當“雙減”遇上AI時代，科學教育課程資源開發如何破局？一起來看這場“重光”實踐

在“雙減”政策深入推進與人工智能技術迅猛發展的當下，小學科學教育面臨着從碎片化知識傳授向系統性素養培育的轉型挑戰。重慶兩江新區重光小學校以政策文化爲引領基石，以課程課堂爲實施核心，以多元協同爲支撐網絡，以AI技術爲創新引擎，歷經多年探索，打造出覆蓋全學段、貫通課內外的科學課程資源生態。

如何以活化課程資源解決政策落地難題?

科學教育資源開發首先要解決“方向在哪裡”的問題。爲此，學校專門成立“大科學教育創新領導小組”，將教育部等十八部門印發的《關於加強新時代中小學科學教育工作的意見》等政策文本轉化爲《重光小學科學教育五年行動計劃》。這份行動計劃明確了12 項核心指標，涵蓋跨學科課程開發、校外基地拓展等維度，確保資源開發精準對接國家要求，聚焦實踐行動。

作爲首批“全國中小學科學教育實驗校”“重慶市航空特色學校”，學校將航天文化作爲資源開發切入點。在校園裡，“航天長廊”展示着從神舟飛船到嫦娥探月的發展歷程，“科創中心”配備了航模製作臺等實驗裝置。這些實體空間不僅是文化景觀，更是課程實施的載體。學校系統開發“航天+”跨學科主題課程羣：低年級學生在“航天種植基地”觀察太空種子與普通種子的生長差異，中年級學生通過AR技術模擬火箭發射軌跡，高年級學生則研究航天器熱防護材料。這種“場景激發需求—內容承載知識—實踐深化體驗”的資源閉環，讓航天精神從展板走進學生的實驗報告。

如何構建從課程到課堂的科學教育資源體系？

滿足差異化發展的課程資源矩陣

基礎課程的沉浸式建構。以國家科學課程爲基底，融入10%的跨學科內容，打造“物—器—道”三階博物課程。例如，低年級的《黃桷樹》課，學生通過木材浸水實驗、虛擬建模等方式探究自然現象；中年級的《重慶橋》課，結合數學測量和工程設計分析橋樑結構；高年級的《盧作孚》課，融合歷史、地理學科探討實業救國思想。這種按學段設計的梯度課程，讓學生在“萬物爲教材，世界即課堂”的理念中實現跨學科知識融合。

興趣課程的項目式開發。面向學生差異化需求，學校開發了20餘門科技類興趣課程資源包。“家庭實驗室”項目配套的《鹽水發電小車》實驗指南，不僅提供材料清單和操作步驟，還設計了“家庭實踐記錄單”和“校園視頻展示”環節。學生自主開發的“逆流而上”實驗視頻在學校視頻號獲得1.2萬次播放，這些生成性資源又反哺了課程建設，目前已積累300餘個實驗案例。

拔尖課程的科研化供給。依託“重慶市創新人才培養雛鷹計劃”，成立了“重光少年科學院”“重光少年工程院”，聯合西北工業大學開發“航天+”課程資源包。例如，學生在西工大風洞實驗室開展的“航天+”動力微科研項目中，需要完成從方案設計到試飛調試的全流程。近三年，許多參與項目的學生獲評“重慶市科技小能手”，在教育部科技類白名單賽事及全國青少年信息學奧賽中榮獲一等獎，凸顯了拔尖課程資源對創新能力的培育價值。

圍繞“5E探究鏈”開發配套課堂資源

課程供給需要在課堂上實現轉化。學校主張“爲思維而教”，圍繞5E探究式課堂鏈“參與—探究—解釋—拓展—評價”系統開發配套資源，構建支持學生問題解決和思維進階的課堂資源。

參與環節的情境化資源開發。學校針對性開發情境化資源，例如在“航天生態循環系統”教學中，精選中國空間站實驗視頻片段，設計問題鏈資源包（如“航天員如何自給自足”“植物生長與水循環有什麼關係”），這種情境化導入使學生的前導知識與新問題產生認知衝突，顯著提升了課堂參與度。

探究環節的個性化資源賦能。依託智慧平臺及生成式人工智能（GAI）技術，開發個性化探究資源生成系統。系統能自動生成圖示、模擬動畫和跨學科問題鏈，教師可根據學生水平快速重組資源，爲其量身定製探究任務包。

解釋環節的交互性資源建構。開發支持交互展示的課堂資源，利用交互大屏等工具設計“小博士講壇”展示模板與數據可視化工具包。例如，在“空間植物栽培技術”教學中，學生通過拖拽圖表組件呈現實驗數據，結合中國空間站的真實案例解釋科學原理，讓抽象概念變得可觸可感。

拓展環節的場景化資源遷移。系統鏈接並深化校內外實踐資源應用。例如，將“航天育種”實驗延伸到校園種植園和家庭陽臺，開發對比實驗方案和觀察記錄工具，使科學探究從課堂走向生活。

評價環節的數智化資源創新。基於人工智能工具構建“科學素養成長檔案”，可視化呈現學生在“課堂參與、實驗操作”等維度的學習軌跡與進步，顯著提升課堂評價的科學性與時效性。

如何四聯共進、多元協同開發科學教育資源網絡？

館校聯合：構建移動科學場資源網絡

學校與重慶科技館建立“館校合作基地”，開展“重慶市創新人才培養雛鷹計劃”：學生定期走進科技館“太空探索展廳”，利用VR設備模擬航天員訓練，參與“雛鷹計劃”等館校共建項目；科技輔導員、科普專家、航天專家每學期到校開設“古生物化石探秘”“翩翩神舟我領航”等主題講座，合作開發跨學科校本課程資源包。館校聯合的創新實踐，讓學校科學教育打破校園圍牆，學生不僅習得了知識，更培育了像科學家一樣觀察、思考、實踐的能力。

院校聯袂：搭建科研資源轉化通道

學校依託西北工業大學、重慶第二師範學院等高校資源，構建“大博士+小博士”聯動機制：西工大博士擔任“大博士”導師，指導重光“小博士”走進實驗室，開展“航天+”動力等微科研項目，培養建模思維與數據處理能力。院校聯袂的創新實踐，讓學校航天特色教育接上“科研天線”，爲“培育具有科學家潛質的創新人才”目標註入強勁動力。

家校聯手：激活家庭科學教育資源

學校推行“家庭科學實驗室”計劃，構建“學校指導—家庭實踐—校園展示”鏈條：家長與孩子共同完成“鹽水發電小車”“淨水過濾”等趣味實驗。每月通過視頻號展示優秀家庭實驗案例，如學生自主設計的“逆流而上”家庭實驗獲超萬次播放。“六一”舉辦“家庭實驗室市集”，家長與孩子合作展示實驗探究過程，已累計產出優秀家庭實驗室作品百餘項。通過家校聯手賦能科學教育，爲學校“人人爭做科學達人”的育人理念提供生動註腳。

企校聯盟：建立產業資源轉化鏈條

學校與相關企業共建“科技創新實踐基地”，實現產業資源向教育資源的創造性轉化。如企業工程師到校開設“航天+”航模設計社團，指導學生使用基礎材料設計火箭模型，引入“空氣動力學”簡化原理，通過風洞模擬試驗測試模型性能。同時，結合商業火箭研發流程，工程師帶領學生經歷“方案設計—原型製作—試飛調試—改進迭代”全流程，直觀理解航天動力原理。企校聯盟的創新實踐，讓學校科學教育接上“產業地氣”，讓學生親眼見證科學知識如何轉化爲現實生產力。

如何讓AI技術驅動科學教育資源生態創新？

虛實融合：拓展教育場域

學校巧妙整合國家中小學智慧教育平臺“漫遊科技館”等公共虛擬資源，開發與之配套的課後服務活動資源包。通過VR全景、球幕漫遊等技術應用，解決傳統課後服務資源獲取難、內容單一、體驗淺顯的問題，構建覆蓋廣泛科技內容的虛實融合資源場域，讓學生在校就能領略全國各地科技館的魅力，極大地拓寬了資源視野。

人機共創：深化價值引領

研發“光博士”科學教育智能體，與虛擬仿真實驗室技術深度融合。前者提供情境化對話，爲學生搭建科學與社會認知橋樑；後者則專注於歷史場景與爭議史料呈現，開發思辨資源，實現科學本質認知與責任教育的融合。“光博士”與GAI虛擬實驗室的結合，打破了傳統科學教育中“知識與價值割裂”的困境。

精準推送：賦能科學探究

學校優化升級“家庭實驗室”項目資源體系，開發基於AI算法的個性化資源推送引擎。系統根據學生興趣標籤，自動生成並精準推送匹配的探究主題、實驗方案模板、安全操作指南及跨學科資源包，顯著降低家庭自主探究門檻。

數字重生：活化傳統課程

學校對博物課程進行數字化資源開發與重構。開發集成3D模型（如恐龍）、動態地理環境等可視化資源庫，結合數字學習單、實時答題系統及人機互動繪畫模塊，形成“可視化資源—交互性資源—創意思維資源”的數字化課程資源包，推動教學資源從“工具性應用”向“認知橋樑”的價值躍遷。

數智評價：驅動科學決策

針對傳統評價資源過度依賴經驗的侷限，開發基於人工智能大模型的評價資源循證系統。將教學行爲轉化爲量化評價資源，進行時序分析與情境建模，生成動態教學策略建議，支撐起科學教育“全息數據採集—智能證據挖掘—動態策略生成—教學實踐提升”的評價閉環，推動教學評價從經驗驅動向數據驅動跨越。

科學教育的探索讓學校收穫了豐碩成果。學校先後榮獲市級以上榮譽30多項，立項市區級課題15項，論文發表、獲獎200餘篇。學校涌現出一大批具有科學家潛質的重光學子，他們在全國青少年信息素養大賽、重慶市青少年科學素養大賽等各級科技類競賽中斬獲佳績。這些成績充分印證了“文化爲底蘊、課程爲基石、課堂爲載體、協同爲網絡、技術爲引擎”的資源開發體系的有效性。

科學教育是點燃創新火種的引擎，而優質的課程資源則是引擎的燃料。實踐證明，當政策要求轉化爲校本行動，當多元主體形成協同合力，當技術創新賦能教育實踐，科學教育就能真正實現從知識傳授到素養培育的跨越，爲培養擔當民族復興大任的時代新人築牢科學根基。

（李斌 肖英傑 劉丹 作者單位均系重慶兩江新區重光小學校）

《人民教育》13-14期，原標題爲《科學教育課程資源開發的“重光”實踐》，有修改

作者：李斌 肖英傑 劉丹