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“1+3”驱动AI智探:幼儿园科学区项目探究的三阶实施路径
“1+3”驱动AI智探:幼儿园科学区项目探究的三阶实施路径“1+3”驱动AI智探：幼儿园科学区项目探究的三阶实施路径 ——以中班《沉浮小物件》AI赋能科学游戏为例 摘要：《3‑6岁儿童学习与发展指南》明确提出，要珍视幼儿操作探究、游戏体验的成长价值，创设多元探究环境，支持幼儿借助直观操作、自主提问积累科学经验。伴随教育数字化热点推进，将生成式AI融入幼儿园科学区，能够充分发挥智能工具的支架作用，优化幼儿完整科学探究流程。本文以中班科学游戏《沉浮小物件》为实践载体，搭建“1+3”AI科学探究实施体系：“1”代表AI智探核心主线，“3”分为启探、深探、拓探三大递进实施阶段，对应“有导向·有参照·有创新”三层育人目标。全文围绕AI赋能科学游戏三阶路径展开实践论述，借助智能工具简化素材筛选、优化小组探究、拓展创意实验，全方位提升幼儿问题探究、动手实操、创新创造综合能力。 关键词：学前AI教育；科学区游戏；智探项目；数字化探究 文中“三阶路径”分别对应AI赋能科学区探究的三类实施形态，层层体现人工智能差异化教学功能与育人价值。体系内“1+3”逻辑框架中，“1”锚定AI智探总项目主题，“3”拆解为启探、深探、拓探三段细分实施流程，以标准化、阶段化的AI应用模式，落地幼儿科学综合素养培育。 一、启探：AI赋能前置筹备，探究活动“有导向” 《幼儿园保育教育质量评估指南》指出，教育实践需保护幼儿原生好奇心与探究欲望，认可每一名幼儿主动探索、自主学习的内在潜能。依托AI智能工具，教师可将幼儿碎片化生活好奇转化为结构化科学探究活动，借助AI智能规划，为完整科学实验筑牢前期实施根基。 （一）AI情境导入，激活原生探究兴趣 生活化话题转化，凸显AI前置赋能价值 幼儿日常游戏、生活中会频繁接触沉浮现象：玩水、洗澡、整理积木、捡拾石子时都会产生好奇，零散疑问仅为碎片化话题。引入AI工具后，教师可整合幼儿零散提问，提炼生成完整科学区探究主题，充分体现AI在科学活动启动阶段的赋能必要性。 案例①：东西放进水里为什么有的沉、有的浮？ 中班幼儿户外沙水池游戏时，将树叶、石头、塑料瓶同步丢入水中，发现物品沉浮状态完全不同，纷纷抛出疑问：“石头很重就会沉下去，塑料瓶很轻就能浮起来吗？”幼儿自发开展讨论，教师抓住集体兴趣点，打开电子白板内置AI工具，根据幼儿现场疑问智能检索各类生活物品沉浮实验短片，同步拓展更多同类现象，将幼儿随口提出的生活化话题转化为长线科学探究主题。 依托幼儿真实生活场景自然引入AI工具，既能提升科学区活动开场趣味性，持续保护幼儿好奇心，也引导幼儿主动接纳、使用智能工具辅助探究。 具象现象转化可视化素材，依托AI搭建沉浸式探究情境 AI检索、视频生成工具展示多元沉浮实验素材后，幼儿对“轻重和沉浮是否有关”产生更强探究欲望，主动提出想要自己动手测试不同物品。 此时教师设计幼儿与AI互动完整流程，借助AI生成动画、实景短片渲染沉浸式科学探究情境。 以本次沉浮探究主题为例，教师提前使用课堂AI智能筛选分层实验演示动画，循环播放木块、铁块、泡沫、陶瓷等物件入水全过程，引导幼儿细致观察、对比记录，完成AI工具示范教学。教师抛出驱动问题：“如果我们自己做一场沉浮小实验，需要准备哪些东西？你打算怎么操作？”借助问题聚焦幼儿探究注意力，从科学探究视角梳理实验思路。 （二）AI人机交互，完善实验前置筹备 多模态语音对话，自主筛选分层实验材料 承接观察、猜想环节，幼儿正式开启与AI人机交互，核心采用AI图文检索、语音问答、智能素材推荐三类交互形式，AI成为幼儿规划实验、挑选器材的辅助工具。 实操片段：幼儿对着平板AI语音提问：“为什么铁块很重会沉，同样很重的轮船却能浮在水上？做实验我们需要准备哪些东西？”AI分步解答浮力基础原理，同步推送可用于课堂实验的素材清单：塑料积木、鹅卵石、泡沫块、玻璃瓶、不锈钢钥匙、水盆、量杯。幼儿结合AI推荐，自主分组挑选本次实验操作材料。 协同AI规划实验流程，划分专属探究场地 为保障科学区探究有序落地，以班级科学角为核心空间，划分观察区、操作实验区、记录区三大功能区域，以游戏化布局推动幼儿同伴协作、自主操作，AI智能规划方案进一步提升小组互动效率。 （流程图文字：AI语音问答→协同拟定实验流程→丰富游戏探究趣味； AI语音问答分支：提出探究疑问、获取器材建议、检索实验参考； 协同拟定实验流程分支：选择实验材料、规划操作步骤、划分探究场地； 丰富游戏探究趣味分支：创设问题情境、设计游戏任务、延续探究兴趣） 科学区实验前置筹备路径 案例②：依托AI共同规划沉浮实验实施步骤 幼儿通过AI问答初步了解浮力相关基础认知，虽未形成完整严谨科学概念，但可在AI指引下梳理清晰实验流程。多名幼儿向AI提问：“我们先观察什么？在哪里做实验不会弄湿衣服？”AI给出安静、宽敞的操作台选址建议，同步推荐防水围裙、记号笔、记录表配套工具，教师额外提供防水录音平板，方便幼儿随时记录实验发现。 在AI辅助规划下，幼儿具备清晰的实验操作方向，同步强化科学区游戏的情境感、趣味性。 二、深探：AI辅助小组实操，探究过程“有参照” 《幼儿园保育教育质量评估指南》提出，要支持幼儿开展有意义的小组探究，以小组研讨、集体分享形式鼓励幼儿表达猜想、发现问题、动手验证，在游戏与生活中持续拓展科学经验。本阶段以“深探”为核心主线，发挥AI资料库、智能解析工具的参照支撑作用，落地完整小组实操探究。 （一）AI分层素材库，支撑小组对照实验 结合绘画表征，参照AI图库记录实验现象 绘画表征是中班幼儿记录实验现象、表达猜想的核心方式，AI内置分层素材图库可为幼儿记录提供标准化参照，打造“AI图库 + 实操绘画”双线探究模式，兼具游戏性与实操性，锻炼幼儿动手、观察、表征综合能力。 案例③：绘画记录搭配AI图库对照分析沉浮现象 小组幼儿依次将木块、铁块、泡沫、装满水的玻璃瓶放入水盆，观察不同物品沉浮状态，使用绘画记录表描摹实验画面；同时调取AI图库中标准沉浮实验示意图作为参照，修正自身绘画记录细节。实验过程中幼儿不断产生新疑问：“同样大小的瓶子，装满水和空瓶子沉浮结果不一样，这是为什么？”新疑问持续推进深度探究，依托多元表征培育幼儿问题思维。 增设变量对照实验，借助AI百科优化探究流程 针对“瓶子装水多少影响沉浮”这一新猜想，幼儿产生多重假设：一部分幼儿认为是物体轻重决定沉浮，一部分认为和物体材质有关。为验证猜想，幼儿调取AI百科板块，检索浮力、排水量相关简易科普内容，优化对照实验操作步骤，分别设置“空瓶、半水瓶、满水瓶”三组对照变量开展实操。 （二）AI数据解析，推进小组研讨总结 汇总小组记录，AI梳理共性实验规律 各组完成对照实验后，收集全班绘画记录、语音观察录音，统一上传至课堂AI，由AI自动汇总全班实验数据，提炼共性实验现象。教师组织集体研讨，引导幼儿对照AI总结的规律，梳理本次沉浮实验核心结论：空心、体积大的物件更容易浮于水面；实心高密度物件更容易下沉。AI直观的数据汇总，降低幼儿归纳总结的难度。 小组互评复盘，依托AI修正探究疏漏 各小组依次上台分享实验过程、绘画记录，其余小组对照AI生成的标准实验流程开展互评，找出自身小组操作中的疏漏：如未保持水面高度统一、投放物品力度不一致等。AI同步推送优化操作小贴士，帮助幼儿完善下一次实验探究思路。 三、拓探：AI赋能创意延展，探究成果“有创新” 完整科学探究不止局限于单次课堂实验，依托AI创意生成工具，可实现实验内容、活动形式、实践经验三层拓展，推动幼儿基于本次沉浮实验生成全新创意游戏，持续发展创新思维。 （一）AI生成探究思维导图，衍生全新科学小游戏 实验全部结束后，教师引导幼儿梳理全流程猜想、操作、结论，使用AI思维导图工具自动生成《沉浮探究完整脉络图》，完整记录本次实验所有发现。幼儿结合思维导图内知识点，在AI辅助下构思衍生小游戏：浮力闯关、小船承重挑战赛、物品沉浮猜猜乐，将单一实验拓展为持续性区域游戏。 （二）AI生成实践任务单，积累长效探究新经验 依托AI短视频生成功能，制作分层长期探究任务计划，分为家庭拓展任务、园区进阶实验两类：家庭任务要求幼儿在家测试蔬果、餐具的沉浮状态，拍摄简短观察视频上传班级AI空间；园区进阶实验为“自制小船承重挑战”，幼儿借助AI查找造船材料、设计方案，自主制作泡沫小船，测试最大承重数量。 家园同步开展拓展探究，持续积累浮力相关生活经验，实现科学探究从园区延伸至家庭。 （三）AI创意作品生成，多元展示探究收获 幼儿结合全阶段探究收获，使用AI绘画、动画工具生成专属创意作品：沉浮实验连环漫画、浮力科普小动画、自制实验绘本。班级搭建“科学探究成果长廊”，线上依托AI班级空间永久留存幼儿所有探究作品，线下布置实体展示墙，幼儿轮流担任“科学讲解员”，向同伴、家长分享探究全过程，实现经验内化与创新表达双向发展。 四、结语 本文构建“1+3”驱动AI智探三阶实施体系，以中班《沉浮小物件》科学区游戏为落地载体，完整搭建“启探 — 深探 — 拓探”三段式AI赋能科学探究路径，有效破解传统科学区活动三大痛点：探究导入缺少情境支架、小组实操缺少标准化参照、活动结束缺少创意拓展渠道。 “启探”阶段依托AI完成情境导入、实验筹备，为幼儿自主探究搭建清晰行动导向；“深探”阶段借助AI图库、智能百科、数据解析工具，为小组对照实验、规律总结提供参照支撑；“拓探”阶段利用AI思维导图、任务生成、创意绘画工具，实现科学游戏创新延展，全程以AI为辅助支架，持续培育幼儿自主探究、创新思考的科学核心素养。 学前数字化背景下，课堂AI并非固定不变的工具，教师需要结合班级幼儿年龄、探究主题持续优化AI使用方式，根据幼儿实时生成的疑问二次设计AI交互任务，让人工智能真正融入幼儿园科学区长效探究，全方位赋能幼儿创新思维与实践能力成长。 参考文献 [1] 教育部. 3‑6岁儿童学习与发展指南 [M]. 北京：北京师范大学出版社，2012. [2] 教育部。幼儿园保育教育质量评估指南 [EB/OL].2022. [3] 李晴。生成式AI赋能幼儿园科学区游戏的实施路径 [J]. 幼儿教育研究，2026（03）:51‑55. [4] 周琳。小组探究模式下幼儿园科学活动分层支架设计 [J]. 幼儿100（教师版），2025（09）:38‑42.