基于增强现实的小学科学教学资源开发研究

小学科学教育，是学生科学素养与探究能力发展的一个重要时期。DeepSeek 是一种新型 AI 技术，它以其高效和智能等特性为增强现实教学资源提供技术支撑。所以，本次研究的目的是探索如何应用 DeepSeek 新技术开发小学科学教学资源来增强教学效果，改善学生学习体验。

1. 基于增强现实的小学科学教学资源开发价值

在当前的教育环境中，基于增强现实（AR）的小学科学教育资源的开发具有不可估量的重要性，特别是当引进了如 deepseek 这样的创新技术后，这种价值变得更加明显 [1]。（1）可以大大增强教学趣味性与互动性。传统科学教学通常是依靠书本与图片进行教学，学生是在比较被动地接受中进行。而在deepseek 新技术的帮助下研发出的 AR 教学资源使学生犹如置身在一个精彩的科学世界。比如在解释植物成长过程中，学生借助 AR 设备能够亲眼见证一粒种子从发芽到成长为参天大树，并能够和虚拟植物交互，对不同生长阶段特征的观察，让学习不在是枯燥乏味的知识灌输中，而在有趣的探索之旅中。（2）有利于学生空间思维与实践能力的发展。AR 技术能把抽象的科学概念变成具体，可操作的虚拟对象，以地球的公转和自转为教学内容，学生可以在 AR 模拟环境中，通过操纵虚拟地球模型，直观地体验地球在各种轨道和角度下的动态行为，以及由此引发的日夜交替和四季变换的各种现象。这一亲身体验，较之传统理论讲解，更能使学生了解复杂科学知识。

2. 基于增强现实的小学科学教学资源开发的方法

2.1 高效AI 模型和知识蒸馏

高效 AI 模型和知识蒸馏对以增强现实为基础的小学科学教学资源发展，起到了至关重要的作用，deepseek 等高效 AI 模型具有较强的数据分析与处理能力，可以快速地整理与分析大量科学知识，从而为教学资源开发提供了强有力的支撑 [2]。

就苏教版五年级上册天文学星系知识而言，宇宙星系数量多、结构复杂，小学生很难理解。该系统通过高效 AI 模型能够深入地挖掘与分析星系中的各类知识，再运用知识蒸馏技术将这些知识转化成为一个简单明了的虚拟星系模型。在该模式下，学生能直观地观察到各种星系的形态，成分及运动规律。如通过虚拟设备的操作，使学生能够观测太阳系内各行星运行轨道并认识其特征及相互关系。从而使繁杂的星系知识变得生动有趣，使学生能较好的理解与掌握。

2.2 实时性和能效管理

实时性和能效管理对于确保以增强现实为基础的小学科学教学资源高效发挥其作用至关重要。小学科学教学要求学生在规定时间里完成相关学习任务，所以教学资源的供给必须是实时的 [3]。

以苏教版三年级上册植物的一生教学为例，借助增强现实（AR）的帮助，实时性得到了深入的展现。学生上课时了解植物生长周期后，老师在 AR 设备的帮助下，只需学生对不同生长阶段产生问题，便可马上调出相应的 3D 植物模型，实时呈现种子萌发，幼苗生长和开花结果各阶段形态，使学生犹如亲眼看见植物迅速成长，满足了他们瞬间求知需求，并且在能效管理中 ，AR 技术可以通过智能算法实现教学资源按照学生学习进度及掌握情况进行精准推送。例如，对已迅速了解植物发芽的同学，该系统会自动减少对相关基本内容的演示，而转向对植物病虫害防治及其他拓展知识的推送，从而避免了资源浪费并提高了教学能效。同时通过对 AR 设备使用时长，频率等参数进行监控，合理配置硬件资源以保证设备平稳运行，为科学教学的顺利进行提供了保证。

2.3 拓展应用场景

基于增强现实开发小学科学教学资源时，拓展应用场景可以给学生带来更多丰富多采的学习体验并进一步激发其学习兴趣与探究欲望。

一方面可结合 AR 教学资源和校园环境打造校园科普角。比如在校园里的花园里，布置 AR 标识点，学生借助 AR 设备对标识点进行扫描后，便可以知道各种植物的详细情况，其中包括它们的名字，生长习性和用途。也可通过虚拟展示让学生观察植物生长过程及微观结构等，从而使得校园学习环境更生动有趣。另一方面可借助 AR 教学资源进行户外实践教学活动，以地形地貌这一知识点为例，安排学生去郊外山地实地考察。通过使用 AR 设备，学生能够获得该地区的地形和地貌的模拟数据，例如山脉的方向、高度信息、岩石的种类等。同时在不同地质构造中也可见到峡谷，瀑布，森林等自然景观与生态系统。这种把虚拟信息和实际观察有机地结合在一起的方法可以深化学生对于地理知识的认识。另外，可联合博物馆，科技馆及其他教育场所拓展 AR 教学资源展示及传播，在博物馆里，学生能够借助 AR 设备对展品背景知识及科学原理有更深刻的理解；在科技馆里，学生能够切身感受到种种科技现象背后所隐藏的科学奥秘，开阔知识面，开阔眼界。

结束语

从增强现实出发，开发小学科学教学资源，无论在理论上还是在实践上，都有十分重要意义。DeepSeek 新技术对教学资源开发具有较强的技术支撑，能有效地促进学生学习兴趣与科学探究。但在实践中还面临着技术普及和教师培训的挑战。今后，我们要进一步强化技术与教育深度融合，促进增强现实运用于更多的学科，给学生营造一个更丰富、更有效的环境。

参考文献：

[1] 李想 . 人工智能融入小学科学课堂教学的实践分析 [J]. 名师在线 ，2023（22）：2-4+12.

[2] 王慧冰 . 基于设计型学习的小学人工智能教学案例研究 [D]. 山东师范大学 ：2022.

[3] 古周芸 . 小学科学教师整合人工智能技术的学科教学知识发展研究[D]. 西南大学 ：2022.