人工智能助力学生探索太阳系，激发科学建模思维

在现代教育的快速发展中，人工智能技术正扮演着越来越重要的角色，尤其是在科学教育领域。利用新兴的人工智能工具，教师可以帮助学生自主构建科学模型，强化其抽象思维、系统分析及科学推理能力。这些能力的培养，不仅提升了学生对科学的理解，也为他们今后的学习打下坚实的基础。以江苏省南京市百家湖小学六年级的“太阳系大家族”课为例，人工智能的引入让这一课程焕发出新的生机。

在课堂开始时，教师通过市级云展示了学生们之前上传的关于太阳系的理解作品。这些作品中存在着各种不准确之处，引发了学生们热烈的讨论。有一名学生指着作品大声说：“老师，这个木星画得比太阳还大，不太可能！”另一名学生同样提出质疑：“海王星离地球太近了，它应该是最远的！”这样的讨论不仅激发了学生的兴趣，也自然引导了课堂的焦点，围绕“如何用有限的纸张呈现真实的太阳系”展开。

教师提出这个问题后，学生们意识到了“行星之间的大小和距离关系”的重要性，并纷纷开始思考如何获取相关数据。为了帮助学生解决这个难题，教师引入了通过豆包数字人（一种人工智能对话机器人）来获取数据的方式。学生们与虚拟“天文学家”对话，了解到木星的直径为14万千米，地球距离太阳1.5亿千米等庞大的数字。这一系列数据让他们面露难色，意识到用简单的纸张难以呈现如此巨大的宇宙尺度。

教师引导学生进行思考。有的学生提议将单位转换为厘米，有的建议将数据统一除以一个相同的数，这些提议实际上都指向了科学建模中不可或缺的“比例思维”。通过数字人可视化的方式，教师解释了“比例缩放”的原理：如果将太阳比作篮球，地球则像芝麻一样小，而两者的距离则相当于一个标准篮球场的长度。这种跨尺度的比喻有效地突破了学生在空间想象中的局限。

有了清晰的思路，学生们开始在小组内协作建模。随着建模的深入，新的挑战随之而来：若按照等比例缩小，行星要么太小而无法画出，要么纸张又不够大，导致画作无法体现实际的比例关系。正是在这种矛盾中，学生们开始深刻理解宇宙的浩瀚与空旷。

为了解决这个问题，教师使用DeepSeek制作了一个交互式HTML程序，学生在大屏幕上动态观摩真实比例的太阳与八大行星模型。随着他们通过触控板缩放和滑动观察，恍若置身于真实宇宙间，最远的海王星需要滑动很长时间才能找到，一个学生不禁低声感叹：“原来太阳系这么空旷啊……”这种真实的感受让学生们体会到了学科知识与实际宇宙之间的深刻关系。

通过这堂课，学生们不仅获得了行星尺寸和距离的具体数据，还在小组合作与建模实践中，加深了对科学建模思维过程的理解。在模型完成后，学生们意识到行星大小的差异异常悬殊，木星的体积达到了地球的1300多倍，同时，行星间的距离远远超出了它们自身的尺寸，整个宇宙的空旷程度超乎想象。

本堂课的成功，归功于人工智能在教学中的有力支撑。它不仅帮助学生掌握了科学建模的“比例思维”，更在数据与模型转化的过程中完成了从“想象”到“科学”的认知跃迁。一位学生在课后日志中如是写道：“以前觉得太阳系只是课本上的插图，今天才发现它如此壮丽。技术让我‘看见’了看不见的真相。”

人工智能的介入，不仅提升了课堂的趣味性与互动性，更激发了学生对科学的探索精神。通过这一案例，我们不难看出，科技与教育的结合正为学生开启了一扇通往星辰大海的大门，让他们对未知的宇宙充满好奇与向往。未来，随着人工智能技术的不断进步，我们期待其能在科学教育中发挥更大的潜力，培养出更多具备创新思维和科学素养的未来人才。