国家中小学智慧教育平台赋能小学科学教学的实践研究

作者/陈天琪/中新天津生态城实验小学

国家中小学智慧教育平台于2022年3月正式上线，是一个集学生学习、教师教学、学校治理、教育创新等功能于一体的综合服务平台。历经多次迭代，2025年3月升级为国家中小学智慧教育平台2.0智能版。平台分教师端与学生端，依据学科特点及学段差异，集成多元模块化、多模态教学资源体系。在传统的小学科学课堂教学中，受教学资源和实验条件不足的限制，有时难以将抽象的科学概念生动具象化，也难以充分激发学生的好奇心与探究欲，在满足学生多样化、个性化学习需求上存在局限。本文基于国家智慧教育平台的功能特性与小学科学教学的现实需求，深入探讨二者融合的实践路径，通过梳理平台功能与科学教学的契合点，结合教学案例、实践效果及反思，为一线教师有效利用平台优化教学流程、提升教学质量提供实践参考。

平台核心功能与资源概述

资源体系特点

国家中小学智慧教育平台整合了多领域优质教学资源，涵盖德育、课程教学、体育、美育、课后服务、教师研修、人工智能教育等10余个核心版块，各版块均包含若干子模块及对应资源内容。以小学科学学科为例，课程教学版块分为学生自主学习模块与教师备课授课模块。其中，教师备课授课模块包含课件、教学设计、精品微课、实验教程、学习任务单、课后练习等多元化课程资源，满足教师在备课、授课、巩固练习等不同教学环节的需求。平台注重跨学科资源的开发与应用，如“科学与生活”系列课程、“传统文化与现代科技”专题等。同时，还建设了特色资源库，包含虚拟仿真实验资源、科普纪录片、数字博物馆资源及研学实践案例等。这些资源突破了传统文本局限，采用视频、动画、交互式课件、虚拟现实全景等多模态呈现方式，形成了从基础知识到拓展应用的完整资源链，有效满足了差异化教学需求。

智能化教学支持功能

平台围绕“教—学—研—评—管”全流程设计核心功能。教师端功能聚焦教学效率提升，提供智能备课系统，可自动匹配教材章节生成备课方案，并支持教师根据学情调整内容；互动授课工具包含实时投屏、在线答题、课堂连麦等功能，能实现师生跨空间即时互动；作业管理系统具备自动批改、错题归类及学情分析功能，可生成个性化错题本与能力雷达图，基于大数据的学习行为追踪能够生成个性化学习路径，帮助教师精准识别学生薄弱环节，实现因材施教。学生端功能则侧重自主学习支持，设有个性化学习中心，基于学生历史数据推荐适配的学习资源与练习内容；探究学习工具提供在线实验记录、小组协作空间及问题研讨区，助力探究式学习开展。同时，平台还具备资源智能检索与推送功能，通过标签匹配与算法分析，精准对接师生的资源需求，实现“按需供给”的智慧化服务。

平台在小学科学教学中的应用

课前赋能“教”

学情诊断可视化 教师可依托平台的班级管理功能创建专属班级空间，在课前将相关课程资源推送至班级群或学生个人，引导学生开展自主预习。平台会自动记录学生的资源访问时长、任务单完成进度、答题正确率等数据，并通过可视化图表直观呈现学生对科学概念、实验设计、操作过程等的掌握情况，便于教师及时把握学情，调整教学策略。同时，针对学生薄弱点，教师可推送智能资源，为学生答疑解惑。如在讲解3年级“水到哪里去了”一课前，教师可将“蒸发现象的生活实例”微课、“水蒸发条件猜想”任务单及“模拟蒸发过程”互动动画等资源发送到班级群，学生通过观看微课视频初步了解蒸发的基本概念，并在任务单中记录猜想与发现。此外，学生可通过资源页面的“提问”功能提交具体困惑，教师即可对学生的共性问题及个性需求给予针对性、个性化辅导，实现“以学定教”的精准化备课。

备课资源智能化 在精准把握学情的基础上，教师可依据小学科学课程标准要求，结合具体教学内容，精准定位教学目标。围绕教学目标，通过平台的智能检索功能，快速筛选出与教学内容匹配的视频讲解、动态动画、增强现实虚拟模型、教案等资源。同时，教师也可跨版块整合课程教学中的同步资源、人工智能教育中的人工智能实验资源、课后服务中的拓展素材，以及人工智能试验场中的大模型等优质资源，形成系统化的教学资源包。筛选过程中，教师需遵循科学性与适切性原则，优先选用科学实用、生动形象、趣味性强的资源，如通过3D动画直观呈现“物质溶解”分子运动过程，用增强现实技术模拟月相变化的动态形成过程，以具象化方式破解抽象概念的教学难点；也可嵌入科学小游戏、设置可操作的虚拟实验，以此激发学生的探究兴趣，提升教学趣味性。此外，教师可借助平台内置的工具，如学科工具、随堂练习、思维导图、统计图表等对课件进行精细化修改与完善，确保教学环节的逻辑性与知识呈现的系统性。这种基于智慧平台的课前资源整合与教学设计优化，为后续的课堂教学打下了坚实基础。

课中助力“学”

多模态情境导入 国家中小学智慧教育平台凭借多模态资源优势，为情境化导入提供了丰富支撑，教师可结合教学内容选择3D模型、增强现实与虚拟现实虚拟场景或纪实视频等资源，构建具象化、沉浸式的学习情境，突破传统导入方式中语言描述的抽象性局限。如在讲解“昼夜交替现象”一课时，教师可借助平台上与地球科学相关的3D可视化资源激发学生的好奇心，通过旋转、缩放等操作，引导学生类比理解地球自转的空间概念。同时，利用平台中的地理科普视频，展示昼夜交替的实际景象，将抽象知识具象化，快速吸引学生注意。又如在“声音是怎样产生的”“声音是怎样传播的”教学中，教师可巧用平台的声音模拟类资源，通过播放不同乐器发声的音频，配合简单的动画展示乐器振动部位，帮助学生建立声音产生原理的初步认知，为后续课堂教学活动的顺利开展奠定基础。

智能交互式新授 国家中小学智慧教育平台通过可视化资源、虚拟实验、智能交互工具等，有效突破传统教学的时空限制，将抽象概念具象化、微观现象显性化、复杂过程动态化，真正实现了“做中学、探中学、用中学”的深度探究学习。以“植物的一生”教学为例，教师可借助平台中课程教学版块里的系列科普视频资源，通过动态展示植物从种子萌发、幼苗生长、开花结果到枯萎凋零的完整生命周期，帮助学生建立系统的知识框架，了解植物生长各阶段的形态特征与生理变化。学生则能利用平台搜索功能，自主检索特定植物的详细资料，如向日葵的向光性生长原理，通过观察相关图文、动画素材，提升对植物特殊生长习性的认识。在实验探究“植物生长与光照关系”过程中，教师可依托平台中央电化教育馆“AI科学实验”模块，引导学生小组设计实验变量、规划实验步骤，再辅以实物操作，让学生在实践中深化对植物与环境关系的理解，切实增强实验技能。实验结束后，学生能将观察数据、实验结论提交至平台，师生围绕结果展开交流讨论，共同分析实验误差，总结经验，促进知识内化。在讲授“声音是怎样传播的”一课时，教师利用平台课后服务版块中的“漫游科技馆”模块，为学生营造沉浸式学习环境。通过虚拟交互体验各类声音传播实验装置，如真空罩中的闹钟实验，直观感知声音传播需要介质、真空不能传声的科学原理，显著提升了学生对知识的理解程度。而在讲解电路连接这类具有一定操作复杂性的课程时，教师可借助平台“双师课堂”，进行线上与线下教学联动配合，突破教学重（难）点，助力学生扎实掌握电路连接知识与实操技能。同时，教师在授课全程可灵活运用平台随机点名、课堂评价功能，对学生课堂表现、实验操作、问题回答等方面进行实时评价。通过即时反馈，给予学生肯定与鼓励，指出不足并提供建议，充分调动学生学习的积极性。

结构化总结迁移 本环节教师可借助平台的思维导图工具，引导学生小组合作或自主梳理课程核心概念、实验结论及探究过程，直观呈现知识间的逻辑关联，从而帮助学生构建完整的知识体系框架。这一过程不仅能提升学生的归纳概括能力与逻辑思维能力，也能为后续知识的迁移应用奠定基础。此外，教师可依托平台的人工智能学伴“白泽”，为学生提供个性化的课后延伸支持。在课堂总结后，学生可就存在的疑问与“白泽”进行实时人机互动，对学有余力的学生，“白泽”还能为其推送相关拓展性资源，引导学生将课堂探究延伸至课外，在生活中进一步深化对科学知识的理解与应用，培养持续探究的科学精神。

课后促进“评”

国家中小学智慧教育平台为课后评价的有效实施提供了系统化支撑。教师可通过平台班级管理功能发布多样化作业，根据课程内容及学情差异，灵活选择普通作业或智能作业模式，并实施分层作业布置策略。例如，在“厨房里的物质与变化”课后，针对基础薄弱学生布置“列举生活中物理变化与化学变化实例”的基础性作业，为学有余力的学生设计“探究物质变化的小实验”拓展性任务，以适配不同学生的能力水平。教师在发布作业时，可上传相关视频、图片、文本资料或拓展链接，并设置答题方式与截止时间，引导学生在规定时段内有序完成任务。学生提交作业后，教师借助平台的作业批改功能进行高效评阅。对于智能作业，平台可实现自动批改并即时反馈；对于普通作业，教师可进行人工批阅并提供反馈意见。学生若对作业内容存在疑问，可通过平台向教师发送疑惑，由教师实时解答。最后，教师根据平台数据反馈掌握本班学生知识掌握情况，对共性问题进行集中讲解，对个别问题则通过推送个性化学习资源、安排一对一在线答疑等方式进行精准帮扶。

实践成效与反思

国家中小学智慧教育平台的深度应用为小学科学课程教学注入了新动能，实现了教学质量与学生发展的双重突破。但在实际教学中，一线教师在平台应用方面也存在一些问题，有的教师过度依赖现成资源，缺乏与课程标准和学情的深度耦合；有的教师将平台简化为辅助工具，未能发挥其核心功能；还有一些教师对平台功能操作不够熟练。针对上述问题，可通过专业培训提升教师的资源应用与开发能力，通过开展针对性的师生数字素养提升计划，确保技术应用真正服务于教学实际。