原生AI课堂点燃科学教育新生态 华阳实验小学“人工智能+科学教育”创新实践

当虚拟实验室的AR光影在教室中流转，当AI学伴实时解析实验数据，当“磁铁里的量子纠缠”通过全息投影跃然眼前——2025年9月29日，四川省教育厅与四川师范大学基础教育课程研究中心科学分中心联合举办的“人工智能+科学教育”研讨活动，在四川天府新区华阳实验小学掀起一场科技与教育深度融合的头脑风暴。来自各地的教育工作者、专家学者齐聚一堂，共同见证AI如何重构科学教育的边界。

四川师范大学基础教育课程研究中心副主任王亚军在致辞中提到，AI科学教育不是简单的技术叠加，而是通过“课程重构-资源重组-评价重塑”的系统性创新，破解科学教育资源不均、师资薄弱等深层矛盾。同时提出技术应用需回归教育本质，其团队正通过构建“AI+科学教育”评价指标体系，将学生的问题提出能力、跨学科迁移能力等纳入评估框架，避免陷入“为技术而技术”的误区。并强调“技术必须服务于人的创造性思维培养，而非替代探索过程”。

直面困境：科学教育的“四重挑战”

活动伊始，华阳实验小学专职副书记王东以《人工智能赋能科学教育创新实践》为题，用详实数据揭示当前科学教育的现实难题：占地45亩的校园容纳78个班级、3344名学生，生均面积不足；具有专业背景的科学教师占比不高，50岁以上教师占比过半；传统课堂依赖“教师演示+PPT讲解”，学生实践机会有限；评价体系对创新思维、实践能力等核心素养覆盖不足……这些问题成为制约科学教育发展的瓶颈。

“困境倒逼改革。”王东介绍，学校自2021年起探索“AI+四维赋能”体系，通过空间重构、师资优化、生态协同、课程创新逐步突破困局。空间上，开发AR互动课桌系统，将普通教室切换为太阳系运行、化学反应微观过程的沉浸式实验室；师资上，构建“校内教师+AI导师+企业专家”的协同团队，通过虚拟教研社区实现跨区域备课；生态上，联动重庆、四川巴中等地的12所学校成立科学教育联盟；课程上，打造“基础型-拓展型-研究型”三级课程，如“校园垃圾分类AI管理系统”“水质智能监测”等项目，让科学探究从课本延伸至真实世界。

这一体系已初见成效：近三年，学生获省、市各级科创奖项12项，实验课开课率提升至100%，科学教师专业背景比例从30%增至45%。

课堂革命：当AI成为科学探索的“超级助手”

在2025年四川省“人工智能+科学教育”研讨活动中，三节AI科学课例以技术深度融合课堂的创新模式，展现了人工智能赋能科学教育的实践路径。

四川天府新区华阳实验小学朱媛媛老师执教的《多变的天气》，通过AR技术将传统气象知识转化为沉浸式学习体验。学生通过AR设备，可实时调整大气湿度、温度、高度等参数，观察台风形成、降雨、降雪过程等动态模拟。例如，通过手势交互改变气压值，直观理解“冷锋过境引发暴雨”的原理。课堂结合虚拟气象符号设计，学生可自主创建个性化天气图谱，将抽象概念具象化。

成都市教科院实验中学罗卓老师的《磁铁里的乾坤》，利用虚拟实验平台突破传统教具限制。通过三维动态模型，学生可多角度观察磁感线分布，探究电磁感应现象。例如，调整电流强度时，虚拟磁铁实时显示磁场强弱变化，配合数据可视化图表，帮助学生理解“磁场强度与电流关系”。课堂还引入磁悬浮实验模拟，学生通过参数设置尝试让铁环悬浮，深化对磁场作用力的认知。

成都东部新区贾家高级中学张淑华老师的《身体里的河流奇幻之旅》，以人体血液循环系统为核心，融合AR解剖与物理仿真实验。学生通过AR设备“进入”虚拟人体，观察心脏泵血时血液流速变化，并通过触控操作拆分血管结构，对比动脉与静脉的管壁差异。课程还设计“血栓形成”模拟实验，学生可调整血脂浓度等变量，直观看到血流受阻过程，理解心血管疾病成因。“科学教育不仅要传递知识，更要唤醒对生命与自然的敬畏。”张淑华的结语引发热烈掌声。

课后，学生反馈显示：85%认为AI技术帮助理解复杂概念，72%表示更愿意主动参与实验设计。

专家点评：技术向善，育人为本

在点评环节，专家们肯定技术赋能的同时强调教育本质。

成都大学师范学院院长罗清红指出，技术应服务于人的全面发展。华阳实小的实践证明，AI能释放教师创造力，让教育回归育人本质。AI生成的个性化报告可精准定位学生认知盲区，但需警惕“技术依赖症”，例如保留部分传统实验器材以保持触觉体验。

原四川省教育科学研究院学术委员会常务副主任青春建议：跨学科融合是关键。例如，用编程模拟生态链，学生既学编程，又理解生物多样性，这才是素养培育。虚拟实验替代率超过70%时，应增加动手操作环节，避免弱化实践能力。

实践路径：从课堂创新到生态共建

华阳实小的探索已形成可复制的经验。

资源整合：与重庆、四川巴中等地学校成立“跨区域教育联盟”，共享云端资源库。

师资培育：通过“科学家进校园”“AI教学研修班”提升教师能力，目前30%科学教师可独立开发AI融合课例。

评价改革：参与《天府新区科学素养评价指标》研发，引入AI批改系统优化实验报告评估效率。

学校党总支书记、校长樊杰在采访中透露，目前学校依托新区科学教育资源，与院校、企业积极开展科学教育课程共建、资源共享，让更多孩子也能触摸科技前沿。学校计划2026年前建成“社区科学实践基地”，加大跨学科AI课程包开发力度，让科学教育走进生活。

未来展望：技术赋能下的教育温度

夕阳西下，华阳实小的智慧操场上，学生们用编程无人机绘制“星空轨迹”。这场传统与现代交织的教育实验，正以“天府样本”的姿态，为科学教育改革提供新思路——技术不是冰冷的工具，而是点燃好奇心、拓展认知边疆的“火种”。

正如活动结语所言：“当AI学会‘蹲下身子’与儿童对话，教育才能真正实现从知识传递到思维生长的跨越。”（黄小林）