隨著大語(yǔ)言模型的跨越式發(fā)展，人工智能正在突破傳統(tǒng)教育工具的功能邊界，為科學(xué)教育帶來(lái)新的可能。在蘇教版小學(xué)科學(xué)六年級(jí)上冊(cè)“太陽(yáng)系大家族”一課的教學(xué)中，筆者面對(duì)“行星位置關(guān)系”“天體比例關(guān)系”等教學(xué)難點(diǎn)，通過(guò)引入人工智能技術(shù)，幫助學(xué)生自主建構(gòu)科學(xué)模型，培養(yǎng)學(xué)生抽象思維、系統(tǒng)分析和科學(xué)推理能力。

　　課堂伊始，投屏出課前學(xué)生通過(guò)市級(jí)云平臺(tái)上傳的目前自己對(duì)太陽(yáng)系認(rèn)識(shí)的作品，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比分析?！袄蠋?，這個(gè)木星畫(huà)得比太陽(yáng)還大，不太可能。”“老師，海王星離地球太近了，它應(yīng)該是最遠(yuǎn)的！”……學(xué)生們指著屏幕紛紛討論著。筆者順勢(shì)提問(wèn)：“如何用有限的紙張呈現(xiàn)真實(shí)的太陽(yáng)系？”問(wèn)題拋出后，課堂焦點(diǎn)轉(zhuǎn)向?qū)μ?yáng)系八大行星之間大小和距離的關(guān)系的理解。

　　為用模型還原出真實(shí)的太陽(yáng)系，學(xué)生提出需要八大行星直徑和八大行星與太陽(yáng)距離的數(shù)據(jù)。筆者啟動(dòng)豆包數(shù)字人，學(xué)生對(duì)話虛擬“天文學(xué)家”，即時(shí)獲取詳細(xì)參數(shù)。看到木星直徑14萬(wàn)千米、地球距太陽(yáng)1.5億千米等龐大數(shù)字，學(xué)生面露難色。

　　筆者引導(dǎo)學(xué)生思考后，有的學(xué)生提議修改單位為厘米，有的學(xué)生主張除以相同的數(shù)，本質(zhì)上都指向了科學(xué)建模的“比例思維”。數(shù)字人此時(shí)以可視化方式解釋“比例縮放”原理：若將太陽(yáng)比作籃球，地球只是芝麻大小，而兩者距離相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)籃球場(chǎng)的長(zhǎng)度。這種跨尺度對(duì)比有效突破了學(xué)生空間想象的認(rèn)知屏障。

　　有了方法，學(xué)生開(kāi)始小組協(xié)作建模，但新的難題出現(xiàn)：按照等比例縮小，要么行星小得畫(huà)不出來(lái)，要么把行星畫(huà)清楚紙張又不夠大。這一矛盾恰好成為理解宇宙浩瀚的契機(jī)。筆者隨即打開(kāi)用DeepSeek制作的交互式HTML程序，屏幕上動(dòng)態(tài)展開(kāi)真實(shí)比例的太陽(yáng)與八大行星的模型。學(xué)生縮放滑動(dòng)平板觀察，發(fā)現(xiàn)即便地球縮至1毫米，八大行星的間距也很大，最遠(yuǎn)的海王星要滑動(dòng)半天才能找到?！霸瓉?lái)太陽(yáng)系這么空曠啊……”一名學(xué)生低聲感嘆。從參數(shù)獲取到比例認(rèn)知，從建模沖突到空間感悟，教學(xué)完整再現(xiàn)了科學(xué)建模思維的真實(shí)發(fā)生過(guò)程。

　　模型完成后，學(xué)生總結(jié)發(fā)現(xiàn)：行星大小差異懸殊，木星體積是地球的1300多倍；行星間距遠(yuǎn)超自身尺寸，宇宙的空曠程度遠(yuǎn)超想象。

　　本課中，人工智能成為學(xué)生探索學(xué)習(xí)的有力支架，不僅讓學(xué)生掌握了比例思維，更在數(shù)據(jù)與模型的轉(zhuǎn)化中，完成從“想象”到“科學(xué)”的認(rèn)知躍遷。正如課后一名學(xué)生在日志中寫(xiě)道：“以前覺(jué)得太陽(yáng)系就是課本上的插圖，今天才發(fā)現(xiàn)它如此壯麗。技術(shù)讓我‘看見(jiàn)’了看不見(jiàn)的真相?！庇钪娴膴W秘?zé)o窮無(wú)盡，而人工智能與教育的結(jié)合，正為學(xué)生打開(kāi)一扇通往星辰大海的大門(mén)。

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《中國(guó)教育報(bào)》2025年06月24日 第04版