当“双减”遇上AI时代，科学教育课程资源开发如何破局？一起来看这场“重光”实践

在“双减”政策深入推进与人工智能技术迅猛发展的当下，小学科学教育面临着从碎片化知识传授向系统性素养培育的转型挑战。重庆两江新区重光小学校以政策文化为引领基石，以课程课堂为实施核心，以多元协同为支撑网络，以AI技术为创新引擎，历经多年探索，打造出覆盖全学段、贯通课内外的科学课程资源生态。

如何以活化课程资源解决政策落地难题?

科学教育资源开发首先要解决“方向在哪里”的问题。为此，学校专门成立“大科学教育创新领导小组”，将教育部等十八部门印发的《关于加强新时代中小学科学教育工作的意见》等政策文本转化为《重光小学科学教育五年行动计划》。这份行动计划明确了12 项核心指标，涵盖跨学科课程开发、校外基地拓展等维度，确保资源开发精准对接国家要求，聚焦实践行动。

作为首批“全国中小学科学教育实验校”“重庆市航空特色学校”，学校将航天文化作为资源开发切入点。在校园里，“航天长廊”展示着从神舟飞船到嫦娥探月的发展历程，“科创中心”配备了航模制作台等实验装置。这些实体空间不仅是文化景观，更是课程实施的载体。学校系统开发“航天+”跨学科主题课程群：低年级学生在“航天种植基地”观察太空种子与普通种子的生长差异，中年级学生通过AR技术模拟火箭发射轨迹，高年级学生则研究航天器热防护材料。这种“场景激发需求—内容承载知识—实践深化体验”的资源闭环，让航天精神从展板走进学生的实验报告。

如何构建从课程到课堂的科学教育资源体系？

满足差异化发展的课程资源矩阵

基础课程的沉浸式建构。以国家科学课程为基底，融入10%的跨学科内容，打造“物—器—道”三阶博物课程。例如，低年级的《黄桷树》课，学生通过木材浸水实验、虚拟建模等方式探究自然现象；中年级的《重庆桥》课，结合数学测量和工程设计分析桥梁结构；高年级的《卢作孚》课，融合历史、地理学科探讨实业救国思想。这种按学段设计的梯度课程，让学生在“万物为教材，世界即课堂”的理念中实现跨学科知识融合。

兴趣课程的项目式开发。面向学生差异化需求，学校开发了20余门科技类兴趣课程资源包。“家庭实验室”项目配套的《盐水发电小车》实验指南，不仅提供材料清单和操作步骤，还设计了“家庭实践记录单”和“校园视频展示”环节。学生自主开发的“逆流而上”实验视频在学校视频号获得1.2万次播放，这些生成性资源又反哺了课程建设，目前已积累300余个实验案例。

拔尖课程的科研化供给。依托“重庆市创新人才培养雏鹰计划”，成立了“重光少年科学院”“重光少年工程院”，联合西北工业大学开发“航天+”课程资源包。例如，学生在西工大风洞实验室开展的“航天+”动力微科研项目中，需要完成从方案设计到试飞调试的全流程。近三年，许多参与项目的学生获评“重庆市科技小能手”，在教育部科技类白名单赛事及全国青少年信息学奥赛中荣获一等奖，凸显了拔尖课程资源对创新能力的培育价值。

围绕“5E探究链”开发配套课堂资源

课程供给需要在课堂上实现转化。学校主张“为思维而教”，围绕5E探究式课堂链“参与—探究—解释—拓展—评价”系统开发配套资源，构建支持学生问题解决和思维进阶的课堂资源。

参与环节的情境化资源开发。学校针对性开发情境化资源，例如在“航天生态循环系统”教学中，精选中国空间站实验视频片段，设计问题链资源包（如“航天员如何自给自足”“植物生长与水循环有什么关系”），这种情境化导入使学生的前导知识与新问题产生认知冲突，显著提升了课堂参与度。

探究环节的个性化资源赋能。依托智慧平台及生成式人工智能（GAI）技术，开发个性化探究资源生成系统。系统能自动生成图示、模拟动画和跨学科问题链，教师可根据学生水平快速重组资源，为其量身定制探究任务包。

解释环节的交互性资源建构。开发支持交互展示的课堂资源，利用交互大屏等工具设计“小博士讲坛”展示模板与数据可视化工具包。例如，在“空间植物栽培技术”教学中，学生通过拖拽图表组件呈现实验数据，结合中国空间站的真实案例解释科学原理，让抽象概念变得可触可感。

拓展环节的场景化资源迁移。系统链接并深化校内外实践资源应用。例如，将“航天育种”实验延伸到校园种植园和家庭阳台，开发对比实验方案和观察记录工具，使科学探究从课堂走向生活。

评价环节的数智化资源创新。基于人工智能工具构建“科学素养成长档案”，可视化呈现学生在“课堂参与、实验操作”等维度的学习轨迹与进步，显著提升课堂评价的科学性与时效性。

如何四联共进、多元协同开发科学教育资源网络？

馆校联合：构建移动科学场资源网络

学校与重庆科技馆建立“馆校合作基地”，开展“重庆市创新人才培养雏鹰计划”：学生定期走进科技馆“太空探索展厅”，利用VR设备模拟航天员训练，参与“雏鹰计划”等馆校共建项目；科技辅导员、科普专家、航天专家每学期到校开设“古生物化石探秘”“翩翩神舟我领航”等主题讲座，合作开发跨学科校本课程资源包。馆校联合的创新实践，让学校科学教育打破校园围墙，学生不仅习得了知识，更培育了像科学家一样观察、思考、实践的能力。

院校联袂：搭建科研资源转化通道

学校依托西北工业大学、重庆第二师范学院等高校资源，构建“大博士+小博士”联动机制：西工大博士担任“大博士”导师，指导重光“小博士”走进实验室，开展“航天+”动力等微科研项目，培养建模思维与数据处理能力。院校联袂的创新实践，让学校航天特色教育接上“科研天线”，为“培育具有科学家潜质的创新人才”目标注入强劲动力。

家校联手：激活家庭科学教育资源

学校推行“家庭科学实验室”计划，构建“学校指导—家庭实践—校园展示”链条：家长与孩子共同完成“盐水发电小车”“净水过滤”等趣味实验。每月通过视频号展示优秀家庭实验案例，如学生自主设计的“逆流而上”家庭实验获超万次播放。“六一”举办“家庭实验室市集”，家长与孩子合作展示实验探究过程，已累计产出优秀家庭实验室作品百余项。通过家校联手赋能科学教育，为学校“人人争做科学达人”的育人理念提供生动注脚。

企校联盟：建立产业资源转化链条

学校与相关企业共建“科技创新实践基地”，实现产业资源向教育资源的创造性转化。如企业工程师到校开设“航天+”航模设计社团，指导学生使用基础材料设计火箭模型，引入“空气动力学”简化原理，通过风洞模拟试验测试模型性能。同时，结合商业火箭研发流程，工程师带领学生经历“方案设计—原型制作—试飞调试—改进迭代”全流程，直观理解航天动力原理。企校联盟的创新实践，让学校科学教育接上“产业地气”，让学生亲眼见证科学知识如何转化为现实生产力。

如何让AI技术驱动科学教育资源生态创新？

虚实融合：拓展教育场域

学校巧妙整合国家中小学智慧教育平台“漫游科技馆”等公共虚拟资源，开发与之配套的课后服务活动资源包。通过VR全景、球幕漫游等技术应用，解决传统课后服务资源获取难、内容单一、体验浅显的问题，构建覆盖广泛科技内容的虚实融合资源场域，让学生在校就能领略全国各地科技馆的魅力，极大地拓宽了资源视野。

人机共创：深化价值引领

研发“光博士”科学教育智能体，与虚拟仿真实验室技术深度融合。前者提供情境化对话，为学生搭建科学与社会认知桥梁；后者则专注于历史场景与争议史料呈现，开发思辨资源，实现科学本质认知与责任教育的融合。“光博士”与GAI虚拟实验室的结合，打破了传统科学教育中“知识与价值割裂”的困境。

精准推送：赋能科学探究

学校优化升级“家庭实验室”项目资源体系，开发基于AI算法的个性化资源推送引擎。系统根据学生兴趣标签，自动生成并精准推送匹配的探究主题、实验方案模板、安全操作指南及跨学科资源包，显著降低家庭自主探究门槛。

数字重生：活化传统课程

学校对博物课程进行数字化资源开发与重构。开发集成3D模型（如恐龙）、动态地理环境等可视化资源库，结合数字学习单、实时答题系统及人机互动绘画模块，形成“可视化资源—交互性资源—创意思维资源”的数字化课程资源包，推动教学资源从“工具性应用”向“认知桥梁”的价值跃迁。

数智评价：驱动科学决策

针对传统评价资源过度依赖经验的局限，开发基于人工智能大模型的评价资源循证系统。将教学行为转化为量化评价资源，进行时序分析与情境建模，生成动态教学策略建议，支撑起科学教育“全息数据采集—智能证据挖掘—动态策略生成—教学实践提升”的评价闭环，推动教学评价从经验驱动向数据驱动跨越。

科学教育的探索让学校收获了丰硕成果。学校先后荣获市级以上荣誉30多项，立项市区级课题15项，论文发表、获奖200余篇。学校涌现出一大批具有科学家潜质的重光学子，他们在全国青少年信息素养大赛、重庆市青少年科学素养大赛等各级科技类竞赛中斩获佳绩。这些成绩充分印证了“文化为底蕴、课程为基石、课堂为载体、协同为网络、技术为引擎”的资源开发体系的有效性。

科学教育是点燃创新火种的引擎，而优质的课程资源则是引擎的燃料。实践证明，当政策要求转化为校本行动，当多元主体形成协同合力，当技术创新赋能教育实践，科学教育就能真正实现从知识传授到素养培育的跨越，为培养担当民族复兴大任的时代新人筑牢科学根基。

（李斌 肖英杰 刘丹 作者单位均系重庆两江新区重光小学校）

《人民教育》13-14期，原标题为《科学教育课程资源开发的“重光”实践》，有修改