
AI赋能科学探究
——用虚拟实验解决《比较种子发芽实验》教学的难点
【AI助教】

问题情境
在《比较种子发芽实验》这节课里,教学目标是让学生经过设计对比实验来探究水、空气、温度等要素对于种子发芽的影子,把握控制变量法。但是在常规课堂上,真实生物实验所需要的时间和课堂需要即时的反馈之间存在着无法调和的矛盾。
教师一般会作出两种选择,但各有弊端。选择一,让学生动手做真实的实验,但需要课后持续观察并做记录,周期较长,课堂上不能得出结论,探究的热情容易中断,而且实验的结果很容易受到学生操作水平、环境变化的影响,造成数据不一致、结论不清;选择二,由教师给出预设的数据供学生分析,虽然保证了课堂效率,但是学生变成了数据分析师,失去了设计者、探索者的身份,探究的真实性、趣味性大大降低。
核心难点就是怎样让学生在有限的课堂时间里,亲自经历一次完整的、自主的并且可以立刻看到因果关系的对比实验全过程?怎样使控制变量这个抽象的原则,变得可视、可操作、可验证呢?

视频学习
操作步骤
01
与DeepSeek协同,定义项目需求与框架
向DeepSeek详细描述教学痛点、教学目标、期望的模拟器功能、交互逻辑和界面元素。
关键提示词范例:“我将进行小学科学《比较种子发芽实验》的教学,需要创建一个交互式网页模拟器,让学生能自主设计对比实验探究影响绿豆发芽的因素。请扮演我的教学设计顾问和技术产品经理,帮我梳理详细需求,并撰写一份给代码生成AI的‘任务需求描述’。核心需求包括:1.学生能选择探究因素;2.能手动设置两个实验组的所有条件(温度、光照、水分、空气、土壤,每个条件有2个选项);3.有一个记录表让学生填写预测;4.点击按钮后,能根据‘只有水分、温度、空气三者同时适宜才发芽’的逻辑规则,即时显示对应组的实验结果图片和简要科学原理。请用清晰的项目规格语言描述。”
02
借助Kimi,将需求转化为可执行代码
生成代码:复制DeepSeek生成的详细“任务需求描述”,粘贴至Kimi,要求其生成完整的HTML、CSS、JavaScript代码。使用如下提示词:“请根据以下详细需求,编写一个完整的、可直接在浏览器中运行的交互式网页代码。要求代码结构清晰,注释完整,界面美观友好。需求如下:[此处粘贴DeepSeek生成的全部需求描述]”
保存代码文件:Kimi生成代码后,完整复制所有代码,在电脑桌面新建一个文本文档(.txt文件),将复制的代码全部粘贴进去,将文件后缀名从 .txt 改为 .html。此时,该文件就成为了一个可以用浏览器打开的网页文件。双击它即可在默认浏览器中运行,预览模拟器效果。
03
使用飞象老师,生成科学可视化素材
根据模拟器需要的视觉反馈(发芽/不发芽),使用飞象老师生成配套的静态或动态图片。
关键提示词范例:“请生成一张用于小学科学课件的插图,主题是‘绿豆种子发芽’。要求:卡通写实风格,白底,清晰展示三颗绿豆在湿润环境中,其中两颗已成功破皮,长出了约1厘米长的白色胚根和绿色嫩芽。画面要体现生命力和科学性。”
04
资源托管与本地集成
完成图片素材的生成之后,需要把相关的资源上传到IMGLT等图床平台,得到稳定的永久外链。接着,在Kimi的HTML代码中找到图片占位符,替换成图床提供的链接地址。本步骤之后模拟器就会回到本地环境里进行完整功能和视觉上的整合。
05
迭代测试与持续优化
最后通过浏览器反复运行本地的HTML文件,对模拟器进行全面的测试。测试的重点有实验的逻辑是否遵循科学规律,交互流程是否流畅,界面布局是否符合学生的认知特点等。测试中出现的逻辑漏洞、界面细节调整需求、新增功能设想等,都应该再次反馈给DeepSeek,形成新的优化需求描述,进入新一轮代码生成和测试循环。经过不断改进,完善模拟器的功能,直到它在教学效果、科学性和可用性等方面都达到了理想的程度。
案例作者

光谷三小 张梦莹(科学)
中共党员,市“优秀青年教师”、市“优秀少先队辅导员”,区“十佳教师”、“光谷好老师”、区“学科带头人”。参与研究多个省、市课题,获得“基础教育精品课”省级一等奖、武汉市现场优质课一等奖,多次在微课、教学设计、论文等评比中获得市级、区级一等奖,多次指导学生比赛获市一等奖。
END

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