教育强调跨学科融合，将科学、技术、工程和数学四门学科有机结合，通过项目式学习的方式培养学生的综合素养。在小学科学课堂教学中，结合STEM理念开展跨学科项目式学习，能够让学生在解决实际问题的过程中，深入理解各学科知识之间的联系，提高综合运用知识的能力。
以粤教版五年级科学课本中的“蜡烛的燃烧”这一课为例，教师可以围绕“探究蜡烛燃烧过程中的科学现象并制作相关展示模型”这一项目主题展开教学。在科学方面，学生需要深入探究蜡烛燃烧时发生的化学反应，如蜡烛的熔化、汽化、燃烧以及生成二氧化碳和水等过程，通过实验观察和数据分析，理解燃烧的本质和条件。在技术层面，学生要学习使用各种实验仪器，如酒精灯、燃烧匙、集气瓶等，掌握正确的操作方法，确保实验的安全和准确性；同时，在后续制作展示模型时，还需运用简单的制作技术，如裁剪、粘贴、拼接等，将探究成果以直观的形式呈现出来。在工程环节，学生可以以小组为单位，设计并制作一个能够展示蜡烛燃烧过程和原理的模型。同时，学生应进行规划、分工，考虑模型的结构、材料选择以及展示效果，经历从设计草图、选择材料到实际制作、调试改进的全过程，培养工程思维和团队协作能力。在数学方面，学生在实验过程中需要测量蜡烛燃烧的时间、长度变化，计算燃烧速度，分析实验数据，通过图表、统计等方式呈现数据，运用数学知识解释蜡烛燃烧过程中的规律。
三、创新教学模式，提升课堂互动性与趣味性
传统的科学课堂教学模式以教师讲授为主，学生被动接受知识，课堂互动性和趣味性不足。在人工智能时代，创新教学模式，提升课堂互动性与趣味性是提高科学课堂教学质量的重要手段。
以粤教版五年级科学课本中的“空气中有水吗”这一课为例，教师可以先利用AR技术展示生活中一些空气中有水的现象，如清晨草叶上的露珠、冬天窗户上的冰花等，让学生直观地感受空气中有水这一事实。接着，教师可以开展一个“寻找空气中水的踪迹”的科学实验模拟游戏，学生在虚拟实验室中，通过控制不同的实验条件，如温度、湿度等，观察水蒸气的凝结过程，从而深入理解空气中水的存在形式和变化规律。最后，教师还可以利用在线教学平台组织小组竞赛，让学生分享自己在生活中发现空气中有水的例子，并进行投票评选出最有创意的发现，以此激发学生的学习兴趣和参与度，提升课堂互动性与趣味性，进而提高科学课堂教学质量。
四、结语
综上所述，通过融合人工智能技术、结合STEM理念以及创新教学模式等策略，有助于提高学生学习积极性、培养创新思维与实践能力，为小学STEM教育与科学课堂教学模式的改革提供有益参考。