AI赋能背景下提升幼儿科学能力的实践探索

一、AI 赋能幼儿科学教育的核心价值

AI 为幼儿科学教育注入全新活力，其价值不仅体现在技术创新，更在于精准回应幼儿科学学习需求，多维度支撑科学能力提升：

1.激发探究兴趣：AI 通过虚实结合、游戏化设计，将抽象科学知识转化为可感知、可参与的互动场景，让科学探究从“被动接收”变为“主动探索”，点燃幼儿科学好奇心。

2.适配认知特点：AI 具备个性化反馈与动态调整功能，能根据幼儿学习节奏、兴趣方向提供适配内容与引导方式，契合“短时注意力”“具象思维为主”的认知特点，实现“以幼儿为中心”的教育。

3.拓展探究边界：AI 打破传统教学时空限制，将微观世界（如细胞结构）、宏观场景（如太阳系运行）、危险实验（如火山喷发模拟）转化为安全直观的探究资源，拓宽幼儿科学认知视野。

4.培养科学思维：AI 通过“观察—操作—反馈—思考”的闭环设计，引导幼儿形成“提问—猜想—验证—总结”的探究逻辑，助力初步科学思维建立。

二、AI 赋能幼儿科学能力提升的实践路径（一）依托AI 创设情境化探究场景，点燃科学兴

兴趣是幼儿科学探究的起点，AI 的“虚实融合”特性（AR 增强现实、VR 虚拟现实）可打造沉浸式场景，让幼儿在“玩中学”激发兴趣：

1.AR 实景互动：小班“认识昆虫”活动中，教师用 AR 技术将虚拟蚂蚁、蝴蝶“投射”到教室地面与墙面，幼儿触摸屏幕观察昆虫身体结构（如蚂蚁触角、蝴蝶翅膀纹路），跟随AR 昆虫“移动轨迹”探究生活习性（如蚂蚁搬食物、蝴蝶吸花蜜），感受昆虫世界奇妙，建立“生物科学”初步兴趣。

2.VR 沉浸式体验：大班“探索太空”活动中，借助VR 设备打造“虚拟太空舱”，幼儿“置身”太阳系，通过头部转动观察八大行星形态与运行轨迹，AI 以童趣语音讲解“地球绕太阳转形成四季”“月亮绕地球转形成月相”，让抽象天文知识直观可感，激发宇宙科学探索欲望。

（二）优化AI 交互设计，引导沉浸式科学探究

AI 的核心优势是“即时反馈”与“动态适配”，优化交互设计可引导幼儿深度参与探究，培养“操作—观察—思考”能力：

1.慢节奏、多反馈的交互模式：结合幼儿“短时注意力”特点，AI 探究内容遵循“少而精”原则，拆解为多个小模块，每个模块预留充足观察与操作时间，配备“暂停键”“重复键”。如“植物生长”活动中，AI 将知识分为“种子发芽”“长出叶子”“开花结果”三阶段，每阶段聚焦1-2 个核心知识点（如种子发芽需水和阳光），幼儿操作后，AI 通过语音、动画实时反馈（如“你给种子浇了水，小芽马上要冒出来啦”），强化探究成就感。

2.个性化引导交互：利用AI 智能测评工具，实时记录幼儿操作行为（如观察时长、提问次数），针对性提供引导。对主动观察的幼儿，AI 拓展探究任务（如“你发现种子发芽时根先长，根有什么作用呢”）；对操作困惑的幼儿，AI 给予提示（如“再给种子晒晒太阳，看看和放阴暗处有什么不同”），确保每个幼儿适配探究。

（三）设计AI 融合的探究式教学方案，培养科学思维

AI 需与“探究式教学法”深度结合，转化为“探究任务载体”，引导幼儿建立科学思维。以中班“影子的变化与光的关系”活动为例：

1.任务导入：AI 播放“小猫追影子”动画，提出“小猫的影子为什么会变大变小”，引发幼儿猜想。

2.AI 操作探究：幼儿用AI 光影模拟器，滑动屏幕调整虚拟光源位置（上方、侧面、斜下方），观察影子变化，在AI 画板记录影子图案。

3.反馈与总结：AI 收集记录，通过对比动画展示“光源越近，影子越大；光源越远，影子越小”规律，以提问引导总结（如“光源在侧面时，影子是长是短”），帮助形成“观察—操作—总结”探究逻辑。

（四）借助AI 拓展多维科学内容，拓宽认知边界

AI 从“抽象知识具象化”“生活场景科学化”维度，丰富探究内容，帮助幼儿建立“科学与生活关联”

科学与生活关联”认知：1.抽象知识具象化：针对抽象科学概念，AI 通过3D 建模、动态模拟使其直观化。如“声音的产生”活动中，AI 用3D 模型展示“声带振动”“鼓面振动”微观过程，幼儿触摸屏幕“敲鼓”，观察振动与声音关联，理解“声音由振动产生”；“水的三态变化”活动中，AI 动画展示“水结冰—融化—蒸发”，幼儿调节模拟温度观察变化，将抽象知识转化为具象认知。

2.生活场景科学化：AI 将生活现象转化为探究资源，培养“从生活发现科学”能力。如“垃圾分类”活动中，幼儿用AI 图像识别工具拍摄垃圾（塑料瓶、果皮、电池），AI 实时识别类型并讲解处理方式；通过“垃圾分类大挑战”AI 游戏，幼儿将虚拟垃圾投入对应“垃圾桶”，在生活场景中理解“环保科学”，提升科学应用能力。

（五）提升教师 AI 素养，筑牢技术赋能基础教师是 AI 赋能的“关键纽带”，需具备扎实 AI 应用

1.强化AI 技能培训：幼儿园通过专题培训、线上课程，帮助教师掌握AR/VR 设备使用、AI 课件制作软件（如希沃AI 助手、小度教育版）、AI 测评工具应用，确保熟练设计科学活动。

2.构建AI 资源库：鼓励教师结合实践，收集开发优质AI 资源（如适配不同年龄段的探究程序、AR 素材）形成园本化资源库，方便调用优化，提升教学效率。

3.开展AI 教研活动：通过集体备课、观摩课、案例研讨，交流AI 应用经验（如“如何用AI 设计‘水的浮力’活动”），深化教师对 AI 教育价值的理解，优化教学策略。

三、AI 赋能幼儿科学教育的实践注意事项

1.坚持“人机协同”：AI 是“辅助工具”，教师需发挥引导作用，如AI 探究后组织小组讨论，或结合真实材料（如 AI 观察昆虫后提供真实标本触摸），实现“虚拟与真实”互补，避免认知误区。

2.关注身心发展：控制幼儿使用AI 设备时长（小班每次≤15 分钟，大班≤20 分钟），选择护眼设备；AI 内容需符合心理需求，避免复杂操作、恐怖元素，确保探究安全愉悦。

3.保障内容质量：筛选AI 资源时，确保科学知识准确（避免“太阳绕地球转”等错误）、契合《幼儿园教育指导纲要（试行）》科学领域目标，杜绝单纯追求“技术感”的娱乐化内容。

四、结语

AI 赋能为幼儿科学能力早期培养开辟新路径，核心是“以技术适配幼儿科学学习需求”。通过情境化场景点燃兴趣、个性化交互引导探究、探究式方案培养思维、多维内容拓宽认知，AI 助力幼儿在探究中收获知识、提升能力、建立思维，为未来学习奠定基础。学前教育工作者需主动拥抱AI，平衡“技术创新”与“教育本质”，让AI 成为幼儿探索科学世界的“伙伴”，推动幼儿科学教育迈向新未来。

【参考文献】

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[2]王艳.AR 技术赋能幼儿科学探究活动的实践研究[J].幼儿教育，2022，（18）：23-26.

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