AI赋能科学教学课例:教科版《地球家园的化学变化》
作者：微信文章转自宝安区小学科学教研
在探索宇宙的奥秘中，地球始终是我们最熟悉的家园。但你是否真正了解地球家园的化学变化呢？今天，就让我们跟随宝安区滨海小学的王悦晴老师，一起走进人机协同下的科学课——《地球家园的化学变化》，看看AI技术如何为科学教育赋能！
课堂实录
一、课程导入：宏观地质演变与氧气含量变化
课堂伊始，王老师以“地球46亿年沧桑巨变”为引子，巧妙地将地质演变的宏大叙事凝练为氧气含量变化的认知锚点。学生们被这个宏大的话题深深吸引，纷纷提出自己的猜想。借助平板终端，学生们拍摄并上传了自己的猜想图，平台迅速汇聚生成全班认知分布图谱。这种数据可视化的手段，让个体认知差异得以直观呈现，激发了学生们强烈的探究欲望。
二、智能探究：虚拟煤形成实验与微观化学变化
进入智能探究阶段，王老师创新性地运用了虚拟煤形成实验，突破了时空的局限。学生们通过交互式时间轴，直观感知了植物在地质压力与温度作用下的碳化全过程。这一微观化学变化在AI技术的帮助下，获得了宏观可视化的表达，让学生们对地球化学变化有了更深入的理解。同时，课程还构建了包含档案资料卡、实验模拟、虚拟操作及智能问答的立体化工具库，确保不同认知层次的学生都能找到适合自己的自主探究切入点。
三、班级研讨：氧气含量曲线波动与地质成因
经过全班的深度探究，学生们对氧气含量曲线波动的化学变化形成共识，同时对此过程中产生的典型化学变化，如光合作用、煤炭的形成、石油的形成及现在的化石燃料燃烧有了充分的了解。此时，智能助手小可依托图像识别技术，对全班的探究记录表展开深度分析，精准定位了学生存在的认知偏差。这种基于学情画像的数据驱动教学，让课堂研讨从表层问答向系统思维建模跃升，展现了AI赋能下科学教育的质性变革。
（部分学生现场生成图）
四、课程亮点：AI技术赋能科学教育
这堂课最大的亮点在于AI技术的广泛应用。从课程导入的数据可视化，到智能探究的虚拟实验，再到班级研讨的智能助手分析，AI技术贯穿了整个教学过程。它不仅打破了传统实验的时空限制，还实现了个性化探究和知识建构的完美融合。每个学生都能在这场探索中找到属于自己的答案，享受科学带来的乐趣。
结语
通过这堂课的学习，学生们对地球家园的化学变化有了更深刻的认识。他们意识到地球的独特性和珍贵性，也明白了保护地球的重要性。正如王老师最后留下的问题：“未来地球上的氧气含量还会是21%吗？怎样才能维持碳平衡？”值得每个同学思考。
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