在“雙減”政策深入推進(jìn)與人工智能技術(shù)迅猛發(fā)展的當(dāng)下，小學(xué)科學(xué)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(zhuǎn)型挑戰(zhàn)。重慶兩江新區(qū)重光小學(xué)校以政策文化為引領(lǐng)基石，以課程課堂為實(shí)施核心，以多元協(xié)同為支撐網(wǎng)絡(luò)，以AI技術(shù)為創(chuàng)新引擎，歷經(jīng)多年探索，打造出覆蓋全學(xué)段、貫通課內(nèi)外的科學(xué)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(xué)教育資源開發(fā)首先要解決“方向在哪里”的問題。為此，學(xué)校專門成立“大科學(xué)教育創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)小組”，將教育部等十八部門印發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)新時代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見》等政策文本轉(zhuǎn)化為《重光小學(xué)科學(xué)教育五年行動計(jì)劃》。這份行動計(jì)劃明確了12 項(xiàng)核心指標(biāo)，涵蓋跨學(xué)科課程開發(fā)、校外基地拓展等維度，確保資源開發(fā)精準(zhǔn)對接國家要求，聚焦實(shí)踐行動。

作為首批“全國中小學(xué)科學(xué)教育實(shí)驗(yàn)校”“重慶市航空特色學(xué)?！保瑢W(xué)校將航天文化作為資源開發(fā)切入點(diǎn)。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(shí)驗(yàn)裝置。這些實(shí)體空間不僅是文化景觀，更是課程實(shí)施的載體。學(xué)校系統(tǒng)開發(fā)“航天+”跨學(xué)科主題課程群：低年級學(xué)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(xué)生通過AR技術(shù)模擬火箭發(fā)射軌跡，高年級學(xué)生則研究航天器熱防護(hù)材料。這種“場景激發(fā)需求—內(nèi)容承載知識—實(shí)踐深化體驗(yàn)”的資源閉環(huán)，讓航天精神從展板走進(jìn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

如何構(gòu)建從課程到課堂的科學(xué)教育資源體系？

滿足差異化發(fā)展的課程資源矩陣

基礎(chǔ)課程的沉浸式建構(gòu)。以國家科學(xué)課程為基底，融入10%的跨學(xué)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(xué)生通過木材浸水實(shí)驗(yàn)、虛擬建模等方式探究自然現(xiàn)象；中年級的《重慶橋》課，結(jié)合數(shù)學(xué)測量和工程設(shè)計(jì)分析橋梁結(jié)構(gòu)；高年級的《盧作孚》課，融合歷史、地理學(xué)科探討實(shí)業(yè)救國思想。這種按學(xué)段設(shè)計(jì)的梯度課程，讓學(xué)生在“萬物為教材，世界即課堂”的理念中實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科知識融合。

興趣課程的項(xiàng)目式開發(fā)。面向?qū)W生差異化需求，學(xué)校開發(fā)了20余門科技類興趣課程資源包。“家庭實(shí)驗(yàn)室”項(xiàng)目配套的《鹽水發(fā)電小車》實(shí)驗(yàn)指南，不僅提供材料清單和操作步驟，還設(shè)計(jì)了“家庭實(shí)踐記錄單”和“校園視頻展示”環(huán)節(jié)。學(xué)生自主開發(fā)的“逆流而上”實(shí)驗(yàn)視頻在學(xué)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(shè)，目前已積累300余個實(shí)驗(yàn)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(jì)劃”，成立了“重光少年科學(xué)院”“重光少年工程院”，聯(lián)合西北工業(yè)大學(xué)開發(fā)“航天+”課程資源包。例如，學(xué)生在西工大風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室開展的“航天+”動力微科研項(xiàng)目中，需要完成從方案設(shè)計(jì)到試飛調(diào)試的全流程。近三年，許多參與項(xiàng)目的學(xué)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(xué)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(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化。學(xué)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(gòu)建支持學(xué)生問題解決和思維進(jìn)階的課堂資源。

參與環(huán)節(jié)的情境化資源開發(fā)。學(xué)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(xué)中，精選中國空間站實(shí)驗(yàn)視頻片段，設(shè)計(jì)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(guān)系”），這種情境化導(dǎo)入使學(xué)生的前導(dǎo)知識與新問題產(chǎn)生認(rèn)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(shù)，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(xué)科問題鏈，教師可根據(jù)學(xué)生水平快速重組資源，為其量身定制探究任務(wù)包。

解釋環(huán)節(jié)的交互性資源建構(gòu)。開發(fā)支持交互展示的課堂資源，利用交互大屏等工具設(shè)計(jì)“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(shù)”教學(xué)中，學(xué)生通過拖拽圖表組件呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合中國空間站的真實(shí)案例解釋科學(xué)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(shí)踐資源應(yīng)用。例如，將“航天育種”實(shí)驗(yàn)延伸到校園種植園和家庭陽臺，開發(fā)對比實(shí)驗(yàn)方案和觀察記錄工具，使科學(xué)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?；谌斯ぶ悄芄ぞ邩?gòu)建“科學(xué)素養(yǎng)成長檔案”，可視化呈現(xiàn)學(xué)生在“課堂參與、實(shí)驗(yàn)操作”等維度的學(xué)習(xí)軌跡與進(jìn)步，顯著提升課堂評價的科學(xué)性與時效性。

如何四聯(lián)共進(jìn)、多元協(xié)同開發(fā)科學(xué)教育資源網(wǎng)絡(luò)？

館校聯(lián)合：構(gòu)建移動科學(xué)場資源網(wǎng)絡(luò)

學(xué)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(jì)劃”：學(xué)生定期走進(jìn)科技館“太空探索展廳”，利用VR設(shè)備模擬航天員訓(xùn)練，參與“雛鷹計(jì)劃”等館校共建項(xiàng)目；科技輔導(dǎo)員、科普專家、航天專家每學(xué)期到校開設(shè)“古生物化石探秘”“翩翩神舟我領(lǐng)航”等主題講座，合作開發(fā)跨學(xué)科校本課程資源包。館校聯(lián)合的創(chuàng)新實(shí)踐，讓學(xué)?？茖W(xué)教育打破校園圍墻，學(xué)生不僅習(xí)得了知識，更培育了像科學(xué)家一樣觀察、思考、實(shí)踐的能力。

院校聯(lián)袂：搭建科研資源轉(zhuǎn)化通道

學(xué)校依托西北工業(yè)大學(xué)、重慶第二師范學(xué)院等高校資源，構(gòu)建“大博士+小博士”聯(lián)動機(jī)制：西工大博士擔(dān)任“大博士”導(dǎo)師，指導(dǎo)重光“小博士”走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，開展“航天+”動力等微科研項(xiàng)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(shí)踐，讓學(xué)校航天特色教育接上“科研天線”，為“培育具有科學(xué)家潛質(zhì)的創(chuàng)新人才”目標(biāo)注入強(qiáng)勁動力。

家校聯(lián)手：激活家庭科學(xué)教育資源

學(xué)校推行“家庭科學(xué)實(shí)驗(yàn)室”計(jì)劃，構(gòu)建“學(xué)校指導(dǎo)—家庭實(shí)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(shí)驗(yàn)。每月通過視頻號展示優(yōu)秀家庭實(shí)驗(yàn)案例，如學(xué)生自主設(shè)計(jì)的“逆流而上”家庭實(shí)驗(yàn)獲超萬次播放?！傲弧迸e辦“家庭實(shí)驗(yàn)室市集”，家長與孩子合作展示實(shí)驗(yàn)探究過程，已累計(jì)產(chǎn)出優(yōu)秀家庭實(shí)驗(yàn)室作品百余項(xiàng)。通過家校聯(lián)手賦能科學(xué)教育，為學(xué)校“人人爭做科學(xué)達(dá)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(zhuǎn)化鏈條

學(xué)校與相關(guān)企業(yè)共建“科技創(chuàng)新實(shí)踐基地”，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)資源向教育資源的創(chuàng)造性轉(zhuǎn)化。如企業(yè)工程師到校開設(shè)“航天+”航模設(shè)計(jì)社團(tuán)，指導(dǎo)學(xué)生使用基礎(chǔ)材料設(shè)計(jì)火箭模型，引入“空氣動力學(xué)”簡化原理，通過風(fēng)洞模擬試驗(yàn)測試模型性能。同時，結(jié)合商業(yè)火箭研發(fā)流程，工程師帶領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷“方案設(shè)計(jì)—原型制作—試飛調(diào)試—改進(jìn)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(shí)踐，讓學(xué)校科學(xué)教育接上“產(chǎn)業(yè)地氣”，讓學(xué)生親眼見證科學(xué)知識如何轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力。

如何讓AI技術(shù)驅(qū)動科學(xué)教育資源生態(tài)創(chuàng)新？

虛實(shí)融合：拓展教育場域

學(xué)校巧妙整合國家中小學(xué)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(wù)活動資源包。通過VR全景、球幕漫游等技術(shù)應(yīng)用，解決傳統(tǒng)課后服務(wù)資源獲取難、內(nèi)容單一、體驗(yàn)淺顯的問題，構(gòu)建覆蓋廣泛科技內(nèi)容的虛實(shí)融合資源場域，讓學(xué)生在校就能領(lǐng)略全國各地科技館的魅力，極大地拓寬了資源視野。

人機(jī)共創(chuàng)：深化價值引領(lǐng)

研發(fā)“光博士”科學(xué)教育智能體，與虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室技術(shù)深度融合。前者提供情境化對話，為學(xué)生搭建科學(xué)與社會認(rèn)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(shí)現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)認(rèn)知與責(zé)任教育的融合。“光博士”與GAI虛擬實(shí)驗(yàn)室的結(jié)合，打破了傳統(tǒng)科學(xué)教育中“知識與價值割裂”的困境。

精準(zhǔn)推送：賦能科學(xué)探究

學(xué)校優(yōu)化升級“家庭實(shí)驗(yàn)室”項(xiàng)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(xué)生興趣標(biāo)簽，自動生成并精準(zhǔn)推送匹配的探究主題、實(shí)驗(yàn)方案模板、安全操作指南及跨學(xué)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(xué)校對博物課程進(jìn)行數(shù)字化資源開發(fā)與重構(gòu)。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(jié)合數(shù)字學(xué)習(xí)單、實(shí)時答題系統(tǒng)及人機(jī)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(xué)資源從“工具性應(yīng)用”向“認(rèn)知橋梁”的價值躍遷。

數(shù)智評價：驅(qū)動科學(xué)決策

針對傳統(tǒng)評價資源過度依賴經(jīng)驗(yàn)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(xué)行為轉(zhuǎn)化為量化評價資源，進(jìn)行時序分析與情境建模，生成動態(tài)教學(xué)策略建議，支撐起科學(xué)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(xué)實(shí)踐提升”的評價閉環(huán)，推動教學(xué)評價從經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動向數(shù)據(jù)驅(qū)動跨越。

科學(xué)教育的探索讓學(xué)校收獲了豐碩成果。學(xué)校先后榮獲市級以上榮譽(yù)30多項(xiàng)，立項(xiàng)市區(qū)級課題15項(xiàng)，論文發(fā)表、獲獎200余篇。學(xué)校涌現(xiàn)出一大批具有科學(xué)家潛質(zhì)的重光學(xué)子，他們在全國青少年信息素養(yǎng)大賽、重慶市青少年科學(xué)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(yùn)、課程為基石、課堂為載體、協(xié)同為網(wǎng)絡(luò)、技術(shù)為引擎”的資源開發(fā)體系的有效性。

科學(xué)教育是點(diǎn)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(shí)踐證明，當(dāng)政策要求轉(zhuǎn)化為校本行動，當(dāng)多元主體形成協(xié)同合力，當(dāng)技術(shù)創(chuàng)新賦能教育實(shí)踐，科學(xué)教育就能真正實(shí)現(xiàn)從知識傳授到素養(yǎng)培育的跨越，為培養(yǎng)擔(dān)當(dāng)民族復(fù)興大任的時代新人筑牢科學(xué)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(xué)校）

《人民教育》13-14期，原標(biāo)題為《科學(xué)教育課程資源開發(fā)的“重光”實(shí)踐》，有修改