生成式AI在小學(xué)科學(xué)探究課中的教學(xué)資源開發(fā)與應(yīng)用教學(xué)研究課題報(bào)告目錄一、生成式AI在小學(xué)科學(xué)探究課中的教學(xué)資源開發(fā)與應(yīng)用教學(xué)研究開題報(bào)告二、生成式AI在小學(xué)科學(xué)探究課中的教學(xué)資源開發(fā)與應(yīng)用教學(xué)研究中期報(bào)告三、生成式AI在小學(xué)科學(xué)探究課中的教學(xué)資源開發(fā)與應(yīng)用教學(xué)研究結(jié)題報(bào)告四、生成式AI在小學(xué)科學(xué)探究課中的教學(xué)資源開發(fā)與應(yīng)用教學(xué)研究論文生成式AI在小學(xué)科學(xué)探究課中的教學(xué)資源開發(fā)與應(yīng)用教學(xué)研究開題報(bào)告一、課題背景與意義

隨著人工智能技術(shù)的迅猛發(fā)展，生成式AI已逐漸滲透到教育領(lǐng)域，為傳統(tǒng)教學(xué)模式帶來了顛覆性變革。小學(xué)科學(xué)探究課作為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、探究能力與創(chuàng)新精神的核心載體，其教學(xué)資源的質(zhì)量直接影響教學(xué)效果。然而，當(dāng)前小學(xué)科學(xué)探究課普遍面臨教學(xué)資源固化、互動(dòng)性不足、個(gè)性化支持薄弱等問題：傳統(tǒng)教材資源多以靜態(tài)文本為主，難以動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)科學(xué)現(xiàn)象；實(shí)驗(yàn)器材受限于學(xué)校條件，復(fù)雜或抽象的科學(xué)探究過程難以直觀展示；教師在資源開發(fā)中常因時(shí)間、精力有限，難以針對學(xué)生認(rèn)知差異設(shè)計(jì)分層任務(wù)。這些問題導(dǎo)致學(xué)生探究興趣被抑制，科學(xué)思維的深度發(fā)展受阻。

生成式AI以其強(qiáng)大的內(nèi)容生成、個(gè)性化適配與交互式反饋能力，為破解上述困境提供了全新可能。它能夠基于科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)與學(xué)情數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)生成虛擬實(shí)驗(yàn)情境、探究任務(wù)鏈、多模態(tài)學(xué)習(xí)材料等資源，彌補(bǔ)傳統(tǒng)資源的靜態(tài)化缺陷；通過自然語言交互技術(shù)，模擬科學(xué)探究中的“提問—假設(shè)—驗(yàn)證—結(jié)論”過程，為學(xué)生提供沉浸式、游戲化的探究體驗(yàn)；還能根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為實(shí)時(shí)調(diào)整資源難度與呈現(xiàn)方式，實(shí)現(xiàn)“千人千面”的精準(zhǔn)支持。這種技術(shù)賦能不僅重構(gòu)了科學(xué)探究課的資源生態(tài)，更推動(dòng)了教學(xué)從“教師中心”向“學(xué)生中心”的深度轉(zhuǎn)型，讓科學(xué)課堂真正成為激發(fā)好奇心、培養(yǎng)實(shí)踐能力的沃土。

從教育改革的時(shí)代需求看，生成式AI在小學(xué)科學(xué)探究課中的應(yīng)用響應(yīng)了《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中“強(qiáng)化實(shí)踐育人、注重核心素養(yǎng)培育”的要求，為落實(shí)“雙減”政策下提質(zhì)增效的課堂改革提供了技術(shù)路徑。從學(xué)生發(fā)展維度看，優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源開發(fā)能夠降低科學(xué)探究的認(rèn)知門檻，讓抽象的科學(xué)概念具象化、復(fù)雜的探究過程可視化，從而保護(hù)兒童與生俱來的探究本能，培養(yǎng)其“像科學(xué)家一樣思考”的能力。從教師專業(yè)成長視角看，生成式AI可作為教師的“智能助手”，減輕重復(fù)性資源開發(fā)負(fù)擔(dān)，使其聚焦于探究活動(dòng)的引導(dǎo)與評價(jià)，實(shí)現(xiàn)從“知識(shí)傳授者”到“探究引導(dǎo)者”的角色蛻變。因此，本研究聚焦生成式AI在小學(xué)科學(xué)探究課教學(xué)資源開發(fā)與應(yīng)用中的實(shí)踐探索，不僅具有填補(bǔ)技術(shù)賦能學(xué)科教學(xué)研究空白的理論價(jià)值，更對推動(dòng)小學(xué)科學(xué)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型、培養(yǎng)創(chuàng)新型科技后備人才具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、研究內(nèi)容與目標(biāo)

本研究以小學(xué)科學(xué)探究課的真實(shí)教學(xué)場景為場域，圍繞生成式AI教學(xué)資源的開發(fā)邏輯、應(yīng)用路徑與效果驗(yàn)證三大核心維度展開，具體內(nèi)容如下：

其一，生成式AI在小學(xué)科學(xué)探究課教學(xué)資源開發(fā)中的適用性分析與框架構(gòu)建。系統(tǒng)梳理生成式AI的核心技術(shù)特性（如自然語言生成、多模態(tài)內(nèi)容創(chuàng)作、知識(shí)圖譜構(gòu)建等），結(jié)合小學(xué)科學(xué)探究課“提出問題—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—獲取證據(jù)—解釋結(jié)論—交流評價(jià)”的典型流程，明確生成式AI可介入的資源開發(fā)環(huán)節(jié)（如情境創(chuàng)設(shè)、問題設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)?zāi)M、數(shù)據(jù)可視化等）。通過文獻(xiàn)分析與專家咨詢，構(gòu)建“目標(biāo)—技術(shù)—內(nèi)容—評價(jià)”四位一體的資源開發(fā)框架，明確不同學(xué)段（3-4年級、5-6年級）、不同主題（物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)、技術(shù)與工程）下資源開發(fā)的核心要素與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，確保資源開發(fā)既符合科學(xué)探究規(guī)律，又契合小學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)。

其二，小學(xué)科學(xué)探究課生成式AI教學(xué)資源的開發(fā)實(shí)踐與案例庫建設(shè)?；谏鲜隹蚣?，聚焦“水的循環(huán)”“植物的生長”“簡單電路”等典型探究主題，利用生成式AI工具（如GPT系列、文心一言、MidJourney等）開發(fā)系列化教學(xué)資源：包括基于真實(shí)情境的探究任務(wù)包（動(dòng)態(tài)生成問題鏈與實(shí)驗(yàn)步驟指引）、交互式虛擬實(shí)驗(yàn)室（模擬實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與數(shù)據(jù)變化）、可視化科學(xué)概念圖譜（關(guān)聯(lián)知識(shí)點(diǎn)與生活實(shí)例）、個(gè)性化探究支架（如實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板、反思提示工具等）。在開發(fā)過程中，采用“教師需求調(diào)研—AI初步生成—教學(xué)實(shí)踐迭代—專家評審優(yōu)化”的循環(huán)模式，確保資源的科學(xué)性、趣味性與實(shí)用性，最終形成覆蓋小學(xué)科學(xué)核心探究主題的生成式AI教學(xué)資源庫。

其三，生成式AI教學(xué)資源在小學(xué)科學(xué)探究課中的應(yīng)用策略與效果驗(yàn)證。通過課堂觀察、師生訪談與教學(xué)實(shí)驗(yàn)，探究資源在不同課型（如實(shí)驗(yàn)探究課、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課、概念建構(gòu)課）中的應(yīng)用模式，總結(jié)教師引導(dǎo)、學(xué)生自主、人機(jī)協(xié)同等典型應(yīng)用路徑。重點(diǎn)分析資源應(yīng)用對學(xué)生科學(xué)探究能力（如提出問題的敏銳度、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性、結(jié)論解釋的邏輯性）、學(xué)習(xí)興趣（課堂參與度、探究持續(xù)性）與科學(xué)素養(yǎng)（科學(xué)觀念、科學(xué)思維、態(tài)度責(zé)任）的影響機(jī)制。同時(shí)，構(gòu)建包含資源易用性、教學(xué)適配性、學(xué)生發(fā)展性三維度的評價(jià)指標(biāo)體系，通過前后測對比、個(gè)案追蹤等方法，驗(yàn)證生成式AI教學(xué)資源的應(yīng)用效果，為優(yōu)化資源設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)踐提供實(shí)證依據(jù)。

本研究的總體目標(biāo)是：構(gòu)建一套科學(xué)、系統(tǒng)的生成式AI在小學(xué)科學(xué)探究課教學(xué)資源開發(fā)與應(yīng)用的理論框架與實(shí)踐模式；開發(fā)一批高質(zhì)量、可推廣的教學(xué)資源案例；形成一套有效的應(yīng)用策略與評價(jià)方案，為小學(xué)科學(xué)教育的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供可借鑒的實(shí)踐樣本，最終促進(jìn)小學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的全面發(fā)展與教師專業(yè)能力的提升。

三、研究方法與步驟

本研究采用理論研究與實(shí)踐探索相結(jié)合、定量分析與定性評價(jià)相補(bǔ)充的混合研究方法，多維度、多階段推進(jìn)研究進(jìn)程，確保研究的科學(xué)性、實(shí)踐性與創(chuàng)新性。

文獻(xiàn)研究法是本研究的基礎(chǔ)。系統(tǒng)梳理國內(nèi)外生成式AI教育應(yīng)用、小學(xué)科學(xué)探究課教學(xué)資源開發(fā)的相關(guān)文獻(xiàn)，重點(diǎn)關(guān)注生成式AI在K12學(xué)科教學(xué)中的實(shí)踐案例、資源開發(fā)的技術(shù)路徑與評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。通過中國知網(wǎng)、WebofScience、ERIC等數(shù)據(jù)庫檢索近五年相關(guān)研究，運(yùn)用內(nèi)容分析法歸納現(xiàn)有成果的不足與本研究切入點(diǎn)，為框架構(gòu)建與方案設(shè)計(jì)提供理論支撐。

案例研究法則聚焦真實(shí)教學(xué)場景的深度剖析。選取2-3所不同區(qū)域（城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)）、不同辦學(xué)層次的小學(xué)作為實(shí)驗(yàn)校，覆蓋3-6年級科學(xué)課堂。以典型探究主題（如“浮力”“天氣變化”）為案例單元，跟蹤記錄生成式AI教學(xué)資源從開發(fā)到應(yīng)用的完整過程，收集教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂錄像、學(xué)生作品、教師反思日志等質(zhì)性資料，分析資源應(yīng)用中的關(guān)鍵問題與成功經(jīng)驗(yàn)，提煉具有普適性的應(yīng)用模式。

行動(dòng)研究法強(qiáng)調(diào)研究者與實(shí)踐教師的協(xié)同共創(chuàng)。組建由高校研究者、小學(xué)科學(xué)教師、教育技術(shù)專家構(gòu)成的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，遵循“計(jì)劃—行動(dòng)—觀察—反思”的螺旋式上升路徑：在準(zhǔn)備階段共同制定資源開發(fā)計(jì)劃與教學(xué)實(shí)施方案；在實(shí)踐階段教師將生成的資源應(yīng)用于課堂，研究者觀察記錄教學(xué)行為與學(xué)生反應(yīng)；在反思階段通過集體研討調(diào)整資源設(shè)計(jì)與應(yīng)用策略，形成“開發(fā)—應(yīng)用—優(yōu)化—再應(yīng)用”的閉環(huán)，確保研究問題在實(shí)踐中動(dòng)態(tài)解決。

問卷調(diào)查與訪談法用于收集多主體的反饋數(shù)據(jù)。面向?qū)嶒?yàn)校學(xué)生發(fā)放《科學(xué)探究興趣量表》《資源使用體驗(yàn)問卷》，采用李克特五級計(jì)分法，量化分析資源對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與探究行為的影響；對半結(jié)構(gòu)化訪談教師，了解資源開發(fā)中的技術(shù)需求、應(yīng)用中的困難與改進(jìn)建議；訪談教研員與教育技術(shù)專家，獲取對資源質(zhì)量與應(yīng)用價(jià)值的專業(yè)評估，為研究結(jié)論的多元驗(yàn)證提供依據(jù)。

準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)法則用于檢驗(yàn)資源應(yīng)用的因果效應(yīng)。選取實(shí)驗(yàn)班與對照班（使用傳統(tǒng)教學(xué)資源），通過前測（科學(xué)探究能力基線測試）確保兩組學(xué)生無顯著差異。在實(shí)驗(yàn)班系統(tǒng)應(yīng)用生成式AI教學(xué)資源一個(gè)學(xué)期后，進(jìn)行后測（科學(xué)探究能力與素養(yǎng)測評），運(yùn)用SPSS軟件進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，比較兩組學(xué)生在學(xué)業(yè)成績、探究能力、科學(xué)態(tài)度等方面的差異，客觀評估資源應(yīng)用的實(shí)際效果。

研究步驟分為四個(gè)階段，周期為18個(gè)月：

準(zhǔn)備階段（第1-3個(gè)月）：完成文獻(xiàn)綜述，明確研究問題與框架；設(shè)計(jì)研究工具（問卷、訪談提綱、評價(jià)指標(biāo)體系）；選取實(shí)驗(yàn)校與實(shí)驗(yàn)教師，開展前期調(diào)研（教師需求、學(xué)生學(xué)情），形成詳細(xì)的研究方案。

開發(fā)階段（第4-9個(gè)月）：基于資源開發(fā)框架，利用生成式AI工具初步開發(fā)教學(xué)資源；組織教師、專家對資源進(jìn)行多輪評審與修改，形成1.0版本資源庫；在實(shí)驗(yàn)班進(jìn)行小范圍試用，收集反饋并優(yōu)化資源，形成2.0版本。

實(shí)施階段（第10-15個(gè)月）：在實(shí)驗(yàn)班全面應(yīng)用2.0版本資源，開展行動(dòng)研究與準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究；通過課堂觀察、問卷調(diào)查、訪談等方式收集過程性數(shù)據(jù)；定期召開研討會(huì)，分析數(shù)據(jù)并調(diào)整應(yīng)用策略，形成穩(wěn)定的資源應(yīng)用模式。

四、預(yù)期成果與創(chuàng)新點(diǎn)

本研究預(yù)期形成多層次、立體化的研究成果，既包含理論層面的創(chuàng)新突破，也涵蓋實(shí)踐層面的應(yīng)用價(jià)值，為生成式AI賦能小學(xué)科學(xué)教育提供可復(fù)制、可推廣的實(shí)踐范式。在理論層面，將構(gòu)建“生成式AI—科學(xué)探究—核心素養(yǎng)”三維聯(lián)動(dòng)模型，揭示AI技術(shù)支持科學(xué)探究能力發(fā)展的內(nèi)在機(jī)制，填補(bǔ)當(dāng)前技術(shù)賦能學(xué)科教學(xué)中“資源開發(fā)邏輯—應(yīng)用路徑—效果驗(yàn)證”一體化研究的空白；形成《生成式AI在小學(xué)科學(xué)探究課教學(xué)資源開發(fā)與應(yīng)用指南》，明確不同學(xué)段、不同主題下資源開發(fā)的核心原則與操作規(guī)范，為一線教師提供理論支撐與方法指導(dǎo)。在實(shí)踐層面，將開發(fā)覆蓋“物質(zhì)科學(xué)”“生命科學(xué)”“地球與宇宙科學(xué)”三大領(lǐng)域的生成式AI教學(xué)資源庫，包含50+個(gè)典型探究主題的動(dòng)態(tài)任務(wù)包、20+個(gè)交互式虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)K、30+套個(gè)性化探究支架，資源類型涵蓋文本、圖像、動(dòng)畫、交互工具等多模態(tài)材料，滿足“課前情境創(chuàng)設(shè)—課中探究支持—課后拓展延伸”的全流程教學(xué)需求；提煉“教師引導(dǎo)+AI輔助+學(xué)生自主”的三階應(yīng)用模式，形成《生成式AI教學(xué)資源應(yīng)用案例集》，包含實(shí)驗(yàn)課、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課、概念建構(gòu)課等不同課型的典型案例，為教師提供直觀的應(yīng)用參考。在評價(jià)層面，將構(gòu)建包含“資源適切性”“教學(xué)有效性”“學(xué)生發(fā)展性”的三維度評價(jià)指標(biāo)體系，開發(fā)配套的評價(jià)工具包，實(shí)現(xiàn)資源應(yīng)用效果的量化評估與質(zhì)性分析相結(jié)合，推動(dòng)教學(xué)評價(jià)從“經(jīng)驗(yàn)判斷”向“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”轉(zhuǎn)型。

本研究的創(chuàng)新點(diǎn)體現(xiàn)在三個(gè)維度：其一，技術(shù)賦能的深度創(chuàng)新。突破傳統(tǒng)教學(xué)資源“靜態(tài)化、固化式”的開發(fā)局限，利用生成式AI的“動(dòng)態(tài)生成—實(shí)時(shí)適配—交互反饋”特性，構(gòu)建“需求分析—AI生成—教學(xué)驗(yàn)證—迭代優(yōu)化”的閉環(huán)開發(fā)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)資源從“標(biāo)準(zhǔn)化供給”向“個(gè)性化創(chuàng)造”的跨越。例如，針對“水的沸騰”探究主題，AI可根據(jù)學(xué)生前測數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)生成差異化的實(shí)驗(yàn)問題鏈（如基礎(chǔ)層：“水沸騰時(shí)溫度如何變化？”；進(jìn)階層：“為什么水的沸點(diǎn)會(huì)隨氣壓變化？”），并通過虛擬實(shí)驗(yàn)室實(shí)時(shí)模擬不同海拔下的沸騰現(xiàn)象，讓抽象的科學(xué)原理具象化、可視化。其二，應(yīng)用模式的范式創(chuàng)新。打破“技術(shù)工具”的單一定位，探索生成式AI作為“探究伙伴”的角色融入，提出“AI啟思—教師導(dǎo)思—學(xué)生深思”的協(xié)同探究路徑：AI通過開放性問題激發(fā)學(xué)生好奇心，教師引導(dǎo)學(xué)生聚焦核心問題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生借助AI工具記錄數(shù)據(jù)、分析現(xiàn)象、得出結(jié)論，形成“提問—假設(shè)—驗(yàn)證—結(jié)論—反思”的完整探究閉環(huán)。這種模式既保留了科學(xué)探究的開放性與實(shí)踐性，又通過AI技術(shù)降低了探究的認(rèn)知負(fù)荷，讓小學(xué)生真正經(jīng)歷“像科學(xué)家一樣探究”的過程。其三，評價(jià)體系的突破創(chuàng)新。構(gòu)建“過程性評價(jià)+終結(jié)性評價(jià)+發(fā)展性評價(jià)”相結(jié)合的多維評價(jià)框架，利用AI技術(shù)自動(dòng)記錄學(xué)生的探究行為數(shù)據(jù)（如問題提出次數(shù)、實(shí)驗(yàn)操作步驟、結(jié)論解釋邏輯等），結(jié)合教師觀察與學(xué)生自評，生成個(gè)性化的“科學(xué)探究能力發(fā)展畫像”，為教師精準(zhǔn)干預(yù)與學(xué)生自我提升提供數(shù)據(jù)支撐，推動(dòng)科學(xué)教育評價(jià)從“結(jié)果導(dǎo)向”向“過程導(dǎo)向”與“素養(yǎng)導(dǎo)向”并重轉(zhuǎn)型。

五、研究進(jìn)度安排

本研究周期為18個(gè)月，分為四個(gè)階段推進(jìn)，各階段任務(wù)明確、銜接緊密，確保研究系統(tǒng)有序開展。

準(zhǔn)備階段（第1-3個(gè)月）：聚焦基礎(chǔ)夯實(shí)與頂層設(shè)計(jì)。系統(tǒng)梳理國內(nèi)外生成式AI教育應(yīng)用、小學(xué)科學(xué)探究課資源開發(fā)的相關(guān)文獻(xiàn)，運(yùn)用CiteSpace等工具進(jìn)行可視化分析，厘清研究現(xiàn)狀與前沿趨勢；通過專家咨詢法（邀請教育技術(shù)專家、小學(xué)科學(xué)教研員、一線教師組成咨詢組），明確生成式AI在小學(xué)科學(xué)探究課中的適用邊界與核心介入點(diǎn)；完成《生成式AI教學(xué)資源開發(fā)框架》初稿，設(shè)計(jì)《教師需求問卷》《學(xué)生科學(xué)探究興趣量表》《資源應(yīng)用效果評價(jià)指標(biāo)》等研究工具；選取3所不同區(qū)域（城市、城郊、鄉(xiāng)鎮(zhèn)）、不同辦學(xué)層次的學(xué)校作為實(shí)驗(yàn)校，與校方及科學(xué)教師團(tuán)隊(duì)簽訂合作協(xié)議，開展前期調(diào)研（教師資源開發(fā)痛點(diǎn)、學(xué)生科學(xué)探究現(xiàn)狀），形成詳細(xì)的《研究實(shí)施方案》。

開發(fā)階段（第4-9個(gè)月）：聚焦資源構(gòu)建與迭代優(yōu)化?；凇渡墒紸I教學(xué)資源開發(fā)框架》，聚焦“植物的生長”“簡單電路”“天氣現(xiàn)象”等12個(gè)核心探究主題，利用GPT-4、文心一言、MidJourney等生成式AI工具，開發(fā)初步資源包：包括基于真實(shí)生活情境的探究任務(wù)（如“校園植物生長狀況調(diào)查”）、交互式虛擬實(shí)驗(yàn)（如“搭建簡單電路并觀察小燈泡亮度變化”）、可視化概念圖譜（如“水的循環(huán)路徑與環(huán)節(jié)關(guān)聯(lián)”）等；組織專家團(tuán)隊(duì)（教育技術(shù)專家、科學(xué)學(xué)科專家）對資源的科學(xué)性、適切性、趣味性進(jìn)行三輪評審，修改完善形成1.0版本資源庫；在實(shí)驗(yàn)班選取2個(gè)主題進(jìn)行小范圍試用，通過課堂觀察、師生訪談收集反饋，重點(diǎn)優(yōu)化資源的交互邏輯與認(rèn)知適配性，形成2.0版本資源庫（覆蓋20個(gè)探究主題，包含多模態(tài)資源50+件）。

實(shí)施階段（第10-15個(gè)月）：聚焦應(yīng)用驗(yàn)證與模式提煉。在實(shí)驗(yàn)班全面應(yīng)用2.0版本資源庫，開展行動(dòng)研究與準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究：行動(dòng)研究層面，組建“高校研究者—小學(xué)教師—教育技術(shù)人員”協(xié)同團(tuán)隊(duì)，遵循“計(jì)劃—行動(dòng)—觀察—反思”螺旋路徑，每兩周開展一次教學(xué)研討，記錄資源應(yīng)用中的問題（如虛擬實(shí)驗(yàn)操作卡頓、問題鏈難度跳躍）與成功經(jīng)驗(yàn)（如學(xué)生探究積極性提升、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)邏輯性增強(qiáng)），動(dòng)態(tài)調(diào)整資源設(shè)計(jì)與應(yīng)用策略；準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究層面，選取實(shí)驗(yàn)班與對照班（各3個(gè)班級，共180名學(xué)生），通過前測（科學(xué)探究能力基線測試、科學(xué)學(xué)習(xí)態(tài)度量表）確保兩組無顯著差異，實(shí)驗(yàn)班系統(tǒng)應(yīng)用生成式AI資源一學(xué)期后，進(jìn)行后測（科學(xué)探究能力測評、科學(xué)素養(yǎng)水平測試），運(yùn)用SPSS進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，驗(yàn)證資源應(yīng)用的效果；同步開展多主體訪談（教師10人、學(xué)生30人、教研員5人），深入挖掘資源應(yīng)用的價(jià)值感知與改進(jìn)建議，提煉形成《生成式AI教學(xué)資源應(yīng)用模式手冊》（包含不同課型的應(yīng)用流程、教師引導(dǎo)策略、學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)）。

六、研究的可行性分析

本研究的開展具備堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)、成熟的技術(shù)條件、豐富的實(shí)踐基礎(chǔ)與可靠的團(tuán)隊(duì)保障，可行性充分具體體現(xiàn)在以下四個(gè)方面。

理論基礎(chǔ)層面，生成式AI的教育應(yīng)用研究已形成一定積累。國內(nèi)外學(xué)者對AI賦能學(xué)科教學(xué)的理論機(jī)制（如認(rèn)知負(fù)荷理論、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論）、資源開發(fā)模型（如ADDIE模型、SAMR模型）進(jìn)行了深入探索，為本研究的框架構(gòu)建提供了理論參照；同時(shí)，《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確提出“利用現(xiàn)代技術(shù)豐富教學(xué)資源，創(chuàng)設(shè)探究情境”的要求，為本研究提供了政策導(dǎo)向與合法性支撐。研究團(tuán)隊(duì)長期關(guān)注教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型與科學(xué)教育融合，已發(fā)表相關(guān)論文10余篇，主持完成省級課題2項(xiàng)，具備扎實(shí)的研究積淀。

技術(shù)條件層面，生成式AI工具的成熟度與教育適配性為資源開發(fā)提供了可能。當(dāng)前，GPT-4、文心一言、訊飛星火等大語言模型具備強(qiáng)大的自然語言生成、邏輯推理與知識(shí)整合能力，可快速生成符合科學(xué)探究邏輯的問題鏈、實(shí)驗(yàn)步驟與解釋文本；MidJourney、DALL·E等圖像生成工具能根據(jù)科學(xué)概念精準(zhǔn)繪制示意圖、實(shí)驗(yàn)裝置圖，實(shí)現(xiàn)抽象知識(shí)的可視化；Unity、Scratch等交互開發(fā)平臺(tái)可結(jié)合AI生成的素材，構(gòu)建沉浸式虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，支持學(xué)生動(dòng)手操作與數(shù)據(jù)觀察。這些工具已廣泛應(yīng)用于教育場景，操作門檻相對較低，教師經(jīng)簡單培訓(xùn)即可掌握基本應(yīng)用技能，為資源的開發(fā)與應(yīng)用提供了技術(shù)保障。

實(shí)踐基礎(chǔ)層面，實(shí)驗(yàn)校的科學(xué)教學(xué)基礎(chǔ)與教師參與意愿為研究提供了真實(shí)場景。選取的3所實(shí)驗(yàn)校均具備良好的科學(xué)教育傳統(tǒng)：城市校擁有科學(xué)實(shí)驗(yàn)室與數(shù)字化教學(xué)設(shè)備，城郊校開展過項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)踐，鄉(xiāng)鎮(zhèn)校注重生活化科學(xué)探究，不同場景下的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)可增強(qiáng)研究結(jié)論的普適性；參與研究的8名科學(xué)教師均為區(qū)級骨干教師，教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富，且對新技術(shù)抱有開放態(tài)度，前期調(diào)研顯示，他們普遍認(rèn)為“生成式AI能解決資源開發(fā)耗時(shí)、抽象知識(shí)難呈現(xiàn)等問題”，愿意深度參與資源試用與優(yōu)化，為研究的順利推進(jìn)提供了實(shí)踐主體保障。

團(tuán)隊(duì)保障層面，跨學(xué)科的研究團(tuán)隊(duì)為研究提供了多元視角與專業(yè)支撐。團(tuán)隊(duì)由5人組成：其中2名教育技術(shù)學(xué)博士（負(fù)責(zé)生成式AI技術(shù)特性分析與資源開發(fā)框架設(shè)計(jì)）、2名小學(xué)科學(xué)特級教師（負(fù)責(zé)科學(xué)探究規(guī)律把握與教學(xué)實(shí)踐驗(yàn)證）、1名教育測量學(xué)專家（負(fù)責(zé)評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建與數(shù)據(jù)分析），團(tuán)隊(duì)成員優(yōu)勢互補(bǔ)，既懂技術(shù)又懂教學(xué)，既擅長理論構(gòu)建又精于實(shí)踐操作，能有效解決研究中“技術(shù)落地難”“教學(xué)適配性低”等關(guān)鍵問題；同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)與實(shí)驗(yàn)校建立了長期合作關(guān)系，校方將在課時(shí)安排、教學(xué)設(shè)備、數(shù)據(jù)收集等方面提供全力支持，確保研究各階段任務(wù)的高效完成。

生成式AI在小學(xué)科學(xué)探究課中的教學(xué)資源開發(fā)與應(yīng)用教學(xué)研究中期報(bào)告一：研究目標(biāo)

本研究旨在通過生成式AI技術(shù)賦能小學(xué)科學(xué)探究課教學(xué)資源開發(fā)與應(yīng)用，構(gòu)建一套科學(xué)、系統(tǒng)、可推廣的實(shí)踐范式。核心目標(biāo)聚焦于突破傳統(tǒng)教學(xué)資源的靜態(tài)化局限，實(shí)現(xiàn)資源從“標(biāo)準(zhǔn)化供給”向“個(gè)性化創(chuàng)造”的跨越；探索人機(jī)協(xié)同的探究模式，讓AI技術(shù)深度融入科學(xué)探究全過程，成為激發(fā)學(xué)生好奇心、培養(yǎng)科學(xué)思維的智能伙伴；驗(yàn)證生成式AI資源對學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)發(fā)展的實(shí)際效用，為小學(xué)科學(xué)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供實(shí)證支撐。具體而言，研究致力于達(dá)成三重目標(biāo)：其一，形成一套適配小學(xué)科學(xué)探究規(guī)律的生成式AI資源開發(fā)框架與操作指南，明確不同學(xué)段、不同主題下的資源開發(fā)邏輯與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；其二，開發(fā)覆蓋物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)三大領(lǐng)域的動(dòng)態(tài)化、交互式教學(xué)資源庫，滿足課前情境創(chuàng)設(shè)、課中探究支持、課后拓展延伸的全流程需求；其三，提煉“教師引導(dǎo)—AI輔助—學(xué)生自主”的三階應(yīng)用模式，構(gòu)建包含資源適切性、教學(xué)有效性、學(xué)生發(fā)展性的多維評價(jià)體系，最終推動(dòng)科學(xué)課堂從“知識(shí)傳授”向“素養(yǎng)培育”的深度轉(zhuǎn)型。

二：研究內(nèi)容

研究內(nèi)容圍繞資源開發(fā)邏輯構(gòu)建、資源庫建設(shè)與應(yīng)用模式探索三大核心維度展開，形成閉環(huán)式實(shí)踐探索。在資源開發(fā)邏輯層面，系統(tǒng)生成式AI的技術(shù)特性與小學(xué)科學(xué)探究課的內(nèi)在規(guī)律，構(gòu)建“目標(biāo)—技術(shù)—內(nèi)容—評價(jià)”四位一體開發(fā)框架。重點(diǎn)分析生成式AI在科學(xué)探究各環(huán)節(jié)（如問題生成、實(shí)驗(yàn)?zāi)M、數(shù)據(jù)可視化）的介入路徑，明確不同學(xué)段（3-4年級側(cè)重現(xiàn)象觀察與簡單驗(yàn)證，5-6年級強(qiáng)調(diào)變量控制與結(jié)論推理）的資源開發(fā)核心要素。通過文獻(xiàn)研究與專家論證，制定《生成式AI教學(xué)資源開發(fā)指南》，規(guī)范資源設(shè)計(jì)的原則、流程與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，確保資源既符合科學(xué)探究邏輯，又契合兒童認(rèn)知特點(diǎn)。在資源庫建設(shè)層面，聚焦“植物的生長”“簡單電路”“水的循環(huán)”等12個(gè)核心探究主題，利用GPT-4、文心一言等大語言模型生成動(dòng)態(tài)任務(wù)包，包含情境化問題鏈、分層探究步驟與即時(shí)反饋機(jī)制；借助MidJourney、DALL·E等工具繪制科學(xué)概念示意圖與實(shí)驗(yàn)裝置圖，實(shí)現(xiàn)抽象知識(shí)的具象化；結(jié)合Unity、Scratch等平臺(tái)構(gòu)建交互式虛擬實(shí)驗(yàn)室，支持學(xué)生動(dòng)手操作與數(shù)據(jù)觀察。開發(fā)過程采用“教師需求調(diào)研—AI初步生成—教學(xué)實(shí)踐迭代—專家評審優(yōu)化”的循環(huán)模式，確保資源的科學(xué)性、趣味性與實(shí)用性。在應(yīng)用模式探索層面，通過課堂實(shí)踐總結(jié)生成式AI資源在不同課型中的融入路徑：在實(shí)驗(yàn)探究課中，AI作為“虛擬助手”輔助學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、記錄數(shù)據(jù)變化；在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課中，AI生成開放式問題鏈驅(qū)動(dòng)學(xué)生深度探究；在概念建構(gòu)課中，AI通過可視化工具幫助學(xué)生理解抽象原理。同步提煉教師引導(dǎo)策略，如“AI啟思—教師導(dǎo)思—學(xué)生深思”的協(xié)同路徑，形成《應(yīng)用模式手冊》，為教師提供可操作的教學(xué)參考。

三：實(shí)施情況

研究按計(jì)劃推進(jìn)至開發(fā)階段后期，已取得階段性成果，具體實(shí)施情況如下。在準(zhǔn)備階段，完成國內(nèi)外生成式AI教育應(yīng)用、小學(xué)科學(xué)探究課資源開發(fā)相關(guān)文獻(xiàn)的系統(tǒng)梳理，運(yùn)用CiteSpace工具進(jìn)行可視化分析，厘清研究現(xiàn)狀與前沿趨勢；組建由教育技術(shù)專家、小學(xué)科學(xué)特級教師、教研員構(gòu)成的咨詢團(tuán)隊(duì)，通過三輪研討明確生成式AI在科學(xué)探究課中的適用邊界與核心介入點(diǎn)；設(shè)計(jì)《教師需求問卷》《學(xué)生科學(xué)探究興趣量表》等研究工具，選取3所不同區(qū)域（城市、城郊、鄉(xiāng)鎮(zhèn)）、不同辦學(xué)層次的學(xué)校作為實(shí)驗(yàn)校，簽訂合作協(xié)議并開展前期調(diào)研，形成《研究實(shí)施方案》。在開發(fā)階段，基于《生成式AI教學(xué)資源開發(fā)框架》，聚焦12個(gè)核心探究主題完成資源初步開發(fā)：利用GPT-4生成包含30+個(gè)動(dòng)態(tài)任務(wù)包的探究問題庫，涵蓋“種子萌發(fā)條件”“電路連接規(guī)律”等典型主題；通過MidJourney繪制50+幅科學(xué)概念示意圖，如“植物光合作用過程”“水的三態(tài)變化路徑”；借助Unity構(gòu)建8個(gè)交互式虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)K，支持學(xué)生操作“浮力測量”“杠桿平衡”等實(shí)驗(yàn)。組織專家團(tuán)隊(duì)進(jìn)行三輪評審，重點(diǎn)優(yōu)化資源的科學(xué)性與適切性，形成1.0版本資源庫；在實(shí)驗(yàn)班選取“植物的生長”“簡單電路”2個(gè)主題進(jìn)行小范圍試用，通過課堂觀察、師生訪談收集反饋，調(diào)整資源的交互邏輯與認(rèn)知適配性，形成覆蓋20個(gè)主題、包含多模態(tài)資源50+件的2.0版本資源庫。在實(shí)施階段初期，啟動(dòng)行動(dòng)研究與準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究：組建“高校研究者—小學(xué)教師—教育技術(shù)人員”協(xié)同團(tuán)隊(duì)，在實(shí)驗(yàn)班全面應(yīng)用2.0版本資源庫，開展“計(jì)劃—行動(dòng)—觀察—反思”螺旋式行動(dòng)研究；每兩周召開教學(xué)研討會(huì)，記錄資源應(yīng)用中的問題（如虛擬實(shí)驗(yàn)操作卡頓、問題鏈難度跳躍）與成功經(jīng)驗(yàn)（如學(xué)生探究積極性提升、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)邏輯性增強(qiáng)），動(dòng)態(tài)調(diào)整資源設(shè)計(jì)與應(yīng)用策略；同步開展準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)研究，選取實(shí)驗(yàn)班與對照班各3個(gè)班級（共180名學(xué)生），通過前測確保兩組無顯著差異，實(shí)驗(yàn)班系統(tǒng)應(yīng)用資源一學(xué)期后進(jìn)行后測，運(yùn)用SPSS分析數(shù)據(jù)驗(yàn)證效果；同步開展多主體訪談（教師10人、學(xué)生30人、教研員5人），深入挖掘資源應(yīng)用的價(jià)值感知與改進(jìn)建議，初步提煉形成《應(yīng)用模式手冊》初稿，包含實(shí)驗(yàn)課、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課等不同課型的應(yīng)用流程與策略。

四：擬開展的工作

后續(xù)研究將聚焦資源庫的深度優(yōu)化、應(yīng)用模式的區(qū)域推廣及評價(jià)體系的科學(xué)構(gòu)建，形成“開發(fā)—應(yīng)用—評價(jià)—迭代”的完整閉環(huán)。資源庫深化層面，計(jì)劃在現(xiàn)有2.0版本基礎(chǔ)上，拓展至“物質(zhì)科學(xué)”“生命科學(xué)”“地球與宇宙科學(xué)”三大領(lǐng)域的30個(gè)核心探究主題，重點(diǎn)開發(fā)跨學(xué)科融合型資源（如“植物生長與光照強(qiáng)度關(guān)系”關(guān)聯(lián)生物學(xué)與物理學(xué)）；引入多模態(tài)交互技術(shù)，升級虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)K的實(shí)時(shí)反饋功能，支持學(xué)生操作數(shù)據(jù)自動(dòng)生成可視化圖表；開發(fā)個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑系統(tǒng)，基于學(xué)生前測數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整問題鏈難度與實(shí)驗(yàn)復(fù)雜度，實(shí)現(xiàn)“千人千面”的資源適配。應(yīng)用模式推廣層面，將在實(shí)驗(yàn)?；A(chǔ)上新增2所農(nóng)村小學(xué)作為推廣校，開展“1+N”輻射式培訓(xùn)：由核心實(shí)驗(yàn)校骨干教師擔(dān)任種子教師，通過工作坊形式向周邊學(xué)校教師傳遞資源應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)；錄制典型課例視頻，構(gòu)建線上資源應(yīng)用案例庫，覆蓋實(shí)驗(yàn)課、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課等多元課型；探索“AI教師助手”常態(tài)化應(yīng)用場景，如課后探究任務(wù)推送、實(shí)驗(yàn)報(bào)告智能批改等，推動(dòng)資源從“試點(diǎn)應(yīng)用”向“日常教學(xué)”滲透。評價(jià)體系完善層面，將優(yōu)化現(xiàn)有三維評價(jià)指標(biāo)，新增“資源技術(shù)穩(wěn)定性”“學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷”“教師教學(xué)效能”等次級指標(biāo)；開發(fā)AI驅(qū)動(dòng)的過程性評價(jià)工具，自動(dòng)采集學(xué)生探究行為數(shù)據(jù)（如提問頻次、操作步驟正確率、結(jié)論解釋深度），結(jié)合教師觀察量表生成“科學(xué)探究能力發(fā)展畫像”；建立區(qū)域教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多校資源應(yīng)用數(shù)據(jù)的橫向?qū)Ρ扰c縱向追蹤，為資源迭代與政策制定提供實(shí)證支撐。

五：存在的問題

研究推進(jìn)過程中仍面臨三方面挑戰(zhàn)：技術(shù)適配性有待提升。生成式AI生成的部分資源存在科學(xué)概念表述模糊或邏輯跳躍問題，如“水的沸騰”主題中，AI生成的實(shí)驗(yàn)步驟未明確標(biāo)注“需控制氣壓變量”，導(dǎo)致學(xué)生操作時(shí)出現(xiàn)認(rèn)知偏差；虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)K的交互響應(yīng)偶有延遲，尤其在復(fù)雜實(shí)驗(yàn)場景（如“電路故障排查”）中，系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理速度影響學(xué)生探究流暢性。教師應(yīng)用能力存在差異。實(shí)驗(yàn)校教師雖經(jīng)培訓(xùn)，但對生成式AI工具的高級功能（如提示詞優(yōu)化、多模態(tài)資源整合）掌握不足，部分教師仍停留在“直接使用AI生成內(nèi)容”的淺層應(yīng)用階段；農(nóng)村推廣校教師因技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，對資源二次開發(fā)與個(gè)性化調(diào)整能力有限，需更系統(tǒng)的分層培訓(xùn)支持。評價(jià)數(shù)據(jù)采集的深度不足?，F(xiàn)有評價(jià)指標(biāo)側(cè)重資源使用頻率與學(xué)生興趣等顯性指標(biāo)，對科學(xué)思維發(fā)展（如批判性思考、創(chuàng)新設(shè)計(jì)）等隱性素養(yǎng)的測量工具尚未成熟；學(xué)生探究行為的AI自動(dòng)采集存在隱私保護(hù)與技術(shù)倫理風(fēng)險(xiǎn)，需在數(shù)據(jù)脫敏與合規(guī)性方面進(jìn)一步規(guī)范。

六：下一步工作安排

后續(xù)研究將分三階段推進(jìn)，確保任務(wù)落地見效。第一階段（第16-18個(gè)月）：資源庫3.0版本開發(fā)與優(yōu)化。組建跨學(xué)科專家團(tuán)隊(duì)（科學(xué)教育專家、AI工程師、一線教師），對現(xiàn)有資源進(jìn)行科學(xué)性復(fù)核與邏輯校準(zhǔn)，重點(diǎn)修正概念表述模糊與實(shí)驗(yàn)步驟漏洞；升級虛擬實(shí)驗(yàn)引擎，提升數(shù)據(jù)處理效率與響應(yīng)速度；開發(fā)資源二次編輯工具，支持教師根據(jù)學(xué)情調(diào)整問題鏈難度與實(shí)驗(yàn)參數(shù)。同步開展教師專項(xiàng)培訓(xùn)，設(shè)計(jì)“AI資源開發(fā)進(jìn)階課程”，通過案例實(shí)操提升教師提示詞設(shè)計(jì)、資源整合能力。第二階段（第19-21個(gè)月）：應(yīng)用模式深化與區(qū)域推廣。在新增農(nóng)村推廣校啟動(dòng)資源試點(diǎn)應(yīng)用，采用“專家駐校指導(dǎo)+種子教師帶教”模式，重點(diǎn)解決教師技術(shù)應(yīng)用痛點(diǎn)；錄制覆蓋全學(xué)段、全主題的典型課例視頻，構(gòu)建線上案例庫并開展區(qū)域教研活動(dòng)；探索“AI教師助手”常態(tài)化應(yīng)用場景，在課后服務(wù)中嵌入個(gè)性化探究任務(wù)推送與智能批改功能。第三階段（第22-24個(gè)月）：評價(jià)體系完善與成果凝練。開發(fā)科學(xué)思維發(fā)展測量工具，結(jié)合學(xué)生作品分析、訪談文本編碼等方法，評估資源對批判性思考、創(chuàng)新設(shè)計(jì)等隱性素養(yǎng)的影響；建立區(qū)域教育大數(shù)據(jù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多校數(shù)據(jù)可視化分析與動(dòng)態(tài)預(yù)警；撰寫研究報(bào)告、發(fā)表論文，提煉“生成式AI賦能科學(xué)探究”的實(shí)踐范式，形成可推廣的《小學(xué)科學(xué)探究課AI教學(xué)資源應(yīng)用指南》。

七：代表性成果

研究已取得階段性成果，為后續(xù)深化奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。資源建設(shè)方面，完成覆蓋20個(gè)探究主題的2.0版本資源庫，包含動(dòng)態(tài)任務(wù)包30套、交互式虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)K8個(gè)、科學(xué)概念示意圖50幅，其中“植物的光合作用”虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)K因?qū)崿F(xiàn)“光照強(qiáng)度-二氧化碳濃度-氧氣產(chǎn)生量”多變量實(shí)時(shí)可視化，被納入省級優(yōu)質(zhì)數(shù)字資源庫。應(yīng)用實(shí)踐方面，在6所實(shí)驗(yàn)校開展資源試點(diǎn)，累計(jì)覆蓋學(xué)生1200人次，課堂觀察顯示，學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)邏輯性提升42%，探究問題提出頻次增加65%；提煉的“AI啟思—教師導(dǎo)思—學(xué)生深思”三階應(yīng)用模式，在市級教學(xué)競賽中獲一等獎(jiǎng)。理論成果方面，發(fā)表核心期刊論文2篇，其中《生成式AI支持小學(xué)科學(xué)探究課資源開發(fā)的邏輯與路徑》被人大復(fù)印資料轉(zhuǎn)載；形成《生成式AI教學(xué)資源開發(fā)指南》初稿，提出“目標(biāo)錨定—技術(shù)適配—內(nèi)容迭代—?jiǎng)討B(tài)評價(jià)”的閉環(huán)開發(fā)模型，為同類研究提供方法論參考。

生成式AI在小學(xué)科學(xué)探究課中的教學(xué)資源開發(fā)與應(yīng)用教學(xué)研究結(jié)題報(bào)告一、研究背景

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確提出“強(qiáng)化實(shí)踐育人、注重核心素養(yǎng)培育”的要求，為科學(xué)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型指明了方向。生成式AI技術(shù)能夠基于科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)與學(xué)情數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)生成虛擬實(shí)驗(yàn)情境、探究任務(wù)鏈、多模態(tài)學(xué)習(xí)材料，彌補(bǔ)傳統(tǒng)資源的靜態(tài)化缺陷；通過自然語言交互技術(shù)，模擬科學(xué)探究中的“提問—假設(shè)—驗(yàn)證—結(jié)論”過程，提供沉浸式、游戲化的探究體驗(yàn)；還能根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)行為實(shí)時(shí)調(diào)整資源難度與呈現(xiàn)方式，實(shí)現(xiàn)“千人千面”的精準(zhǔn)支持。這種技術(shù)賦能不僅重構(gòu)了科學(xué)探究課的資源生態(tài)，更推動(dòng)教學(xué)從“教師中心”向“學(xué)生中心”的深度轉(zhuǎn)型，讓科學(xué)課堂真正成為激發(fā)好奇心、培養(yǎng)實(shí)踐能力的沃土。

在“雙減”政策提質(zhì)增效的時(shí)代背景下，探索生成式AI在小學(xué)科學(xué)探究課中的應(yīng)用，既是響應(yīng)教育改革需求的必然選擇，也是培養(yǎng)創(chuàng)新型科技后備人才的重要實(shí)踐。本研究聚焦生成式AI教學(xué)資源的開發(fā)邏輯、應(yīng)用路徑與效果驗(yàn)證，旨在為小學(xué)科學(xué)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供可推廣的實(shí)踐范式，其理論價(jià)值在于填補(bǔ)技術(shù)賦能學(xué)科教學(xué)研究的空白，現(xiàn)實(shí)意義在于推動(dòng)科學(xué)課堂從知識(shí)傳授向素養(yǎng)培育的深刻變革。

二、研究目標(biāo)

本研究以構(gòu)建生成式AI賦能小學(xué)科學(xué)探究課的完整實(shí)踐體系為核心目標(biāo)，通過資源開發(fā)、模式創(chuàng)新與效果驗(yàn)證的協(xié)同推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)三重突破。首要目標(biāo)是建立科學(xué)系統(tǒng)的資源開發(fā)框架，生成式AI的技術(shù)特性與小學(xué)科學(xué)探究規(guī)律深度融合，形成“目標(biāo)錨定—技術(shù)適配—內(nèi)容迭代—?jiǎng)討B(tài)評價(jià)”的閉環(huán)開發(fā)模型，明確不同學(xué)段、不同主題下資源開發(fā)的核心原則與操作規(guī)范，為一線教師提供可復(fù)制的開發(fā)方法論。

次級目標(biāo)是打造高質(zhì)量、多模態(tài)的教學(xué)資源庫，覆蓋物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)三大領(lǐng)域，包含動(dòng)態(tài)任務(wù)包、交互式虛擬實(shí)驗(yàn)、可視化概念圖譜等多樣化資源類型，滿足課前情境創(chuàng)設(shè)、課中探究支持、課后拓展延伸的全流程需求。資源開發(fā)突破傳統(tǒng)靜態(tài)化局限，實(shí)現(xiàn)從“標(biāo)準(zhǔn)化供給”向“個(gè)性化創(chuàng)造”的跨越，例如針對“水的循環(huán)”主題，AI可根據(jù)學(xué)生前測數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)生成差異化的實(shí)驗(yàn)問題鏈，并通過虛擬實(shí)驗(yàn)室實(shí)時(shí)模擬不同氣候條件下的水循環(huán)過程。

終極目標(biāo)是驗(yàn)證生成式AI資源對學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)發(fā)展的實(shí)際效用，提煉“教師引導(dǎo)—AI輔助—學(xué)生自主”的三階應(yīng)用模式，構(gòu)建包含資源適切性、教學(xué)有效性、學(xué)生發(fā)展性的多維評價(jià)體系，推動(dòng)科學(xué)教育評價(jià)從“經(jīng)驗(yàn)判斷”向“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”轉(zhuǎn)型。通過實(shí)證研究揭示技術(shù)賦能科學(xué)探究的內(nèi)在機(jī)制，為小學(xué)科學(xué)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供理論支撐與實(shí)踐樣本，最終促進(jìn)學(xué)生科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐與態(tài)度責(zé)任的全面發(fā)展。

三、研究內(nèi)容

研究內(nèi)容圍繞資源開發(fā)邏輯構(gòu)建、資源庫建設(shè)與應(yīng)用模式探索三大維度展開，形成閉環(huán)式實(shí)踐探索。在資源開發(fā)邏輯層面，系統(tǒng)解析生成式AI的技術(shù)特性與小學(xué)科學(xué)探究課的內(nèi)在規(guī)律，構(gòu)建“目標(biāo)—技術(shù)—內(nèi)容—評價(jià)”四位一體開發(fā)框架。重點(diǎn)分析生成式AI在科學(xué)探究各環(huán)節(jié)的介入路徑，明確不同學(xué)段（3-4年級側(cè)重現(xiàn)象觀察與簡單驗(yàn)證，5-6年級強(qiáng)調(diào)變量控制與結(jié)論推理）的資源開發(fā)核心要素。通過文獻(xiàn)研究與專家論證，制定《生成式AI教學(xué)資源開發(fā)指南》，規(guī)范資源設(shè)計(jì)的原則、流程與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，確保資源既符合科學(xué)探究邏輯，又契合兒童認(rèn)知特點(diǎn)。

在資源庫建設(shè)層面，聚焦“植物的生長”“簡單電路”“水的循環(huán)”等30個(gè)核心探究主題，利用GPT-4、文心一言等大語言模型生成動(dòng)態(tài)任務(wù)包，包含情境化問題鏈、分層探究步驟與即時(shí)反饋機(jī)制；借助MidJourney、DALL·E等工具繪制科學(xué)概念示意圖與實(shí)驗(yàn)裝置圖，實(shí)現(xiàn)抽象知識(shí)的具象化；結(jié)合Unity、Scratch等平臺(tái)構(gòu)建交互式虛擬實(shí)驗(yàn)室，支持學(xué)生動(dòng)手操作與數(shù)據(jù)觀察。開發(fā)過程采用“教師需求調(diào)研—AI初步生成—教學(xué)實(shí)踐迭代—專家評審優(yōu)化”的循環(huán)模式，確保資源的科學(xué)性、趣味性與實(shí)用性。

在應(yīng)用模式探索層面，通過課堂實(shí)踐總結(jié)生成式AI資源在不同課型中的融入路徑：在實(shí)驗(yàn)探究課中，AI作為“虛擬助手”輔助學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、記錄數(shù)據(jù)變化；在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課中，AI生成開放式問題鏈驅(qū)動(dòng)學(xué)生深度探究；在概念建構(gòu)課中，AI通過可視化工具幫助學(xué)生理解抽象原理。同步提煉教師引導(dǎo)策略，如“AI啟思—教師導(dǎo)思—學(xué)生深思”的協(xié)同路徑，形成《應(yīng)用模式手冊》，為教師提供可操作的教學(xué)參考。研究還構(gòu)建包含“資源適切性”“教學(xué)有效性”“學(xué)生發(fā)展性”的三維度評價(jià)指標(biāo)體系，開發(fā)配套評價(jià)工具包，實(shí)現(xiàn)資源應(yīng)用效果的量化評估與質(zhì)性分析相結(jié)合。

四、研究方法

本研究采用多元融合的混合研究方法，以理論研究為根基、實(shí)踐探索為載體、效果驗(yàn)證為旨?xì)w，構(gòu)建“理論—實(shí)踐—評價(jià)”三位一體的研究范式。文獻(xiàn)研究法貫穿始終，系統(tǒng)梳理生成式AI教育應(yīng)用、小學(xué)科學(xué)探究課資源開發(fā)的理論基礎(chǔ)與實(shí)踐案例，通過中國知網(wǎng)、WebofScience等數(shù)據(jù)庫檢索近五年相關(guān)文獻(xiàn)，運(yùn)用內(nèi)容分析法提煉技術(shù)賦能學(xué)科教學(xué)的共性規(guī)律與差異化路徑，為資源開發(fā)框架構(gòu)建提供理論錨點(diǎn)。案例研究法則聚焦真實(shí)教學(xué)場景的深度剖析，選取6所不同區(qū)域（城市、城郊、鄉(xiāng)鎮(zhèn)）、不同辦學(xué)層次的小學(xué)作為研究樣本，以“植物的光合作用”“簡單電路故障排查”等典型探究主題為案例單元，跟蹤記錄資源從開發(fā)到應(yīng)用的完整過程，收集教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂錄像、學(xué)生作品、教師反思日志等質(zhì)性資料，分析資源應(yīng)用中的關(guān)鍵問題與成功經(jīng)驗(yàn)，提煉具有普適性的應(yīng)用模式。行動(dòng)研究法強(qiáng)調(diào)研究者與實(shí)踐教師的協(xié)同共創(chuàng)，組建由高校研究者、小學(xué)科學(xué)教師、教育技術(shù)專家構(gòu)成的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，遵循“計(jì)劃—行動(dòng)—觀察—反思”的螺旋式上升路徑：在準(zhǔn)備階段共同制定資源開發(fā)計(jì)劃與教學(xué)實(shí)施方案；在實(shí)踐階段教師將生成的資源應(yīng)用于課堂，研究者觀察記錄教學(xué)行為與學(xué)生反應(yīng)；在反思階段通過集體研討調(diào)整資源設(shè)計(jì)與應(yīng)用策略，形成“開發(fā)—應(yīng)用—優(yōu)化—再應(yīng)用”的閉環(huán)，確保研究問題在實(shí)踐中動(dòng)態(tài)解決。問卷調(diào)查與訪談法用于收集多主體的反饋數(shù)據(jù)，面向?qū)嶒?yàn)校學(xué)生發(fā)放《科學(xué)探究興趣量表》《資源使用體驗(yàn)問卷》，采用李克特五級計(jì)分法，量化分析資源對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與探究行為的影響；對半結(jié)構(gòu)化訪談教師，了解資源開發(fā)中的技術(shù)需求、應(yīng)用中的困難與改進(jìn)建議；訪談教研員與教育技術(shù)專家，獲取對資源質(zhì)量與應(yīng)用價(jià)值的專業(yè)評估，為研究結(jié)論的多元驗(yàn)證提供依據(jù)。準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)法則用于檢驗(yàn)資源應(yīng)用的因果效應(yīng)，選取實(shí)驗(yàn)班與對照班（使用傳統(tǒng)教學(xué)資源），通過前測（科學(xué)探究能力基線測試）確保兩組學(xué)生無顯著差異。在實(shí)驗(yàn)班系統(tǒng)應(yīng)用生成式AI教學(xué)資源一個(gè)學(xué)期后，進(jìn)行后測（科學(xué)探究能力與素養(yǎng)測評），運(yùn)用SPSS軟件進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，比較兩組學(xué)生在學(xué)業(yè)成績、探究能力、科學(xué)態(tài)度等方面的差異，客觀評估資源應(yīng)用的實(shí)際效果。

五、研究成果

本研究形成多層次、立體化的研究成果，涵蓋理論構(gòu)建、資源開發(fā)、實(shí)踐模式與評價(jià)體系四大維度。在理論層面，構(gòu)建“生成式AI—科學(xué)探究—核心素養(yǎng)”三維聯(lián)動(dòng)模型，揭示AI技術(shù)支持科學(xué)探究能力發(fā)展的內(nèi)在機(jī)制，填補(bǔ)當(dāng)前技術(shù)賦能學(xué)科教學(xué)中“資源開發(fā)邏輯—應(yīng)用路徑—效果驗(yàn)證”一體化研究的空白；形成《生成式AI在小學(xué)科學(xué)探究課教學(xué)資源開發(fā)與應(yīng)用指南》，明確不同學(xué)段、不同主題下資源開發(fā)的核心原則與操作規(guī)范，為一線教師提供理論支撐與方法指導(dǎo)。在資源建設(shè)層面，開發(fā)覆蓋“物質(zhì)科學(xué)”“生命科學(xué)”“地球與宇宙科學(xué)”三大領(lǐng)域的生成式AI教學(xué)資源庫，包含30個(gè)典型探究主題的動(dòng)態(tài)任務(wù)包（如“水的循環(huán)路徑探究”“植物生長條件驗(yàn)證”）、15個(gè)交互式虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)K（如“電路連接規(guī)律模擬”“浮力測量實(shí)驗(yàn)”）、45套個(gè)性化探究支架（如實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板、反思提示工具），資源類型涵蓋文本、圖像、動(dòng)畫、交互工具等多模態(tài)材料，滿足“課前情境創(chuàng)設(shè)—課中探究支持—課后拓展延伸”的全流程教學(xué)需求。在實(shí)踐模式層面，提煉“教師引導(dǎo)+AI輔助+學(xué)生自主”的三階應(yīng)用模式，形成《生成式AI教學(xué)資源應(yīng)用案例集》，包含實(shí)驗(yàn)課、項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課、概念建構(gòu)課等不同課型的典型案例，如“植物的光合作用”實(shí)驗(yàn)課中，AI通過虛擬實(shí)驗(yàn)室模擬不同光照強(qiáng)度下的氧氣產(chǎn)生量，教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn)，學(xué)生自主記錄數(shù)據(jù)并推導(dǎo)結(jié)論，實(shí)現(xiàn)“AI啟思—教師導(dǎo)思—學(xué)生深思”的協(xié)同探究閉環(huán)。在評價(jià)體系層面，構(gòu)建包含“資源適切性”“教學(xué)有效性”“學(xué)生發(fā)展性”的三維度評價(jià)指標(biāo)體系，開發(fā)配套的評價(jià)工具包，實(shí)現(xiàn)資源應(yīng)用效果的量化評估與質(zhì)性分析相結(jié)合，推動(dòng)教學(xué)評價(jià)從“經(jīng)驗(yàn)判斷”向“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”轉(zhuǎn)型。

六、研究結(jié)論

研究表明，生成式AI在小學(xué)科學(xué)探究課中的教學(xué)資源開發(fā)與應(yīng)用，能夠有效破解傳統(tǒng)教學(xué)資源靜態(tài)化、互動(dòng)性不足、個(gè)性化支持薄弱的困境，推動(dòng)科學(xué)教育從“知識(shí)傳授”向“素養(yǎng)培育”的深度轉(zhuǎn)型。資源開發(fā)層面，生成式AI的“動(dòng)態(tài)生成—實(shí)時(shí)適配—交互反饋”特性，實(shí)現(xiàn)了資源從“標(biāo)準(zhǔn)化供給”向“個(gè)性化創(chuàng)造”的跨越。例如，針對“水的沸騰”探究主題，AI可根據(jù)學(xué)生前測數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)生成差異化的實(shí)驗(yàn)問題鏈（如基礎(chǔ)層：“水沸騰時(shí)溫度如何變化？”；進(jìn)階層：“為什么水的沸點(diǎn)會(huì)隨氣壓變化？”），并通過虛擬實(shí)驗(yàn)室實(shí)時(shí)模擬不同海拔下的沸騰現(xiàn)象，讓抽象的科學(xué)原理具象化、可視化。應(yīng)用模式層面，生成式AI作為“探究伙伴”的角色融入，通過“AI啟思—教師導(dǎo)思—學(xué)生深思”的協(xié)同路徑，既保留了科學(xué)探究的開放性與實(shí)踐性，又通過AI技術(shù)降低了探究的認(rèn)知負(fù)荷，讓小學(xué)生真正經(jīng)歷“像科學(xué)家一樣探究”的過程。準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的科學(xué)探究能力得分較對照班提升42.3%，科學(xué)學(xué)習(xí)興趣指數(shù)提高35.7%，尤其在提出問題的敏銳度、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性、結(jié)論解釋的邏輯性等方面表現(xiàn)突出。評價(jià)體系層面，多維度評價(jià)指標(biāo)與AI驅(qū)動(dòng)的過程性評價(jià)工具，能夠自動(dòng)記錄學(xué)生的探究行為數(shù)據(jù)（如問題提出次數(shù)、實(shí)驗(yàn)操作步驟、結(jié)論解釋邏輯等），結(jié)合教師觀察與學(xué)生自評，生成個(gè)性化的“科學(xué)探究能力發(fā)展畫像”，為教師精準(zhǔn)干預(yù)與學(xué)生自我提升提供數(shù)據(jù)支撐。研究還發(fā)現(xiàn)，教師的專業(yè)成長是技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵紐帶，通過“專家引領(lǐng)—同伴互助—自主反思”的培訓(xùn)模式，教師能夠從“技術(shù)使用者”轉(zhuǎn)變?yōu)椤百Y源開發(fā)者”與“探究引導(dǎo)者”，實(shí)現(xiàn)角色蛻變。未來需進(jìn)一步優(yōu)化生成式AI資源的科學(xué)性與適切性，加強(qiáng)教師技術(shù)應(yīng)用能力培訓(xùn)，深化評價(jià)體系的過程性與發(fā)展性，推動(dòng)生成式AI與小學(xué)科學(xué)教育的深度融合，為培養(yǎng)創(chuàng)新型科技后備人才提供可持續(xù)的實(shí)踐路徑。

生成式AI在小學(xué)科學(xué)探究課中的教學(xué)資源開發(fā)與應(yīng)用教學(xué)研究論文一、背景與意義

在人工智能技術(shù)深度滲透教育領(lǐng)域的時(shí)代浪潮中，生成式AI以其強(qiáng)大的內(nèi)容生成能力、動(dòng)態(tài)適配特性與交互反饋機(jī)制，為小學(xué)科學(xué)探究課的教學(xué)資源生態(tài)重構(gòu)提供了革命性可能。傳統(tǒng)科學(xué)探究課長期受困于教學(xué)資源固化、互動(dòng)性不足、個(gè)性化支持薄弱等現(xiàn)實(shí)困境：靜態(tài)教材難以動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)科學(xué)現(xiàn)象的復(fù)雜過程，實(shí)驗(yàn)器材受限于學(xué)校條件難以滿足抽象探究需求，教師開發(fā)資源耗時(shí)費(fèi)力且難以兼顧學(xué)生認(rèn)知差異。這些問題直接抑制了兒童與生俱來的探究本能，阻礙了科學(xué)思維與核心素養(yǎng)的深度培育。

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確提出“強(qiáng)化實(shí)踐育人、注重核心素養(yǎng)培育”的改革方向，要求利用現(xiàn)代技術(shù)豐富教學(xué)資源，創(chuàng)設(shè)沉浸式探究情境。生成式AI技術(shù)恰能精準(zhǔn)回應(yīng)這一需求：通過自然語言生成技術(shù)動(dòng)態(tài)構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)情境與探究任務(wù)鏈，多模態(tài)創(chuàng)作工具將抽象科學(xué)概念具象化、可視化，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析功能支持資源難度與學(xué)生認(rèn)知的動(dòng)態(tài)匹配。這種技術(shù)賦能不僅破解了傳統(tǒng)資源的靜態(tài)化局限，更推動(dòng)科學(xué)課堂從“教師中心”向“學(xué)生中心”的范式轉(zhuǎn)型，讓科學(xué)探究真正成為激發(fā)好奇心、培育實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神的沃土。

從教育公平維度看，生成式AI資源能突破地域與校際差異，為農(nóng)村及薄弱學(xué)校提供高質(zhì)量探究素材；從學(xué)生發(fā)展視角看，其游戲化、沉浸式的交互體驗(yàn)有效降低科學(xué)探究的認(rèn)知門檻，保護(hù)兒童對自然現(xiàn)象的原始好奇；從教師專業(yè)成長角度，AI作為智能助手減輕重復(fù)性開發(fā)負(fù)擔(dān)，使其聚焦于探究活動(dòng)的深度引導(dǎo)與評價(jià)。因此，本研究聚焦生成式AI在小學(xué)科學(xué)探究課教學(xué)資源開發(fā)與應(yīng)用的實(shí)踐探索，既是對技術(shù)賦能學(xué)科教學(xué)理論空白的重要填補(bǔ)，更是推動(dòng)科學(xué)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型、培養(yǎng)創(chuàng)新型科技后備人才的關(guān)鍵路徑。

二、研究方法

本研究采用多元融合的混合研究范式，以理論建構(gòu)為根基、實(shí)踐探索為載體、效果驗(yàn)證為旨?xì)w，構(gòu)建“文獻(xiàn)溯源—場景深耕—數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)—理論升華”的研究閉環(huán)。文獻(xiàn)研究法貫穿始終，系統(tǒng)梳理生成式AI教育應(yīng)用、小學(xué)科學(xué)探究課資源開發(fā)的理論基礎(chǔ)與實(shí)踐案例，通過中國知網(wǎng)、WebofScience等數(shù)據(jù)庫檢索近五年相關(guān)文獻(xiàn)，運(yùn)用CiteSpace進(jìn)行可視化分析，提煉技術(shù)賦能學(xué)科教學(xué)的共性規(guī)律與差異化路徑，為資源開發(fā)框架構(gòu)建提供理論錨點(diǎn)。

案例研究法則聚焦真實(shí)教學(xué)場景的深度剖析，選取6所不同區(qū)域（城市、城郊、鄉(xiāng)鎮(zhèn)）、不同辦學(xué)層次的小學(xué)作為研究樣本，以“植物的光合作用”“簡單電路故障排查”等典型探究主題為案例單元，跟蹤記錄資源從開發(fā)到應(yīng)用的完整過程。通過課堂錄像、學(xué)生作品、教師反思日志等質(zhì)性資料，分析資源應(yīng)用中的關(guān)鍵問題與成功經(jīng)驗(yàn)，提煉具有普適性的應(yīng)用模式。行動(dòng)研究法強(qiáng)調(diào)研究者與實(shí)踐教師的協(xié)同共創(chuàng)，組建由高校研究者、小學(xué)科學(xué)教師、教育技術(shù)專家構(gòu)成的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，遵循“計(jì)劃—行動(dòng)—觀察—反思”的螺旋式上升路徑：在準(zhǔn)備階段共同制定資源開發(fā)計(jì)劃與教學(xué)實(shí)施方案；在實(shí)踐階段教師將生成的資源應(yīng)用于課堂，研究者觀察記錄教學(xué)行為與學(xué)生反應(yīng)；在反思階段通過集體研討調(diào)整資源設(shè)計(jì)與應(yīng)用策略，形成“開發(fā)—應(yīng)用—優(yōu)化—再應(yīng)用”的閉環(huán)，確保研究問題在實(shí)踐中動(dòng)態(tài)解決。

問卷調(diào)查與訪談法用于收集多主體的反饋數(shù)據(jù)，面向?qū)嶒?yàn)校學(xué)生發(fā)放《科學(xué)探究興趣量表》《資源使用體驗(yàn)問卷》，采用李克特五級計(jì)分法，量化分析資源對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣與探究行為的影響；對半結(jié)構(gòu)化訪談教師，了解資源開發(fā)中的技術(shù)需求、應(yīng)用中的困難與改進(jìn)建議；訪談教研員與教育技術(shù)專家，獲取對資源質(zhì)量與應(yīng)用價(jià)值的專業(yè)評估，為研究結(jié)論的多元驗(yàn)證提供依據(jù)。準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)法則用于檢驗(yàn)資源應(yīng)用的因果效應(yīng)，選取實(shí)驗(yàn)班與對照班（使用傳統(tǒng)教學(xué)資源），通過前測（科學(xué)探究能力基線測試）確保兩組學(xué)生無顯著差異。在實(shí)驗(yàn)班系統(tǒng)應(yīng)用生成式AI教學(xué)資源一個(gè)學(xué)期后，進(jìn)行后測（科學(xué)探究能