〔摘""要〕"《教育部等十八部門關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》和教育部辦公廳發布的《關于加強中小學人工智能教育的通知》強調，在教育“雙減”中做好科學教育加法，引導學生廣泛參與探究實踐；科學與人工智能教育相吻合，將培養科學精神、提升科學素質、引導孩子編織當科學家的夢想，落實到中小學教育全過程。本文探討了“備—教—學—評”一致性背景下的小學科學與人工智能融通式教學。〔關鍵詞〕"小學科學；人工智能；融通式教學山區小學如何緊跟科技與人工智能教育的發展步伐，踐行“培養學生科學精神和實踐創新能力”的科學教育理念，在教育“雙減”中做好科學教育的加法？筆者結合所在山區學校師資力量、場館條件和辦學特色，經過多年的探索與實踐，創新地構建“1·2·3”科學與人工智能融通的教育模式，即“一體為本、兩翼推進、三普助力”模式，因地制宜探索山區小學科學教育新樣態。一、“一體為本”，落實科學課程教學義務教育科學課程是一門體現科學本質的綜合性基礎課程，是貫徹落實立德樹人根本任務的重要部分，是提升全民科學素質，建設創新型國家的基礎。開齊、開足、開好小學科學課程是國家戰略意志的體現，是學校科學教育的主體，是培養學生科學精神和實踐創新能力的基石。現實的教育環境下，科學專職教師占全校科學教師的比例很低，山區小學尤為突出。為化解這一矛盾，學校通過三“大”途徑，解決科學課程落實過程中面臨的專職科學學科教師不足、學科教科研力量薄弱等問題，開足開好科學課。（一）融匯式重整，組建“大科學”教研團隊學校針對科學、信息科技、綜合實踐、勞動教育學科素養之間具有重復性、相似性、互補性的特點，融匯這四門國家課程內容上的“相同塊”“相似塊”“重復塊”，充分考慮學科知識體系和學生的身心發展規律，以“大科學”理念將四門學科內容進行“梳理”“重構”“整合”，組建“科學—信息科技—綜合實踐—勞動教育”的“大”科學教研組。重整既有效解決四門學科專職教師較少、單獨教科研氛圍不濃等問題，又充分發揮各學科名師骨干專業特長的引領作用，實現“1+1gt;2”的效果。四支教研隊伍，左右聯動，將不同學科的知識交叉運用，融合成新的知識體系，既解決了師資不足的問題，又使學校科學教研形成了規模，匯集起了真正落實科學課程的新動能。（二）跨領域呈現，設計“大單元”校本作業現行的多個版本的小學教材是依據《義務教育科學課程標準（2022年版）》13個科學核心概念，按物理、化學、生物、地理、工程、技術等不同領域進行細化編排，包括物質與能量、結構與功能、系統與模型、穩定與變化4個跨學科概念。以筆者所任教地區教材為例，教學內容豐富多彩，教學活動充分體現實踐性和探究性，但作為課堂教學延續和學生學習情況檢閱手段的跟蹤練習與操作，卻在現行各版本的教材中均未體現，“讀本式”學科教材成了兼職教師落實科學課程的難點，科學教研組設計具有探究性、開放性、整合性特點的“大單元”校本作業，立足科學“大單元”視角設計基礎課堂練習題、實驗操作探究題、實踐活動拓展題。“大單元”作業設計遵循系統性、層次性、強化整體設計，改變學生的學習方法，杜絕死記硬背結論性知識，引導學生懂得搜集、處理信息的同時還貼近生活。讓作業成為學生檢查自己學習效果的一種方式，成為學生展示自我、自由發展、不斷成長的舞臺。基于單元整體“視角”，跨領域呈現，進行校本作業設計，站在單元之上，教師看清全局，摸清教材中的脈絡，是實現專兼職教師科學課堂高質量教學的重要途徑。（三）開放式陣地，開展“大概念”科學探究由于科學課程、人工智能校本課程和個性社團活動時間有限，常有學生探究沒有完成的現象或有學生感覺“不過癮”。甚至還有部分學生通過課堂學習，了解了科學原理，便想利用課余時間自行選擇器材、自行實驗，擴大研究范圍，探索更多未知。為滿足這些不同層次、不同興趣學生的不同需求，我們利用課間、課余時間、節假日全天等，開放人工智能實驗室、紅領巾勞動基地、科學實驗室、綜合實踐活動室等，加強人工智能與其他各門課程的滲透融合，涌現出了“垃圾智能分揀裝置”“智慧校園小氣象站”“旋風解魔方機器人”“物聯網系列機器人”等實用又有創意的作品，這些科學實踐場所不僅成為學生探索科學的樂園，還將各科學陣地朝數字化、智能化方向升華。科學陣地的開放，既引領學生的科學思維向縱深發展，理解科學、技術、社會與環境的關系，又創設了人人可參與、人人可實踐、人人可創新的低平臺活動空間，使學生感受到“大科學”教育的魅力。二、“兩翼推進”，凸顯科學教育特色《教育部等十八部門關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》明確要求，打造“家門口”科學教育陣地，為中小學生提供更加優質的科學教育，全面提高學生科學素質，培育具備科學家潛質、愿意獻身科學研究事業的青少年群體。筆者所在學校緊緊錨定“人工智能”科技前沿，充分結合山區小學特有的地域優勢，融合科學、信息科技、勞動教育、綜合實踐等學科，構建以“低成本玩轉高科技”為核心的兩大科學教育特色課程。（一）多學科整合，構建項目探究活動課程山區縣城有著廣袤的自然生態資源和農業生產勞動的實踐環境，為所在地的小學提供了豐富的科技資源和實踐機會。與勞動實踐整合。學校以現有一塊占地5畝的紅領巾勞動實踐基地、一間設施齊全能容納一個教學班的烹飪室為陣地，充分挖掘勞動教育、綜合實踐活動中的科學教育內涵，整合開發以蔬菜“種植—烹飪”為主題的項目實踐活動課程，課程分為“種植挖土—除草施肥—修剪搭架—手工扦插—營養烹飪”等五大板塊。以班級為單位，學生自主設計、合作管理，在學校“跳蚤市場”自由交易收獲的蔬菜、后期的烹飪等，學生通過春種秋收體驗氣候變化對生命的影響，感受一粒粒種子從萌發、生長、成熟再到親手烹飪、品嘗美食，感受生物與環境的變化。五大項目實踐活動課程把“田間地頭”和“小廚房”變成“天然科學實驗室”，既在勞動實踐過程中體驗生活、感悟生命，保持對自然生命的好奇心，又從親近自然走向親近科學，助推基本科學能力的發展。與信息科技整合。在此基礎上，信息科學組結合智能物聯網技術課程內容，拓展并共享科學、數學、工程與技術等學科外延，開設以菜園“智慧—物聯”為主題的項目探究活動課程，課程由“信息采集—土壤監測—智能物聯—自動澆灌—小氣象站”五個部分組成。學生經歷土壤濕度等各種傳感器的使用，將獲取的各種數據同步到物聯網云平臺上，實現設備的控制與反饋的真實探究，如實時觀測、自動澆水。“智慧—物聯”的五個項目探究活動課程把“田間地頭”的勞動實踐基地升華成“信息科學數字實驗室”，通過智慧菜園系統設計和信息技術融合應用，讓學生感受菜園數字化的同時，又引領學生的科學思維向縱深發展，理解科學、技術、社會與環境的關系，感受“大科學”教育的魅力。（二）普及加競賽，構建人工智能特色課程人工智能是引領新一輪科技革命和產業變革的重要驅動力，小學階段是提高全民科學素養和培養拔尖創新型人才的重要啟蒙期，是推開“科學之窗”遠眺創新世界的黃金期。如何緊緊抓住這一育人的時間窗口，在資源相對薄弱的山區小學開展學生全員普惠的人工智能普及教育？鑿開硬件“銅墻”——普惠式課程套件。作為山區縣城小學，開展人工智能教育曾經面臨著許多考驗。首先硬件“燒錢”，筆者所在的學校教研團隊基于開源硬件，自行設計開模，3D打印研發了面向六個年級的開源人工智能普及學習套件；同步開發科技類競賽、開源軟硬件、開源+3D建模三大社團課程，這樣使用開源硬件、自主建模設計，3D打印結構的人工智能學習套件，將硬件造價成本降至最低，為在山區小學開展人工智能普惠教學打下了堅實的物質基礎。穿透軟件“鐵壁”——圖形化編程軟件。軟件方面，開源硬件使用的編程環境主要是代碼編程，對于小學生來說門檻高、難度大，難以普及。現有的開源圖形化編程平臺無法對接自主開發的人工智能學習套件，筆者所在小學的科學教研團隊在“免費開源圖形化編程平臺”基礎上，二次開發人工智能學習套件的硬件模塊圖形化編程庫，形成“使用開源硬件—3D建模打印—圖形化編程教學”的人工智能教學環境。這樣的圖形化編程的機器人造價僅有兩三百元，為山區人工智能教育普及降低門檻，鋪平道路。突破競賽“瓶頸”——3D建模設計結構。3D打印技術與人工智能相結合，為各類科技競賽提供了更多優勢和可能性。在機器人、無人機、模型等科技競賽中，3D打印技術使學生能夠通過創意設計軟件定制各種競賽個性化的硬件，這在傳統科技競賽中是無法實現的。此外，通過3D打印，學生可以根據自己的設計需求，精確地打印出不同場景所需的零件，這不僅提高了學生學習的互動性和趣味性，還促進了學生創造力和實踐能力的提升，突破了科技競賽“作品”實現難的瓶頸。三、“三普助力”，推動鄉村科學教育在縣域內的縣城小學和鄉村小學，科學教育發展不均衡，鄉村小學人工智能教育課程資源和師資力量相對匱乏，筆者所在學校通過“課程資源送出去”"“鄉村教師請進來”和“城鄉學生共分享”的方式推動鄉村人工智能教育普及，在鄉村小學播下科學教育的種子。一是送教普及，課程全覆蓋。“大科學”組組織“人工智能創客實驗室”骨干教師建設本地化的優質人工智能課程資源，為各鄉鎮農村小學師生定期開展送教送培活動，將自主研發的優質人工智能課程資源與鄉村學校共享。二是研訓普及，師資全覆蓋。教育發展的核心是教師，鄉村科學教師的質量和數量直接關系到縣域內科學教育質量的高低和科學教育的發展水平。利用縣內科學名優骨干教師團隊及配套教學套件，每學期為縣域內農村科技輔導員進行人工智能專業素養提升的培訓。三是競賽普及，學校全覆蓋。小學科技類競賽在培養學生的創新能力、科學思維和動手實踐能力方面具有重要意義，對學生的個人成長和發展有著深遠的積極影響。山區小學受經濟等各方面條件限制，參加科技競賽的項目和人數無法滿足學生發展的需求，在縣域內搭建科技競賽平臺，制定競賽規則，開展競賽培訓，組織競賽開展