AI 互动教具支持下的幼儿园科学探究活动设计与实施研究

引言

科学探究活动是幼儿园教育的重要组成部分，旨在通过引导幼儿观察、操作、思考，激发对自然与科学的好奇心，培养初步的探究能力与科学素养。传统幼儿园科学探究活动多依赖静态教具与教师讲解，互动性不足，难以充分调动幼儿的主动性与参与性。随着人工智能技术在学前教育领域的应用，AI 互动教具如智能实验套装、互动科普板等逐渐走进幼儿园，其能够通过实时反馈、情境模拟、个性化引导等功能，为幼儿打造沉浸式的科学探究环境。因此，研究AI 互动教具支持下的幼儿园科学探究活动设计与实施策略，对推动幼儿园科学教育创新、提升幼儿科学素养具有重要现实意义。

一、AI 互动教具对幼儿园科学探究活动的支撑价值

（一）增强互动体验，激发探究兴趣

AI 互动教具具备丰富的交互功能，能够通过声音、光影、触感等多感官刺激与幼儿互动，打破传统教具“单向传递”的局限。在科学探究活动中，幼儿通过触摸、操作AI 互动教具，可实时获得反馈，如智能植物生长仪能根据幼儿的浇水操作，动态显示植物生长状态；互动星空板能通过手势感应切换星座图案。这种即时互动体验能让幼儿直观感受科学现象，快速激发对科学探究的兴趣，主动投入到活动中。

（二）模拟科学情境，降低探究难度

幼儿园阶段幼儿的具象思维占主导，对抽象科学概念的理解存在难度。AI 互动教具可通过情境模拟功能，将抽象的科学原理转化为具象的场景。例如，智能天气模拟教具能通过动画演示雨、雪、风的形成过程；微观世界互动仪能将细胞、细菌等微小事物放大呈现。这种情境化呈现方式，帮助幼儿更易理解科学知识，降低科学探究的认知难度，为深入探究奠定基础。

（三）提供个性化引导，适配探究节奏

不同幼儿的探究能力、兴趣点存在差异，AI 互动教具可通过数据分析功能，感知幼儿的操作行为与探究进度，提供个性化引导。当幼儿在探究中遇到困难时，如无法正确组装智能电路教具，教具会通过语音提示、动画演示等方式给予分步指导；当幼儿快速掌握探究内容时，教具会推送拓展性任务，如尝试设计不同功能的电路。这种个性化支持，让每个幼儿都能按照自身节奏开展探究，充分发挥自主性与创造力。

二、AI 互动教具支持下幼儿园科学探究活动的问题

（一）活动设计与教具功能适配不足

部分教师在设计科学探究活动时，未能充分挖掘AI 互动教具的核心功能，仅将其作为传统教具的“替代品”，导致教具功能与活动目标脱节。例如，使用具备数据记录功能的智能种植教具时，仅让幼儿观察植物生长，未引导幼儿利用教具记录生长数据、分析生长规律，浪费了教具的智能化优势，无法充分发挥其对科学探究的支撑作用。

（二）教师对探究过程的引导过度或不足

在 AI 互动教具支持的科学探究活动中，教师的引导角色难以精准把握。部分教师过度依赖教具的自动引导功能，自身仅作为“旁观者”，当幼儿出现探究偏差时未能及时干预，导致探究活动偏离目标；另有部分教师对幼儿的探究过程干预过多，如直接告知AI 互动教具的操作步骤、科学结论，剥夺了幼儿自主思考与尝试的机会，抑制了探究能力的发展。

（三）教具使用忽视幼儿的情感与社交需求

AI 互动教具虽能提供个性化互动，但部分活动设计过度关注技术应用，忽视了幼儿的情感体验与社交需求。例如，组织幼儿使用AI 互动教具开展科学探究时，多采用个体操作模式，缺乏小组合作环节，幼儿难以通过交流分享探究发现、共同解决探究问题；同时，教具的互动多为“人机互动”，缺少教师与幼儿之间的情感沟通，无法满足幼儿对情感支持的需求，影响探究活动的整体体验。

三、AI 互动教具支持下幼儿园科学探究活动的设计与实施策略

（一）基于教具功能精准设计活动目标与流程

教师需深入研究AI 互动教具的功能特性，结合幼儿园科学教育目标与幼儿发展特点，设计适配的活动方案。首先，根据教具的核心功能确定活动目标，如利用智能光影教具的“光影变化”功能，设定“探究光影形成与变化规律”的目标；其次，围绕目标设计探究流程，将教具功能融入“提出问题—动手探究—交流总结”的环节中，如让幼儿通过操作教具改变光源位置，观察光影变化，记录探究结果，确保教具功能与活动流程深度融合，充分发挥其价值。

（二）明确教师引导角色，把握干预尺度

在活动实施过程中，教师应明确自身作为“引导者”的角色定位，并合理把握引导的尺度。活动前，教师需要充分熟悉AI 互动教具的操作方法和背后的支持逻辑，预判幼儿在探究过程中可能遇到的问题。活动中，当幼儿遇到操作困难时，教师应首先鼓励幼儿自主尝试解决问题。如果幼儿持续遇到困难，教师可以适度地提供引导，例如通过提问“你觉得调整这个按钮会有什么变化？”来启发幼儿的思考，帮助他们找到解决问题的线索。活动结束后，教师应引导幼儿分享他们的探究过程和发现，帮助他们梳理科学认知，既不过度干预，也不放任自流，从而在尊重幼儿自主探究的同时，有效地促进他们的学习和发展。

（三）融入情感与社交元素，优化探究体验

在设计幼儿教育活动时，必须充分考虑AI 互动教具的技术优势与幼儿的情感、社交需求之间的平衡。为此，可以设计小组合作式的探究任务，例如让幼儿分组使用AI 互动气象教具，共同收集天气数据、制作天气播报。这样的活动不仅能够培养幼儿的社交能力，通过分工协作促进合作意识的形成，还能让他们在实践中学会如何与他人沟通和协调。同时，教师在活动中应加强与幼儿的情感互动，比如在幼儿完成任务后，及时给予肯定和鼓励，分享他们的探究成果。这种情感支持不仅能够增强幼儿的探究自信，还能让他们在获得情感共鸣的同时，提升对科学探究活动的整体体验，从而在快乐和成就感中茁壮成长。

结束语

AI 互动教具为幼儿园科学探究活动的创新提供了有力支撑，其在增强互动体验、降低探究难度、提供个性化引导等方面的优势，能有效优化科学探究活动效果。针对当前实践中存在的活动设计适配不足、教师引导不当、忽视情感社交需求等问题，通过精准设计活动、明确教师引导角色、融入情感社交元素等策略，可充分发挥AI 互动教具的价值。未来，还需进一步探索AI 互动教具与幼儿园科学教育的深度融合路径，让技术更好地服务于幼儿科学素养的培养，助力学前科学教育高质量发展。

参考文献

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