在“雙減”政策深入推進與人工智能技術迅猛發(fā)展的當下，小學科學教育面臨著從碎片化知識傳授向系統(tǒng)性素養(yǎng)培育的轉型挑戰(zhàn)。重慶兩江新區(qū)重光小學校以政策文化為引領基石，以課程課堂為實施核心，以多元協(xié)同為支撐網(wǎng)絡，以AI技術為創(chuàng)新引擎，歷經(jīng)多年探索，打造出覆蓋全學段、貫通課內(nèi)外的科學課程資源生態(tài)。

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(fā)首先要解決“方向在哪里”的問題。為此，學校專門成立“大科學教育創(chuàng)新領導小組”，將教育部等十八部門印發(fā)的《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》等政策文本轉化為《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(fā)、校外基地拓展等維度，確保資源開發(fā)精準對接國家要求，聚焦實踐行動。

作為首批“全國中小學科學教育實驗校”“重慶市航空特色學?！保瑢W校將航天文化作為資源開發(fā)切入點。在校園里，“航天長廊”展示著從神舟飛船到嫦娥探月的發(fā)展歷程，“科創(chuàng)中心”配備了航模制作臺等實驗裝置。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(tǒng)開發(fā)“航天+”跨學科主題課程群：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(fā)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(fā)需求—內(nèi)容承載知識—實踐深化體驗”的資源閉環(huán)，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(fā)展的課程資源矩陣

基礎課程的沉浸式建構。以國家科學課程為基底，融入10%的跨學科內(nèi)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(xiàn)象；中年級的《重慶橋》課，結合數(shù)學測量和工程設計分析橋梁結構；高年級的《盧作孚》課，融合歷史、地理學科探討實業(yè)救國思想。這種按學段設計的梯度課程，讓學生在“萬物為教材，世界即課堂”的理念中實現(xiàn)跨學科知識融合。

興趣課程的項目式開發(fā)。面向?qū)W生差異化需求，學校開發(fā)了20余門科技類興趣課程資源包。“家庭實驗室”項目配套的《鹽水發(fā)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(huán)節(jié)。學生自主開發(fā)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余個實驗案例。

拔尖課程的科研化供給。依托“重慶市創(chuàng)新人才培養(yǎng)雛鷹計劃”，成立了“重光少年科學院”“重光少年工程院”，聯(lián)合西北工業(yè)大學開發(fā)“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(diào)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(chuàng)新能力的培育價值。

圍繞“5E探究鏈”開發(fā)配套課堂資源

課程供給需要在課堂上實現(xiàn)轉化。學校主張“為思維而教”，圍繞5E探究式課堂鏈“參與—探究—解釋—拓展—評價”系統(tǒng)開發(fā)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(huán)節(jié)的情境化資源開發(fā)。學校針對性開發(fā)情境化資源，例如在“航天生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)”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(huán)有什么關系”），這種情境化導入使學生的前導知識與新問題產(chǎn)生認知沖突，顯著提升了課堂參與度。

探究環(huán)節(jié)的個性化資源賦能。依托智慧平臺及生成式人工智能（GAI）技術，開發(fā)個性化探究資源生成系統(tǒng)。系統(tǒng)能自動生成圖示、模擬動畫和跨學科問題鏈，教師可根據(jù)學生水平快速重組資源，為其量身定制探究任務包。

解釋環(huán)節(jié)的交互性資源建構。開發(fā)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(shù)據(jù)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(xiàn)實驗數(shù)據(jù)，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(huán)節(jié)的場景化資源遷移。系統(tǒng)鏈接并深化校內(nèi)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(fā)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(huán)節(jié)的數(shù)智化資源創(chuàng)新。基于人工智能工具構建“科學素養(yǎng)成長檔案”，可視化呈現(xiàn)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(lián)共進、多元協(xié)同開發(fā)科學教育資源網(wǎng)絡？

館校聯(lián)合：構建移動科學場資源網(wǎng)絡

學校與重慶科技館建立“館校合作基地”，開展“重慶市創(chuàng)新人才培養(yǎng)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(fā)跨學科校本課程資源包。館校聯(lián)合的創(chuàng)新實踐，讓學校科學教育打破校園圍墻，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(lián)袂：搭建科研資源轉化通道

學校依托西北工業(yè)大學、重慶第二師范學院等高校資源，構建“大博士+小博士”聯(lián)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(yǎng)建模思維與數(shù)據(jù)處理能力。院校聯(lián)袂的創(chuàng)新實踐，讓學校航天特色教育接上“科研天線”，為“培育具有科學家潛質(zhì)的創(chuàng)新人才”目標注入強勁動力。

家校聯(lián)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(fā)電小車”“凈水過濾”等趣味實驗。每月通過視頻號展示優(yōu)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?！傲弧迸e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(chǎn)出優(yōu)秀家庭實驗室作品百余項。通過家校聯(lián)手賦能科學教育，為學?！叭巳藸幾隹茖W達人”的育人理念提供生動注腳。

企校聯(lián)盟：建立產(chǎn)業(yè)資源轉化鏈條

學校與相關企業(yè)共建“科技創(chuàng)新實踐基地”，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)資源向教育資源的創(chuàng)造性轉化。如企業(yè)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(yè)火箭研發(fā)流程，工程師帶領學生經(jīng)歷“方案設計—原型制作—試飛調(diào)試—改進迭代”全流程，直觀理解航天動力原理。企校聯(lián)盟的創(chuàng)新實踐，讓學校科學教育接上“產(chǎn)業(yè)地氣”，讓學生親眼見證科學知識如何轉化為現(xiàn)實生產(chǎn)力。

如何讓AI技術驅(qū)動科學教育資源生態(tài)創(chuàng)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“漫游科技館”等公共虛擬資源，開發(fā)與之配套的課后服務活動資源包。通過VR全景、球幕漫游等技術應用，解決傳統(tǒng)課后服務資源獲取難、內(nèi)容單一、體驗淺顯的問題，構建覆蓋廣泛科技內(nèi)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(chuàng)：深化價值引領

研發(fā)“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，為學生搭建科學與社會認知橋梁；后者則專注于歷史場景與爭議史料呈現(xiàn)，開發(fā)思辨資源，實現(xiàn)科學本質(zhì)認知與責任教育的融合?！肮獠┦俊迸cGAI虛擬實驗室的結合，打破了傳統(tǒng)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(yōu)化升級“家庭實驗室”項目資源體系，開發(fā)基于AI算法的個性化資源推送引擎。系統(tǒng)根據(jù)學生興趣標簽，自動生成并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(shù)字重生：活化傳統(tǒng)課程

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

數(shù)智評價：驅(qū)動科學決策

針對傳統(tǒng)評價資源過度依賴經(jīng)驗的局限，開發(fā)基于人工智能大模型的評價資源循證系統(tǒng)。將教學行為轉化為量化評價資源，進行時序分析與情境建模，生成動態(tài)教學策略建議，支撐起科學教育“全息數(shù)據(jù)采集—智能證據(jù)挖掘—動態(tài)策略生成—教學實踐提升”的評價閉環(huán)，推動教學評價從經(jīng)驗驅(qū)動向數(shù)據(jù)驅(qū)動跨越。

科學教育的探索讓學校收獲了豐碩成果。學校先后榮獲市級以上榮譽30多項，立項市區(qū)級課題15項，論文發(fā)表、獲獎200余篇。學校涌現(xiàn)出一大批具有科學家潛質(zhì)的重光學子，他們在全國青少年信息素養(yǎng)大賽、重慶市青少年科學素養(yǎng)大賽等各級科技類競賽中斬獲佳績。這些成績充分印證了“文化為底蘊、課程為基石、課堂為載體、協(xié)同為網(wǎng)絡、技術為引擎”的資源開發(fā)體系的有效性。

科學教育是點燃創(chuàng)新火種的引擎，而優(yōu)質(zhì)的課程資源則是引擎的燃料。實踐證明，當政策要求轉化為校本行動，當多元主體形成協(xié)同合力，當技術創(chuàng)新賦能教育實踐，科學教育就能真正實現(xiàn)從知識傳授到素養(yǎng)培育的跨越，為培養(yǎng)擔當民族復興大任的時代新人筑牢科學根基。

（李斌 肖英杰 劉丹 作者單位均系重慶兩江新區(qū)重光小學校）

《人民教育》13-14期，原標題為《科學教育課程資源開發(fā)的“重光”實踐》，有修改