《从课堂到星河:AI 时代青少年科学好奇心的守护与激发 ——2025 江苏科学调查体验活动全景解析》

        【每日科技网】

  一、教育范式转型:AI 浪潮中的科学启蒙新命题

  当南京市游府西街小学的学生用 Scratch 编程还原玄武湖生态系统时,一场关乎科学基因传承的教育实验正在展开。2025 年江苏省青少年科学调查体验活动以 "人机共智" 为主题,集结全国 25 个省市 140 名科技教师,共同破解 AI 时代的核心命题:如何让青少年在算法洪流中保持 "发光的问号"?活动数据显示,江苏自 2010 年参与该项目以来,70 万名中小学生通过科学调查完成从 "知识接受者" 到 "问题发现者" 的转变,其中游府西街小学更诞生 253 项学生专利,勾勒出科学启蒙的成功范式。

  二、活动体系创新:三维度构建科学探究生态

  1. 主题矩阵设计

  

主题方向 核心任务 认知目标 技术融合点
人机共治 AI 植物识别 + 环保方案设计 理解技术伦理边界 图像识别 API 应用
低碳行动 家庭能耗测算 + 光合实验 建立可持续发展思维 数据采集与分析工具
星光探秘 简易光谱仪制作 + 星图观测 培养宇宙认知框架 天文 APP 与物理建模

 

  2. 实施路径创新

  无围墙课堂:玄武湖生态调查中,学生需完成 "问卷设计 - 植物分类 - 编程复现" 的完整探究链

  家校社协同:游府西街小学 50 位家长科学辅导员参与指导,形成 "教授 - 教师 - 家长" 三级指导体系

  专利孵化机制:建立 "创意申报 - 可行性分析 - 专利辅导" 的全流程培育模式

  三、师资赋能:AI 时代教师角色的三重跃迁

  1. 能力重构模型

  河海大学童晶副教授提出教师需具备 "三师素养":

  技术驾驭师:掌握 AI 教学工具的使用边界,如用 AI 辅助备课但坚守内容审核权

  伦理守护者:通过 "AI 诊断疾病" 等案例教学,培养学生算法批判思维

  思维启蒙师:设计 "AI 幻觉鉴别" 等活动,强化问题意识培养

  2. 培训体系创新

  工作坊形式:设置 "AI 技术前沿"" 教学实践 " 等模块,教师动手制作光谱仪等教具

  分组任务制:基础组侧重课堂应用,进阶组开发 "AI + 科学" 融合课程包

  资源共享库:建立全国教师协作平台,共享 2000 + 个科学调查案例

  四、实践案例:从科学洼地到创新高地的逆袭

  1. 东莞某小学蜕变轨迹

  起点:2020 年仅有 1 个科技小组,缺乏专业设备

  路径

  → 参与 "天文观测" 主题活动,建成乡村小学天文台

  → 开展 "葛根种植" 科学调查,形成校本课程《农耕中的科学》

  → 组织 "节约粮食" 行动,学生设计智能取餐系统获国家专利

  成效:五年内成为省级科学教育示范校,学生科学素养测评提升 47%

  2. 游府西街小学专利分析

  253 项学生专利呈现三大特征:

  问题导向:68% 针对生活痛点(如护眼设备、节能装置)

  跨学科性:平均涉及 2.3 个学科知识(物理 + 生物 + 信息技术)

  技术融合:21 项结合 AI 技术(如智能垃圾分类识别系统)

  五、AI 教育伦理:技术狂欢中的冷思考框架

  1. 风险防控体系

  联合国儿基会王海燕提出 "三维防护":

  认知防护:通过 "AI 绘画版权争议" 等案例,培养技术批判意识

  数据防护:建立学生信息分级管理机制,禁止 AI 采集生物特征

  价值防护:在 "人机协作" 项目中强化 "人主导、机辅助" 原则

  2. 平衡策略创新

  工具定位:AI 作为 "认知脚手架" 而非 "答案提供者"

  能力侧重:将编程教学从 "代码编写" 转向 "算法逻辑"

  评价改革:建立 "问题质量 + 探究深度" 的多维评估体系

  六、未来展望:构建科学好奇心的守护矩阵

  当西部教师计划带学生用星图 APP 观测星座时,一个基于 "资源普惠" 的科学教育新生态正在形成。中国科协杨彩虹副主任透露,2025 年活动将新增 "AI + 乡村科学" 模块,通过卫星遥感等技术让偏远地区学生也能开展高端科学调查。这种创新实践揭示出:在 AI 时代守护好奇心,需要构建 "无边界课堂 + 批判性思维 + 技术适恰应用" 的三维体系。

  从玄武湖的叶片形态到宇宙星光的光谱分析,从教室中的 Scratch 编程到生活中的专利发明,江苏青少年科学调查体验活动证明:真正的科学启蒙不是装满知识的容器,而是点燃探索的火种。当技术成为翅膀而非枷锁,每个孩子心中的 "发光问号",终将化作照亮科学星河的璀璨星光。

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