江苏常州天宁区探索AI赋能 科学教育新路径

　　作为首批全国中小学科学教育实验区，江苏省常州市天宁区积极推动人工智能与科学教育深度融合，围绕教学改革、师资培训、实践活动、学情分析与评价等关键环节，构建区域科学教育新样态。

　　一是AI驱动教学改革。推广“交互式探究性”数字化课堂，鼓励区域内学校应用人工智能等新技术探索教学改革，建设促进个性化学习的新型数字教育资源，满足学生差异化学习需求。比如，常州市第二实验小学引入信息科技教学平台，匹配国家课程标准，基于学校资源和学生学情，提供“互动式课程教案、3D原理动画、项目式学习资源包、微课视频库、可视化编程脚手架、跨学科融合案例、动态测评”等资源，通过知识图谱构建“概念理解—原型设计—工程实现—伦理反思”四阶学习链条，将原本碎片化的知识点整合为主题式学习单元，提高学生跨学科学习能力。

　　二是AI赋能教师成长。开展人工智能素养与能力提升培训，利用AI辅助课堂多模态数据分析，为教师提供个性化能力诊断与场景化实训支持，解决传统教师培训内容同质化、难以精准定位个体教学短板等问题。比如，正衡中学利用AI智慧平台进行课堂微格分析，全程跟踪记录教师教学组织、学生学习和课堂目标达成情况，以时间序列为横轴变量，最终形成可视化的教学效果序列图，平台自动生成优化改进建议，帮助教师提高课堂教学水平。

　　三是AI支撑探究实践。通过引进、自建、校企合作等方式推进人工智能学科实验室、模型结构实验室、虚拟仿真实验室、情景演播室等智能应用场景建设，构建虚实融合的实验环境，有效降低探究实践门槛，解决了传统实验室在安全风险和空间约束等方面的局限性。比如，常州市博爱小学自主开发“是真的吗？实时科学课”智能体，在科学课中，当无法开展实体实验（如火山喷发模拟）或需要重复观察实验现象时，智能体能够自动推送3D动态模型，学生可通过调整变量（如温度、压力等）观察实验结果的变化，极大地增强了学生的参与感和理解力。

　　四是AI构建学情网络。建设智能无感数据采集系统，多维度获取学生的科学探究过程性学习数据，精准捕捉学生的隐性能力与个体思维差异。该系统数据采集涵盖多个维度，包括编程平台操作路径、实验步骤完成时长等行为数据；知识点掌握热力图、计算思维等级评估等认知数据；项目协作中的沟通频次、创新方案复杂度评分等能力数据。通过实时数据追踪和深度分析，系统能够实现精准学情诊断，自动生成班级能力矩阵图，快速定位群体薄弱点，为教师有针对性地设计强化训练提供科学依据。

　　五是AI实现动态评价。构建基于认知过程的发展性评价，推动学校探索以“数字画像技术”评价学生科学素养发展水平，有效解决传统评价重结果、轻过程的问题。比如，常州市第二实验小学依托科大讯飞数据平台，在10个学科中布设180个数据采集点，全面收集学生课堂表现、实验操作等方面的过程性数据，形成可视化的“数字画像”，家长、教师可以通过APP实时了解学生的学习进展和能力发展情况，全面掌握学生的学习状况。

　　六是AI辅助馆校结合。遴选50多家校外科研基地、科学场馆，设计制作实践手册，利用人工智能技术开发场馆“科普智能体”和科普导览系统，学生通过与“科普智能体”互动对话，获取展品的详细讲解。同时，“科普智能体”能够根据学生的学习进度和兴趣爱好，推荐个性化科普内容和研学任务，实现精准化学习支持。学生在实地打卡科普场馆后，可基于场馆资源开展专题研究学习，完成科创作品制作。这种模式不仅丰富了学生的学习体验，还打造了独特的科普研学新样态，为培养创新型人才提供了有力支撑。