生态化视域下人工智能与《学前儿童科学教育》课程的融合建设

在人工智能技术迅猛发展的时代浪潮中，教育领域正经历着由技术驱动的内生性变革。“人工智能＋教育”模式已然成为当前教育领域发展的必然趋势，国家也做了积极的规划与推动。2017 年实施的《新一代人工智能发展规划》中明确提出要构建人工智能强国的“三步走”战略，在高校增设“智能 +^; ”学科，同时也为高校学前教育专业课程革新带来了新的可能性。

一、技术赋能：困境与突破

高校学前教育专业担任着促进儿童个体发展和为国家和地区培养具有科学素养和意识的专门人才重任。然而，在教育数字化时代，当前高校《学前儿童科学教育》课程在教学目标、教学内容、教学方法、教学评价方面还存在一定的不足。

具体而言，首先，教学目标未明确融入人工智能技术目标，课程目标定位仍以传统提升科学教育能力（观察、实验、分类）为主，缺乏人工智能背景下科学素养的针对性要求，如未涉及到“AI伦理认知”、“通过 AI 技术理解科学探究流程”等新兴目标。其次，教学内容滞后于人工智能发展的需求，现有课程内容仍以传统的学前儿童科学教育基础知识为主，如科学教育的方法，缺乏支持学生创新思维的动力，如未能有效融合人工智能和 STEAM 教育理念。再次，教学方法具有滞后性，据调查显示，传统讲授法占比达到 65% ，许多教师缺失必要的培训和进修机会，无法及时更新教学理念、方法和技能，忽略了对学生主动性和创新性的培养，无法适应教育改革的需求。最后，课程教学评价体系不健全，当前《学前儿童科学教育》评价维度单一化，大多采用终结性评价，评价形式局限为期末试卷、教学活动设计和科学模拟教学试讲等类型，评价标准过于单一，过程性评价缺失，未能建立 AI 学习轨迹追踪的形成新评价体系，评价主体仍是教师，学生的学习积极性和主动性不足。

二、价值重构：理论与生态

《学前儿童科学教育》课程本身是一门多学科融合课程，旨在培养学前教育专业师范生的科学素养，直面人工智能技术给教育教学带来的全方位冲击和挑战，是时代下达我们的任务。

近年来，人工智能背景下《学前儿童科学教育》课程定位有所调整。一是教学目标，为培养技术赋能的复合型幼师。培养能够运用人工智能、AI 开展科学启蒙教育，具备“科学素养 + 技术应用 + 教育创新”综合能力的未来学前幼儿教师队伍。二是教学内容，融入 STEAM 教育理念与 AI 技术模块，强调跨学科整合。在传统科学知识模块的基础上，将 AI 技术融入到教育情境中，帮助学生获得学前儿童科学教育的核心经验。三是教学方式，线上线下混合式教学模式，通过线下开展实践活动，线上拓展教学内容的形式，满足学生学习的个性化需求。以项目式教学为依托进行教学实践，强调学生通过解决真实教育情境中的问题建构知识。四是教学评价，以学生实际出发开展多维度的教学评价，从评价方式来看，理论考核与实践考核，以数据驱动的过程性评价与终结性评价相结合，实现多元全面的评价。评价主体多元化，包括教师评价、学生互评、幼儿园一线专家和教师，充分发挥评价结果对教育教学诊断与调整、人才培养质量反馈的功能与价值。

三、四位一体：实践路径创新

在人工智能背景下，笔者所在院校将此课程开设在大二下学期，共开设 16 周，每周安排 3 学时，理论学时 32，实践学时 16，共计48 课时，结合两年的《学前儿童科学教育》课程教学实践经验，依托应用型人才培养目标，从教学目标、教学内容、教学方法和教学评价4 方面进行了探索和实践，实践路径如图1 所示。

图1 实践路径

（一）重设教学目标

教学目标是开展教学活动的导航仪，调整教学目标为“新”3 维目标。知识目标旨在理解学前儿童科学教育的主要概念、理论和观点，同时促进跨学科知识融合，结合人工智能，掌握 AI 技术支持的儿童科学探究模式，嵌入“ AI 技术赋能科学教育”专题模块等。能力目标旨在培养学生运用 AI 工具自主设计科学教育活动，选择恰当的教学组织形式、指导方式和教学方法，组织与实施幼儿园科学教育活动方案。素质目标着眼于培养学生的科学素养、更新科学教育观念、热爱学前儿童和学前教育事业，辩证看待AI 与教师角色的关系，形成“技术辅助而非替代”的教育理念。

（二）改革教学内容

教学内容是教育的载体，推动社会创新的核心工具。《学前儿童科学教育》课程本身是一门综合性和实践性极强的专业核心课程，融入 STEAM 教育的核心理念实现跨学科整合。首先，营造和整合基于真实情境的课程内容，驱动学习主体主动学习的积极性，与实际一线幼儿园科学教育筛选出来的“真”情境对接。其次，强调知识跨学科整合，注重知识的综合性运用，将综合性学科内容以主题项目呈现，将跨学科知识实现隐形融合，融合自然现象和 AI 技术体验。如“声音探秘”项目，科学方面探索声音的产生与传播；技术方面使用 AI语音识别工具记录不同声音；工程方面制作简易传声筒；艺术方面创作声音图谱或音乐故事；数学方面统计声音频率与音量变化。最后，重视人工智能与幼儿教育实践的问题，嵌入 AI 工具与场景化教学设计，笔者所在院校学前教育专业建有幼儿智慧教室，通过教学一体机搭建幼儿园环境虚拟仿真环境，将幼儿园真实场景搬到了教室中，学生沉浸式体验真实幼儿园活动环境，模拟科学探究场景，培养未来学前教师基于人工智能的科学教育设计能力。

（三）创新教学方式

1. 线上线下混合教育模式

在人工智能背景下，线上线下混合式教学模式结合传统课堂教学和教育数字化的优势，已然成为科成建设的核心路径。首先，重构教学流程，实行分阶段整合教学资源与技术。课前，利用智能化平台（如超星学习通）推送预习资源，包括精品课程、案例库、期刊文献等，帮助学生建立初步认知；课中，线下聚焦互动和教学实践，如科学实验和制作活动解决线上学习存在的共性问题；课后，通过布置在线学习平台实践任务，结合讨论区协作反思，实时查看与分析智能平台学生学习轨迹，教师及时调整教学策略。其次，人工智能赋能教学管理。基于分析学生水平的数据，为不同认知水平的学生推送智能化学习资源，如为科学探究能力较弱的学生推送科学启蒙实验视频，为探究能力较强的同学推送人工智能与幼儿园科学实验结合的视频。增强人际协同互动，引入 AI 助教辅助教师答疑，减轻教师工作量，学生也可得到实时反馈。最后，优化教学环节与资源建设。硬件方面，建设学前专业智慧教室，配备互动式多媒体和教学一体机设备；软件方面，开发适配学前教育专业特点的在线课程，鼓励学生参与课程资源共建，增强学习的主动性和教学互动性。

2. 项目式教学

通过任务驱动和协作实践的项目式教学能有效培养学生解决复杂问题的能力，符合“做中学”的理论。第一，以真实问题驱动项目设计，围绕《学前儿童科学教育》课程中的核心目标设计贴近幼儿园实际的项目任务，在“做中学”中体验“教师的教”。例如学生分组设计“幼儿园 STEAM 主题活动方案”，涵盖教学目标设定、活动材料准备、活动延伸、活动效果评估。开展科学植物种植活动，观察植物生长过程，制定植物生长记录表，涵盖观察认识科学教育活动的设计、种植植物开展的科学教育活动、交流实践分享等方面。第二，分阶段推进项目活动。准备阶段，线上发布任务书，提供参考范例资源，学生分组提交初步实践计划；实施阶段，线下研讨实践方案的可行性，教师提供针对性指导，学生通过人工智能相关工具优化调整方案设计；评价阶段，通过线下展示项目成果，组织生生互评与教师评价，活动结束后将成果上传超星学习通平台，结合 AI 系统生成改进建议。第三，利用智能技术支持项目写作与反思，利用教学一站式管理平台，整合过程资源，支持教师和学生回溯学习与教学过程。通过“线上线下混合式教学＋项目式教学”形成“理论 - 实践 - 创新”模式，提升学生教学设计能力、科学素养和信息化素养。

（四）革新教学评价

人工智能背景下，《学前儿童科学教育》课程评价需以“主体协作化”和“方式智能化”为核心，通过数据整合化和动态反馈机制，适应新时代对培养学前教育人才培养的需求。

评价主体多元化。传统课程评价以教师为单一主体，存在片面化、单一化的问题。人工智能时代下引入多元评价主体，采用学生自评和生生互评机制，通过学习平台记录学习轨迹（课堂讨论、项目参与），引导学生基于大数据进行自我反思，利用智能化分组工具实现跨组互评，强化协作能力。评价方式多样化。人工智能技术为评价方式提供收集数据、分析与反馈新路径。利用学习分析技术将过程性评价与终结性评价结合，追踪学生课堂参与、项目实践、在线讨论、师生互动等过程性数据，生成学生个性化学习轨迹。强调数智智能与人工评价相结合，除了传统期末试卷外，鼓励学生展现过程性学习成果，教师通过 AI 工具自动评估作品的科学性和创造性（如活动设计新颖度），结合教师人工评价形成综合性结论，动态监测学生在“科学态度、探究能力、技术应用”方面的进步。

四、协同共生：未来教育图景

在认知发展上，AI 技术显著提升了学生对于科学探究的积极性、创新思维、解决问题、协同完成项目的能力。从教师层面来说，专业水平有所提高，如信息化教学设计、课程开发效率、教学管理、教学评价能力。需要明确的是，数字化转型并非最终目标，而是推动教育现代化进程的高效且必要的手段。人工智能与学前教育的协同发展已步入深水区，通过构建“智脑＋人脑”教学共同体（AI 负责基础知识传递，教师专注情感引导），创新“虚实共生”教学模式（线上线下混合式教学），建立多维度发展性评价指标，形成教育新范式。值得强调的是，人工智能背景下技术应用需遵循“三适原则”——适龄的内容适配、适度的使用频率、适宜的情感补偿，最终实现“技术赋能而不越位，人类主导而不缺位”的共生格局。

参考文献

[1] 董娜 ， 侯婉婷 ， 艾子淳 ， 等 .AI 技术赋能在双一流建设学科本科课程中的应用策略研究——以动物营养学为例 [J]. 高教学刊 ，2025，11（22）：29-32+37.

[2] 宋慧 .STEM 教育理念下职前幼师科学教育素养体系的改革探究——基于“学前儿童科学活动设计与指导”课程教学改革 [J]. 教育教学论坛 ，2024，（25）：89-92.

[3] 张燕 .STEAM 教育理念融入高职高专学前儿童科学教育课程实践探索 [J]. 现代职业教育 ，2023，（06）：81-84.

[4] 刘邦奇. 智能教育生态协同发展：逻辑机理与典型实践模式[J].电化教育研究 ，2025，46（08）：21-29.

[5] 李燕 ， 陈伟 . 生成式人工智能赋能教育评价的现状、特征和现实困境 [J/OL]. 中国高校科技 ，1-8[2025-08-12].

[6] 王馨桐 . 基于科学素养提升的学前儿童科学教育教学改革研究[J]. 辽宁师专学报 （ 社会科学版 ），2025，27（01）：94-96.

作者简介：何琪，女，湖北利川人，硕士，助教，研究方向：学前儿童教育与实践，学前儿童科学。

基金 ：2024 年校级一般项目“体验式教学模式下《学前儿童科学教育》课程项目化设计与实践”（KY202414）阶段性成果。