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【国家智慧教育平台应用示范】平台赋能:微教联体架构下基于人工智能的科学素养生长路径

平台赋能:微教联体架构下

基于人工智能的科学素养生长路径


苏州市相城区文征明实验小学 许晨

国家中小学

智慧教育平台应用案例

摘要:本案例以国家中小学智慧教育平台为关键支撑,针对小学生科学教育中存在的资源单一、实践脱节、协同不畅等问题,构建了“微教联体”育人模式。通过将平台优质资源与社区、家庭、自然等真实场景深度融合,我们系统性实施了AIOT启蒙、湿地探究、数字阅读等课程,形成了“学校统筹、社区落地、家庭深融”的科学教育新生态。实践表明,该模式有效激发了学生的科学兴趣,提升了探究能力,并荣获多项国家级、省级奖项,为区域推进科学教育数字化提供了可复制的实践路径。


关键词:微教联体;国家中小学智慧教育

平台;科学素养;AI赋能;家校社协同


一、背景与问题








当前,小学科学教育普遍面临优质资源分布不均、教学方式以讲授为主、学生缺乏真实探究场景等挑战。国家中小学智慧教育平台虽汇聚了海量资源,但如何让其从“线上资源库”转化为“线下实践场”,真正服务于学生的个性化成长,仍是亟待探索的课题。苏州市相城区文征明实验小学作为一所新建校,直面这一问题,自2024年起,以教育部“教联体”建设精神为指导,联合周边12家单位组成“微教联体”,并深度嫁接国家平台资源,旨在破解科学教育与实践脱节、家校社协同育人不深的困境,推动小学生科学素养在数字化支撑下的真实生长。


二、目标与思路










本案例的总体目标是构建一个以国家中小学智慧教育平台为数字基座、以“微教联体”为组织脉络的“AI+生活场景”科学教育新范式。我们的核心思路是“双轮驱动”:一方面,充分利用国家平台的课程、实验、VR等资源,为学生构建系统化的知识框架和虚拟体验;另一方面,依托微教联体开辟社区、湿地、家庭、企业等多元实践场域,让学生将平台所学应用于真实问题解决。通过“线上学习引导线下实践,线下数据反馈优化线上教学”的循环,实现科学教育的场景化、个性化和协同化。



三、具体措施








1

重构成长空间,打造“邻里AI实验室”共生圈。

我们以班级为单位,按学生居住地划分“邻里AI学友社区”,将科学教育延伸到家庭和社区。在此过程中,国家平台的“家庭实验指南”、“科学探究”等模块成为家长和孩子开展“家庭科学小实验”的指导手册。同时,我们联合微教联体成员单位,如苏州天成农业公司,建立农业科普馆,学生在此实践从制作酵素到种植番茄的全过程,并将平台“现代农业”专题内容与实地观察记录相结合,完成探究报告。


2

重塑育人角色,推行“AI+双导师”责任链。

我们大力发掘家长资源,聘请来自各行各业的家长担任“科技辅导员”,与校内教师形成“双导师”。国家平台的“职业启蒙”、“科学家故事”等内容,为家长导师提供了丰富的教学素材和切入点。例如,在“爸爸课堂”上,一位从事芯片行业的家长就结合平台“人工智能简介”课程,生动讲解了芯片的工作原理。我们还与苏州图书馆共建AI科普阅读课程,学生定期前往图书馆,利用平台的数字图书资源和馆内的VR设备,进行沉浸式主题阅读,由馆员和教师共同指导。


3

重建连接方式,搭建数字化科学教育共育云。

我们自主研发了“习惯公社”APP,并与国家中小学智慧教育平台的学生账号体系打通,构建了家校社协同的数字化枢纽。学生的所有科学活动,包括平台课程学习时长、社区活动参与情况、实验过程照片、项目作品、竞赛获奖等,都被系统性地记录并形成“科学素养数字档案”。这份档案成为教师评估学生过程性成长、发现其兴趣特长、并提供个性化学习资源推荐的关键依据。


4

重构课程模式,开展从“诺奖AI启蒙”到“湿地生态守护”的创新实验。

在“诺奖计划AIOT课程”中,我们直接引入国家平台“编程与算法”模块的知识点,学生使用单价不足50元的超声波传感器等模块化教具,动手组装和编程调试无人驾驶小车,将平台的抽象知识转化为可触摸、可交互的成果。在“荷塘月色湿地课程”中,学生首先通过平台的“湿地生态”相关课程进行预习,随后在真实的湿地环境中,利用智能传感器采集水质数据、通过AI图像识别候鸟,并最终将分析结果与平台知识进行比对验证,设计改善湿地环境的“人工浮岛”方案,实现了跨学科的深度学习。


四、取得成效








经过两年实践,项目在提升学生科学素养方面取得了显著成效。在量化成果上,我校共有108名学生在“蓝桥杯”全国AIOT创新大赛中荣获省级奖项,其中12名代表江苏省参加全国总决赛,获奖率和获奖等级均位列全国第一,充分证明了学生创新与实践能力的提升。国家平台的数据显示,我校学生2024年度科学类课程的登录率、完成率和互动率同比提升超过50%,科学模块已成为平台最活跃的板块之一。在质性反馈上,学生普遍表示“科学课变得好玩又实用”;家长反馈“孩子现在会主动用平台找资料、在家里做实验”;社区导师则认为项目“让科学从高高在上变得触手可及”。此外,学校获评“北京大学-TBI人工智能教育研究联合实验室实践学校”,项目模式也被苏州市教育局作为智慧教育典型案例予以推广。


五、结论与展望









本案例的核心创新在于,它成功地将国家中小学智慧教育平台这一“国家级”资源,精准注入“社区级”的“微教联体”场景中,实现了“顶天”与“立地”的无缝衔接。其特色是探索出了一条低成本、高效益、可复制的科学教育数字化路径,用50元的教具托起了孩子的无人驾驶梦,用家长们的实践智慧弥补了专业师资的不足,用数字技术打破了学科和空间的壁垒。展望未来,我们将继续深化与国家平台的融合,开发更多“平台引导、线下实践、数据反馈”的一体化课程包,并计划将“微教联体”模式向更多兄弟学校,特别是乡村学校输出,共享资源与经验,共同为每一个孩子点燃心中的科学火花,让微光相聚,照亮中国科学教育的未来。



苏州市电化教育馆

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