中小学科学教研组管理的变革与策略

【摘要】随着人工智能技术的飞速发展，教育教学迎来了前所未有的变革。数字技术的赋能，不仅能够提高教育教学及管理效率，还能为教师提供个性化的发展体验。本文探讨AI赋能科学教研组管理，结合理论与实践，分析AI技术在教研组管理中的应用，并提出相应的策略与建议。【关键词】数据驱动；教研决策；教学资源整合北京市育才学校创办于1937年。第一任校长是毛泽东、田汉等著名人士的老师徐特立，学校具有先进的教育理念和丰富的教育资源，注重学生的全面发展，为国家培养了大批优秀人才。无论是优秀教师的课程共享，还是教学经验的数字化传播，学校实现了资源的高效整合与调配，突破了地域与校际的限制。目前，优秀课程已经在全国育才教育集团，包括延安育才进行交流。数字时代，积极引入人工智能技术，构建智能化教学环境至关重要。2024年，学校课程中心联合科研室共同组织各学部的区级骨干及以上教师，参与了西城区教委组织的“教师AI学伴、伴研”项目，以及借助AI伴学的有利资源，助力教育管理、教师发展。数字技术支撑下的教研组管理变革教研组是凝聚教学力量、促进教师专业成长的核心枢纽，其管理效率和教研质量直接影响着学生的科学素养和综合能力的发展。在教育数字化的大背景下，借助数字技术与数据分析，精准把握教学动态与学生需求，才能让教研管理更具针对性与前瞻性。笔者作为科学实践组教研组长，带领着团队致力于从理论到实践对科学教育展开研究，在人工智能技术赋能科学教研组管理方面，也有一些探究。1.教研组管理理论支撑与AI介入AI在教育领域的应用基于多种理论，如建构主义理论强调学习是学习者主动建构知识的过程，AI可以通过提供个性化学习资源和情境模拟，助力这一过程。教师能够基于数据洞察学生的学习困难与需求，进而优化教学策略。人工智能技术在教研组管理中的应用，来源于这些理论基础。构建一个以AI为核心的教研组管理理论框架，包括数据收集、分析、决策支持和反馈循环四个部分（表1）。这能够帮助教研组更有效地管理教学资源，提高教学质量。目前，学校教研主要包括教育集团校联合教研、各个分校区联合教研、各个年级联合教研，数智技术为突破时空界限提供便利，为教研组带来了实效。2.教研组管理提升与AI应用在传统的教研组管理中，面临着资源分配不均、教学内容更新不及时、教师专业发展不平衡等问题。数字技术的引入，为解决这些问题提供了新的思路。在科学教研组管理提升与AI应用的实践过程中，一方面，需要优化管理架构，加强教师间的协作交流，定期开展深度研讨活动，促进教学经验与资源的共享，使团队凝聚力与专业素养得以显著增强。另一方面，巧妙融合AI技术，利用智能教学辅助工具进行精准学情分析，为个性化教学提供科学依据；借助AI模拟实验丰富教学手段，激发学生对科学的探索兴趣。通过这些努力，不仅提升了科学教研组的整体管理效能，还为教学质量的飞跃注入了强劲动力，让科学教育在新时代背景下焕发出更为耀眼的光芒。AI助力教师个人专业发展教研组管理与教师个人发展紧密相连。教师强则团队强，教师是教研组的核心力量，教师个人发展对实现教育质量提升具有重要作用，能提升教研组水平。1.AI助力教师专业成长人工智能为教师专业发展开辟了新路径，通过提供精准教学反馈、个性化培训资源推荐以及智能教案辅助等功能，帮助教师从多方面提升教学能力、优化教学方法、丰富教学知识储备，从而更好地适应教育现代化的发展需求，推动教育质量的整体提升。在人工智能的助力下，教师在教育教学的专业道路上才能不断成长与进步，为学生提供更优质的教育服务。比如，学校的希沃教学大模型应用，可以精准捕捉教师的教学环节、师生互动情况等多维度数据，提供详细的教学行为分析报告。教师依据这些反馈，能针对性地优化教学节奏、改进提问策略，提升教学的有效性。再如，利用科大讯飞的产品，输入课程主题、教学目标、教学重难点等关键信息，就能快速生成一份结构完整、内容丰富的教案框架。教师再结合自身的教学风格和班级学情，对教案进行个性化完善，既节省了备课时间，又能从生成的教案中获取新的教学思路与方法。2.教学反思与AI辅助评价教师在教学过程中需要不断反思与自我评价，AI可以提供辅助。例如，通过对教师教学过程数据的分析，提取教学亮点与不足，生成教学反思报告框架，引导教师深入思考教学过程中的问题与改进方向。在教师评价方面，AI评价系统综合学生成绩提升数据、家长与学生满意度调查数据、同行评价数据以及教学过程数据等多维度信息，给出客观、全面的教师评价结果，为教师的职称评定、绩效奖励等提供参考。在教学过程中，AI凭借强大的数据处理能力，精准分析学生学习表现，从作业完成情况到课堂互动细节，皆能给出全面且客观的评价反馈。同时，AI辅助评价丰富了评价维度，不再局限于传统考试成绩，更关注学习过程与能力发展，有力地推动科学教学朝着精准化、高效化、个性化方向稳步迈进，开启科学教育新篇章。3.智能时代下科学教学实现了设计和创新人工智能在科学教学中的应用正逐渐改变传统教学模式，为教学的设计与创新带来诸多可能。以教育科学出版社四年级（下）科学课教材“简单电路”一课为例，以往的教学，往往停留在对电路的认识、连接方法的指导上，学生的学习也是一种固定模式：认识电路元件、学会组装。但是笔者发现，学生的这种被动认识与机械操作的探究效果不是很理想。学生才是学习的主体，应该让学生的思维参与进来，增加设计和创新内容，最终实现科学素养的提升，人工智能的介入实现了科学课堂的现场设计和创新。于是，笔者设计了“怎么控制这盏灯”一课，充分调动学生的思维积极参与，力求通过人工智能的介入让科学概念和科学技术建立联系。基于这样的想法，设计指导思想为：AI赋能创新与设计，通过学生参与设计活动建立科学概念和科学技术之间的关系；通过数智赋能加深对概念的应用和拓展。在本课，人工智能的加入实现了课堂的设计、模拟、验证、创新和应用拓展，课堂结构就发生了新的改变（图1）。人工智能为学习者提供交互式、探究式、个性化、低负荷的学习方式，符合教育发展的新趋势，实现了课堂的设计与创新，有效提升了学生的科学素养和综合能力。为学生创造出沉浸式、交互式的学习情境，激发学生的好奇心与探索欲，有效培养其创新思维与实践能力，科学教学在智能化时代展现出全新的活力与无限的可能，极大地提升了教学的质量与效果。通过本次教学实践，我们深刻认识到人工智能技术在科学教育领域的巨大潜力和价值。教研组AI管理策略与建议强化教研组职能，构建高效教研团队，促进教师协作交流，既要重视评价职能，建立完善的教学与教研成果评估体系，又要激励教师积极创新，笔者认为还需以下策略，方能提升教研组工作效能与教学质量。1.数据驱动的精准教研洞察学校可以建设智慧校园的数智平台，一键式办公，无论身处哪个校区、哪个城市，均能看到集团化办公数据分析，包括所有教研组、教师个人数据。利用人工智能技术收集和分析教研活动数据，如教师教学行为数据、学生学习反馈数据、教学资源使用数据等，精准洞察教研活动中的优势与不足，为后续的教研改进提供数据依据，以优化教学策略，实现学科融合，将教学过程和科学素养培养有机结合，快节奏、高效率地实现校际间、学科间的沟通与合作。2.智能资源管理与调配构建智能教学资源管理平台，运用人工智能对教学资源进行分类、标签和推荐。根据教师的教学需求、学生的学习水平和课程标准，智能匹配和推送合适的教学课件、案例、试题等资源。实时监测资源的使用情况，及时更新和补充优质资源，通过大数据分析追踪学生素养发展的动态变化，为调整教学策略提供及时反馈，提高资源的利用率和更新频率。中小学教研组管理面临着一系列新的变革与挑战，