近年来，武汉市汉阳区楚才小学在人工智能赋能小学科学课堂上开展了一系列实践探索。通过带着学生在科学课上“玩”人工智能，看着曾经抽象的技术变成他们观察自然、探索世界的工具，越发觉得好的教育技术，从来不是冰冷的装备，而是能接住孩子好奇心的“百宝箱”。
政策不是“紧箍咒”，而是“安全网”：3条实践底线
随着人工智能技术，尤其是生成式人工智能技术的进步，小学科学课堂内“用不用”“怎么用”“哪里用”亟须政策引导。2025年5月，教育部基础教育教学指导委员会发布《中小学人工智能通识教育指南（2025年版）》及《中小学生成式人工智能使用指南（2025年版）》。楚才小学参考美国25州的“场景分级”思路，结合教学实际需求及文件精神落地了3条看得见、用得上的规则。
《教学指引》“微更新”
汉阳区教研室每季度会发一本只有几页的小手册，写明近期哪些人工智能工具适合科学课（如2024年推荐了“微软爱写作”，可以帮助学生整理实验报告，2025年增加了“豆包”的虚拟实验功能），以及教师遇到的典型问题（如有教师反映人工智能会“认错”植物，就补充了“人工核验三步法”）。这样一来，教师不用担心政策跟不上技术迭代，拿着手册就能快速上手。
场景分“红绿灯”
这是借鉴美国佐治亚州的方法，我们将其修改得更贴合小学课堂。“红灯”场景，必须由学生自行完成所有内容，比如观察蜗牛爬行轨迹、记录种子发芽天数，不能利用人工智能生成观察日记或计算平均值。“黄灯”场景，比如查找植物分类资料，允许学生借助人工智能工具整理图表，但教师得提前“备课”，先搜集几种容易混淆的树叶图片，让学生先验证人工智能识别的准确性。“绿灯”场景，这一场景下学生可以放开玩，比如利用人工智能工具做“火山喷发”虚拟实验，学生可以调节岩浆温度、地形坡度，但必须在报告里写出虚拟实验和真实实验的3个不同之处。
低龄学生“扶着走”
对于4年级以下的学生，只让他们“看人工智能、聊人工智能”，不让他们动手操作。比如，在学习“天气”单元时，教师利用人工智能工具生成不同云朵的动画，并向学生提问：“人工智能说这是积雨云，你们觉得它像不像棉花糖？为什么会下雨呢？”既使用了技术，也没有丢掉科学课的“童真对话”。
教师成长：不是“学技术”，而是“和人工智能作伙伴”
教师转型不是单条线的技术学习，而是“技术+情感”的双螺旋成长，需要学校提供支持，并留足空间。
技术关：从“会用”到“会融”
基础层：解决“小麻烦” 比如用语音助手记录实验时间、用图像识别程序对采集到的岩石进行分类等。一位兼职科学教师说，以前带领学生认识岩石，总担心出错，现在借助人工智能技术，和学生一起学习，反而成了一种乐趣。
进阶层：设计 “小任务” 比如课堂上进行数据整理时，教师可指导学生利用人工智能应用，将植物生长高度做成折线图，再引导学生观察植物生长随时间的变化，分析哪几天长得快？为什么？
整合层：做个“小项目” 2024年，有个班级开展了“校园植物人工智能大搜索”，学生分组对校园植物进行拍照，并借助人工智能应用对植物进行识别和名称标注，最后还做了“植物二维码名牌”，扫码就能听到相应植物的介绍。
心理结：从“怕技术”到“有身份”
同伴互助 同年级教师组成“人工智能小组”，每周聊一次各自在使用人工智能技术时遇到的问题，比如有教师表示人工智能大语言模型生成的实验步骤比较复杂，同组教师就一起思考如何简化提示词。
专家驻校 学校每月邀请区电教馆的工作人员来学校“蹲点听课”，比如观摩“人工智能虚拟实验课”，课后与授课教师交流哪些地方可以多让孩子动手。
身份重塑 学校鼓励教师录制“人工智能科学微课”，比如一位教师录制了“用人工智能做天气播报”小视频，发到家长群里，家长称赞教师真会跟学生玩，教师也觉得自己不再只是“教书匠”，而是可以和学生一起探索的伙伴。
课堂策略：不搞“花架子”，要做“真探究”
人工智能进课堂，不是为了“看起来先进”，而是要帮孩子更深入地思考、更主动地动手。
场景1. 科学观察课——人工智能帮忙“看仔细”
小任务 2024年秋天，科学教师带领学生利用人工智能应用对校园植物叶片进行分类统计，一开始有学生拍叶片只拍一半，人工智能识别结果出现错误，教师趁机组织学生讨论如何拍照才能让人工智能“看”清楚。最终，学生自主总结出“叶片要拍全、拍正、光线要足”等要点，这远比教师直接给出“拍照清单”更让他们受益。
流程 学生分组拍照—利用人工智能应用识别叶片形状（如卵形、掌形等）—小组核验（如人工智能识别结果为枫叶，学生验证叶片是否有锯齿）—讨论人工智能应用识别为什么会出错（如叶片有虫洞、逆光拍照等）。
如何评 教师设计了“评价小表格”，高分的标准不是人工智能识别准确率≥85%，而是学生能说出人工智能对在哪里、错在哪里。一名学生指出，人工智能将银杏叶简单地识别为“扇形叶”并不准确，他观察到叶片顶端有一个小缺口，并精准地描述其为“二裂状扇形”，培养了学生的观察能力。
场景2. 虚拟实验课—— 人工智能陪着“算明白”
小任务 在探究“水温对溶解速度的影响”时，传统实验方法需要学生加热不同温度的水、计时并搅拌，整个过程耗费大量时间，一节课仅能完成约2组数据，且操作过程容易出错。现在可以借助人工智能技术开展虚拟仿真实验，生成5组不同水温的数据，让学生先分析“水温高、溶解快”的规律，再动手做真实实验，对比分析为何在真实实验中，100 ℃水的溶解速度并未达到虚拟仿真模型预测的理论值？
如何评 重点关注学生对误差的分析，比如有学生指出，虚拟仿真模型中的水不会降温，但真实实验中的热水会散热，导致溶解速度变慢，这种对实验影响因素的思考，其价值远高于单纯记忆结论。
场景3. 跨学科项目——人工智能带着“玩跨界”
小任务 “人工智能小气象员”用人工智能播报校园天气，是一个跨科学、信息科技、语文的项目。科学课上学“天气要素”，包括温度、风向、降水量等；语文课上写天气播报稿，如“亲爱的同学们，今天风速2级，适合去操场观察云朵”等；信息课上用人工智能技术把文字转成语音，并进行试听修改（如“声音太生硬了，能不能让它温柔一些”），最后通过校园广播进行展示。
如何评 本项目采用了“三方评价体系”：教师评估内容准确性，同学评选播报感染力，小组内部考核成员贡献度。其中一个小组还自发增加了“天气小贴士”（如“明天有雨，记得带伞”），这一贴心的设计成为了项目的亮点。
三步进阶：从“小体验”到“大成果”
课内微体验（1～2 课时） 先从场景1开始，比如用1节课让学生体验利用人工智能应用识别叶片，感受人工智能的优势与不足 。
单元整合（1 周） 在1个单元里融入场景2，比如“物质的溶解”单元，用人工智能辅助数据整理，再结合真实实验验证。
学期项目节（1 个月） 期末开展“人工智能科学成果集市”，每个班展示场景3的项目，比如植物二维码名牌、天气播报视频等，学生当小小讲解员，邀请家长参观。
一套评价工具 教师设计了人工智能科学素养成长卡，1张卡通卡片上有4个小格子，让学生分别填写“我的假设”“我用人工智能做了什么”“我发现了什么”“下次怎么改进”。学生每次用人工智能做实验，就填一格，教师用不同的印章进行评价，比“如观察真仔细”“思考有深度”等。每获得10个印章，就可以换取1枚“科学小勋章”。
落地支持：给学校“轻装备”，不给“重负担”
微课快闪
每月15日晚上，开展15分钟的线上直播，不是讲课，而是分享一些使用人工智能的“小妙招”，比如怎么利用人工智能快速生成实验记录表、如何引导学生发现人工智能的错误等，教师可以边看边记，学完就能用。
家长伴学包
很多家长担心人工智能影响学生学习，学校通过推送“家庭人工智能科学一分钟”视频，比如用手机手电筒和人工智能识别影子变化、用人工智能检查家里的植物是否有毒等，让家长也能陪着孩子“玩科学”。
风险应对：不回避“问题”，要教会“批判”
有两个问题需要注意：人工智能会“说瞎话”，学生会依赖人工智能。针对第一个问题，可以让教师先“踩坑”，课前用“反例提示”测试人工智能，比如问“蜗牛的牙齿有什么用？举一个错误说法并改正。”把人工智能的错误提前找出来，课上与学生一起“打假”。针对第二个问题，学校设计了“无人工智能动手日”， 每个单元至少有1节课，不使用任何电子产品，仅用放大镜、尺子、记录本等，让孩子感受亲手做实验的乐趣。
结语：人工智能是工具，学生才是主角
人工智能可以帮忙整理数据、模拟实验，而孩子眼里的“小发现”、手里的“小操作”、心里的“小好奇”，才是科学课上最珍贵的东西。有学生说：“老师，人工智能知道的很多，但我知道它不知道的 ，比如我今天观察到的这片叶子，上面有小蚂蚁爬过的痕迹⋯⋯”当教师能从容引导学生进行探索，学生能带着批判的态度使用技术，这样的“人工智能+科学课”，才既有科技的温度，又有童真的光芒。■

来源: 中国青少年科技教育工作者协会