原生AI課堂點(diǎn)燃科學(xué)教育新生態(tài) 華陽實(shí)小創(chuàng)新實(shí)踐

當(dāng)虛擬實(shí)驗(yàn)室的AR光影在教室中流轉(zhuǎn)，當(dāng)AI學(xué)伴實(shí)時(shí)解析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，當(dāng)“磁鐵里的量子糾纏”通過全息投影躍然眼前——2025年9月29日，四川省教育廳與四川師范大學(xué)基礎(chǔ)教育課程研究中心科學(xué)分中心聯(lián)合舉辦的“人工智能+科學(xué)教育”研討活動(dòng)，在四川天府新區(qū)華陽實(shí)驗(yàn)小學(xué)掀起一場科技與教育深度融合的頭腦風(fēng)暴。來自各地的教育工作者、專家學(xué)者齊聚一堂，共同見證AI如何重構(gòu)科學(xué)教育的邊界。

四川師范大學(xué)基礎(chǔ)教育課程研究中心副主任王亞軍在致辭中提到，AI科學(xué)教育不是簡單的技術(shù)疊加，而是通過“課程重構(gòu)-資源重組-評(píng)價(jià)重塑”的系統(tǒng)性創(chuàng)新，破解科學(xué)教育資源不均、師資薄弱等深層矛盾。同時(shí)提出技術(shù)應(yīng)用需回歸教育本質(zhì)，其團(tuán)隊(duì)正通過構(gòu)建“AI+科學(xué)教育”評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，將學(xué)生的問題提出能力、跨學(xué)科遷移能力等納入評(píng)估框架，避免陷入“為技術(shù)而技術(shù)”的誤區(qū)。并強(qiáng)調(diào)“技術(shù)必須服務(wù)于人的創(chuàng)造性思維培養(yǎng)，而非替代探索過程”。

直面困境：科學(xué)教育的“四重挑戰(zhàn)”

活動(dòng)伊始，華陽實(shí)驗(yàn)小學(xué)專職副書記王東以《人工智能賦能科學(xué)教育創(chuàng)新實(shí)踐》為題，用詳實(shí)數(shù)據(jù)揭示當(dāng)前科學(xué)教育的現(xiàn)實(shí)難題：占地45畝的校園容納78個(gè)班級(jí)、3344名學(xué)生，生均面積不足；具有專業(yè)背景的科學(xué)教師占比不高，50歲以上教師占比過半；傳統(tǒng)課堂依賴“教師演示+PPT講解”，學(xué)生實(shí)踐機(jī)會(huì)有限；評(píng)價(jià)體系對(duì)創(chuàng)新思維、實(shí)踐能力等核心素養(yǎng)覆蓋不足……這些問題成為制約科學(xué)教育發(fā)展的瓶頸。

“困境倒逼改革。”王東介紹，學(xué)校自2021年起探索“AI+四維賦能”體系，通過空間重構(gòu)、師資優(yōu)化、生態(tài)協(xié)同、課程創(chuàng)新逐步突破困局。空間上，開發(fā)AR互動(dòng)課桌系統(tǒng)，將普通教室切換為太陽系運(yùn)行、化學(xué)反應(yīng)微觀過程的沉浸式實(shí)驗(yàn)室；師資上，構(gòu)建“校內(nèi)教師+AI導(dǎo)師+企業(yè)專家”的協(xié)同團(tuán)隊(duì)，通過虛擬教研社區(qū)實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域備課；生態(tài)上，聯(lián)動(dòng)重慶、四川巴中等地的12所學(xué)校成立科學(xué)教育聯(lián)盟；課程上，打造“基礎(chǔ)型-拓展型-研究型”三級(jí)課程，如“校園垃圾分類AI管理系統(tǒng)”“水質(zhì)智能監(jiān)測”等項(xiàng)目，讓科學(xué)探究從課本延伸至真實(shí)世界。

這一體系已初見成效：近三年，學(xué)生獲省、市各級(jí)科創(chuàng)獎(jiǎng)項(xiàng)12項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)課開課率提升至100%，科學(xué)教師專業(yè)背景比例從30%增至45%。

課堂革命：當(dāng)AI成為科學(xué)探索的“超級(jí)助手”

在2025年四川省“人工智能+科學(xué)教育”研討活動(dòng)中，三節(jié)AI科學(xué)課例以技術(shù)深度融合課堂的創(chuàng)新模式，展現(xiàn)了人工智能賦能科學(xué)教育的實(shí)踐路徑。

四川天府新區(qū)華陽實(shí)驗(yàn)小學(xué)朱媛媛老師執(zhí)教的《多變的天氣》，通過AR技術(shù)將傳統(tǒng)氣象知識(shí)轉(zhuǎn)化為沉浸式學(xué)習(xí)體驗(yàn)。學(xué)生通過AR設(shè)備，可實(shí)時(shí)調(diào)整大氣濕度、溫度、高度等參數(shù)，觀察臺(tái)風(fēng)形成、降雨、降雪過程等動(dòng)態(tài)模擬。例如，通過手勢交互改變氣壓值，直觀理解“冷鋒過境引發(fā)暴雨”的原理。課堂結(jié)合虛擬氣象符號(hào)設(shè)計(jì)，學(xué)生可自主創(chuàng)建個(gè)性化天氣圖譜，將抽象概念具象化。

成都市教科院實(shí)驗(yàn)中學(xué)羅卓老師的《磁鐵里的乾坤》，利用虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)突破傳統(tǒng)教具限制。通過三維動(dòng)態(tài)模型，學(xué)生可多角度觀察磁感線分布，探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象。例如，調(diào)整電流強(qiáng)度時(shí)，虛擬磁鐵實(shí)時(shí)顯示磁場強(qiáng)弱變化，配合數(shù)據(jù)可視化圖表，幫助學(xué)生理解“磁場強(qiáng)度與電流關(guān)系”。課堂還引入磁懸浮實(shí)驗(yàn)?zāi)M，學(xué)生通過參數(shù)設(shè)置嘗試讓鐵環(huán)懸浮，深化對(duì)磁場作用力的認(rèn)知。

成都東部新區(qū)賈家高級(jí)中學(xué)張淑華老師的《身體里的河流奇幻之旅》，以人體血液循環(huán)系統(tǒng)為核心，融合AR解剖與物理仿真實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過AR設(shè)備“進(jìn)入”虛擬人體，觀察心臟泵血時(shí)血液流速變化，并通過觸控操作拆分血管結(jié)構(gòu)，對(duì)比動(dòng)脈與靜脈的管壁差異。課程還設(shè)計(jì)“血栓形成”模擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可調(diào)整血脂濃度等變量，直觀看到血流受阻過程，理解心血管疾病成因。“科學(xué)教育不僅要傳遞知識(shí)，更要喚醒對(duì)生命與自然的敬畏。”張淑華的結(jié)語引發(fā)熱烈掌聲。

課后，學(xué)生反饋顯示：85%認(rèn)為AI技術(shù)幫助理解復(fù)雜概念，72%表示更愿意主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

專家點(diǎn)評(píng)：技術(shù)向善，育人為本

在點(diǎn)評(píng)環(huán)節(jié)，專家們肯定技術(shù)賦能的同時(shí)強(qiáng)調(diào)教育本質(zhì)。

成都大學(xué)師范學(xué)院院長羅清紅指出，技術(shù)應(yīng)服務(wù)于人的全面發(fā)展。華陽實(shí)小的實(shí)踐證明，AI能釋放教師創(chuàng)造力，讓教育回歸育人本質(zhì)。AI生成的個(gè)性化報(bào)告可精準(zhǔn)定位學(xué)生認(rèn)知盲區(qū)，但需警惕“技術(shù)依賴癥”，例如保留部分傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)器材以保持觸覺體驗(yàn)。

原四川省教育科學(xué)研究院學(xué)術(shù)委員會(huì)常務(wù)副主任青春建議：跨學(xué)科融合是關(guān)鍵。例如，用編程模擬生態(tài)鏈，學(xué)生既學(xué)編程，又理解生物多樣性，這才是素養(yǎng)培育。虛擬實(shí)驗(yàn)替代率超過70%時(shí)，應(yīng)增加動(dòng)手操作環(huán)節(jié)，避免弱化實(shí)踐能力。

實(shí)踐路徑：從課堂創(chuàng)新到生態(tài)共建

華陽實(shí)小的探索已形成可復(fù)制的經(jīng)驗(yàn)。

資源整合：與重慶、四川巴中等地學(xué)校成立“跨區(qū)域教育聯(lián)盟”，共享云端資源庫。

師資培育：通過“科學(xué)家進(jìn)校園”“AI教學(xué)研修班”提升教師能力，目前30%科學(xué)教師可獨(dú)立開發(fā)AI融合課例。

評(píng)價(jià)改革：參與《天府新區(qū)科學(xué)素養(yǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)》研發(fā)，引入AI批改系統(tǒng)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)估效率。

學(xué)校黨總支書記、校長樊杰在采訪中透露，目前學(xué)校依托新區(qū)科學(xué)教育資源，與院校、企業(yè)積極開展科學(xué)教育課程共建、資源共享，讓更多孩子也能觸摸科技前沿。學(xué)校計(jì)劃2026年前建成“社區(qū)科學(xué)實(shí)踐基地”，加大跨學(xué)科AI課程包開發(fā)力度，讓科學(xué)教育走進(jìn)生活。

未來展望：技術(shù)賦能下的教育溫度

夕陽西下，華陽實(shí)小的智慧操場上，學(xué)生們用編程無人機(jī)繪制“星空軌跡”。這場傳統(tǒng)與現(xiàn)代交織的教育實(shí)驗(yàn)，正以“天府樣本”的姿態(tài)，為科學(xué)教育改革提供新思路——技術(shù)不是冰冷的工具，而是點(diǎn)燃好奇心、拓展認(rèn)知邊疆的“火種”。

正如活動(dòng)結(jié)語所言：“當(dāng)AI學(xué)會(huì)‘蹲下身子’與兒童對(duì)話，教育才能真正實(shí)現(xiàn)從知識(shí)傳遞到思維生長的跨越。”（黃小林）