AI技术在小学科学实验教学中的应用思考

王昆鹏

吉林省辽源市东辽县安石镇第一中心小学校 136200

 摘要：小学科学实验是培养学生科学探究能力、动手实践能力与科学思维的核心载体，是小学科学课程教学的重要组成部分。现阶段小学科学实验教学受多种现实因素制约，教学效果难以达到课程标准要求，学生的探究兴趣与实践能力培养受到限制。AI技术凭借自身技术优势，与小学科学实验教学深度融合，能够有效破解传统实验教学的现实困境，优化教学流程、丰富教学形式，助力实验教学提质增效。本文结合小学科学实验教学现状，梳理当前教学存在的突出不足，探索AI技术融入实验教学的具体应用策略，为小学科学实验教学创新发展提供可行思路。

关键词：AI技术；小学科学；实验教学；教学创新；探究能力

小学科学课程以培养学生科学素养为核心目标，实验教学作为课程的核心环节，强调学生亲身参与、动手操作、自主探究，引导学生在实践中感知科学原理、总结科学规律。传统实验教学模式存在诸多现实短板，难以满足新时代小学科学教学的育人需求，也无法充分激发学生的探究积极性。AI技术与学科教学的融合逐渐深入，为小学科学实验教学改革提供了新的方向，合理运用AI技术，能够弥补传统实验教学的不足，优化实验教学体验，让实验教学更贴合学生认知特点，更好地发挥实验教学的育人价值。

一、小学科学实验教学的现存短板

（一）硬件条件不足，实验开展受限明显

部分小学受办学条件、资源配置等因素影响，科学实验器材配备不够完善，部分专业性强、易损耗的实验器材存在短缺、老化问题，无法保证每名学生都能参与实操。部分学校实验场地空间有限，班级学生人数较多，难以开展分组实操、独立探究，部分实验只能以教师演示为主，学生缺乏亲自动手操作的机会，实验参与感与体验感不足，探究过程流于形式。部分危险性较高、操作条件严苛的实验，受场地与安全限制无法开展，学生只能通过课本图片或文字了解实验内容，难以直观感知实验过程与原理。

（二）评价体系片面，忽视探究过程价值

传统小学科学实验教学，评价环节大多聚焦实验结果，以学生是否得出正确实验结论、完成实验报告作为评价核心，忽视对学生探究过程的关注。教师难以全面跟踪每名学生的实验操作流程、思考过程、问题解决情况，无法精准掌握学生在实验中的表现与薄弱点，评价缺乏针对性与全面性。这种重结果、轻过程的评价方式，无法真实反映学生的探究能力与动手能力成长，容易打击学生的探究积极性，也不利于教师针对性调整教学策略，影响实验教学的整体效果。

（三）教学内容固化，脱离生活实际场景

部分科学实验教学内容与学生的实际生活联系不够紧密，教学形式较为单一，多按照课本流程按部就班开展，缺乏生动、贴近生活的教学情境。学生在实验过程中，难以将实验内容与生活实际建立关联，无法理解科学知识在生活中的应用价值，容易产生枯燥感，学习兴趣难以调动。实验内容缺乏趣味性与启发性，无法有效引导学生主动思考、自主探究，难以培养学生运用科学知识解决实际问题的能力，偏离科学实验教学的核心目标。

二、AI技术融入小学科学实验教学的实施路径

（一）虚实互补开展实验，补齐硬件资源短板

针对实体实验受器材、场地、安全限制的问题，借助AI虚拟实验平台搭建数字化实验场景，完整还原各类实验的操作流程、现象变化与原理呈现，打破实体实验的硬件局限。AI虚拟实验无需专用场地和实体器材，学生可以自主操控虚拟设备，一步步完成实验操作，全程观察实验现象的动态变化，清晰感知实验原理，有效弥补实体实验无法开展或参与不足的缺陷。实际教学中，采用虚实结合的方式开展教学，课前让学生通过虚拟实验提前熟悉操作流程、明确实验注意事项，提前梳理操作难点，减少实体操作中的失误；课堂上再结合实体实验开展深度探究，将虚拟预习与实体实操有机结合，让实验教学更顺畅高效，确保每位学生都能全程参与实验探究，充分落实动手实践的教学要求。

（二）依托AI创设情境，激活实验探究兴趣

发挥AI技术的场景生成优势，结合实验教学内容与小学生的生活认知特点，打造沉浸式、生活化的实验探究情境，把抽象的科学知识融入具体可感的场景之中，消除学生与实验内容的距离感。AI可根据不同的实验主题，动态匹配对应的生活场景、自然场景或是问题场景，配合动态画面、适配音效，营造贴近现实的探究氛围，快速吸引学生的注意力，调动学生的探究主动性。置身于沉浸式场景中，学生能够自然将实验内容与生活实际联系起来，清晰理解实验的现实意义，不再是机械完成固定操作，而是带着问题主动探究、主动思考，彻底摆脱枯燥的流程化学习模式，真正投入到实验探究过程中，强化学习的主动性与实效性。

（三）借助AI动态追踪，完善过程评价指导

利用AI技术的动态监测与数据采集功能，全程跟踪记录学生的实验操作步骤、探究思路、问题处理方式等全过程内容，实时捕捉学生操作中的不规范行为、思路偏差与亮点表现，第一时间给出针对性反馈与引导。学生实验操作出现问题时，AI能够及时提醒并引导学生自主纠正，帮助学生规范操作、理清思路；对于学生的正确操作与创新探究，及时给予正向肯定，强化学生的探究信心。AI会自动整理每位学生的实验数据与过程表现，形成个性化的学习档案，为教师提供精准、全面的学情参考，帮助教师清晰掌握每位学生的学习情况，打破传统评价的片面性，实现过程性评价与个性化教学指导，优化教学与评价方式，让实验教学更具针对性，真正助力学生查漏补缺、提升探究能力。

三、结语

小学科学实验教学的创新优化，离不开现代技术的支撑，AI技术为破解传统实验教学困境提供了有效路径，能够切实改善实验条件、完善教学评价、丰富教学情境。将AI技术合理融入实验教学，坚持虚实结合、情境赋能、即时反馈的实施思路，能够充分发挥技术优势，贴合学生认知与教学需求，激发学生探究兴趣，提升实验教学质量。在教学实践中，教师需立足教学实际，合理运用AI技术，让技术服务于教学核心目标，助力学生科学素养与实践能力的稳步提升。

参考文献：

[1]汤建敏.人工智能视域下小学科学实验教学策略研究[J].小学生学习指导,2025,(34):64-66.

[2]陈欣.人工智能赋能小学科学课程资源整合与应用研究[J].新课程研究,2025,(32):10-12.

...