和學(xué)生一起用AI丈量太陽系

　　隨著大語言模型的跨越式發(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)教育帶來新的可能。在蘇教版小學(xué)科學(xué)六年級上冊“太陽系大家族”一課的教學(xué)中，筆者面對“行星位置關(guān)系”“天體比例關(guān)系”等教學(xué)難點(diǎn)，通過引入人工智能技術(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)生通過市級云平臺上傳的目前自己對太陽系認(rèn)識的作品，引導(dǎo)學(xué)生對比分析。“老師，這個木星畫得比太陽還大，不太可能?！薄袄蠋?，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。筆者順勢提問：“如何用有限的紙張呈現(xiàn)真實的太陽系？”問題拋出后，課堂焦點(diǎn)轉(zhuǎn)向?qū)μ栂蛋舜笮行侵g大小和距離的關(guān)系的理解。

　　為用模型還原出真實的太陽系，學(xué)生提出需要八大行星直徑和八大行星與太陽距離的數(shù)據(jù)。筆者啟動豆包數(shù)字人，學(xué)生對話虛擬“天文學(xué)家”，即時獲取詳細(xì)參數(shù)?？吹侥拘侵睆?4萬千米、地球距太陽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)字人此時以可視化方式解釋“比例縮放”原理：若將太陽比作籃球，地球只是芝麻大小，而兩者距離相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)籃球場的長度。這種跨尺度對比有效突破了學(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，要么行星小得畫不出來，要么把行星畫清楚紙張又不夠大。這一矛盾恰好成為理解宇宙浩瀚的契機(jī)。筆者隨即打開用DeepSeek制作的交互式HTML程序，屏幕上動態(tài)展開真實比例的太陽與八大行星的模型。學(xué)生縮放滑動平板觀察，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)的海王星要滑動半天才能找到?！霸瓉硖栂颠@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)建模思維的真實發(fā)生過程。

　　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)生在日志中寫道：“以前覺得太陽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’了看不見的真相?！庇钪娴膴W秘?zé)o窮無盡，而人工智能與教育的結(jié)合，正為學(xué)生打開一扇通往星辰大海的大門。

　?。ㄗ髡邌挝唬航K省南京市百家湖小學(xué)）

《中國教育報》2025年06月24日 第04版