構(gòu)建適應(yīng)人工智能時(shí)代的科學(xué)教材體系：挑戰(zhàn)、現(xiàn)狀與研發(fā)策略

摘要：人工智能的應(yīng)用將對(duì)科學(xué)教育場(chǎng)景產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，勢(shì)必對(duì)科學(xué)教材的建設(shè)帶來(lái)挑戰(zhàn)。只有在教學(xué)目標(biāo)、教材內(nèi)容、呈現(xiàn)形式、過(guò)程性評(píng)價(jià)等方面作出必要改變才能適應(yīng)時(shí)代發(fā)展。目前，適用于科學(xué)教育的數(shù)字教學(xué)平臺(tái)多已接入人工智能。然而，科學(xué)教師的數(shù)智技能、數(shù)智化科學(xué)教育資源和教材的研發(fā)存在一定的滯后性。為優(yōu)化科學(xué)教育生態(tài)，保障科學(xué)教材研發(fā)質(zhì)量，應(yīng)組建協(xié)同合作的教材研發(fā)團(tuán)隊(duì)，在搭建教材內(nèi)容框架時(shí)整合人工智能素養(yǎng)，設(shè)計(jì)智能化科學(xué)教學(xué)工具包，根據(jù)教材使用場(chǎng)景打造智適應(yīng)教學(xué)平臺(tái)，從而構(gòu)建整合人工智能的科學(xué)教材體系。關(guān)鍵詞：人工智能；科學(xué)教育；科學(xué)教材；教材研發(fā)人工智能的發(fā)展正在快速改變著我們的生活方式。人工智能時(shí)代，我們需要充分認(rèn)識(shí)人工智能給教育發(fā)展帶來(lái)的挑戰(zhàn)和機(jī)遇?？茖W(xué)課程是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的基礎(chǔ)性、實(shí)踐性課程，運(yùn)用人工智能助力科學(xué)教育是科學(xué)課程發(fā)展的必然趨勢(shì)?？茖W(xué)教材的編寫(xiě)模式也將因此作出調(diào)整?！读x務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》提出要做到“信息技術(shù)與科學(xué)教學(xué)的深度融合，校外學(xué)習(xí)與校內(nèi)學(xué)習(xí)的相互促進(jìn)，原有資源和生成性資源的綜合使用，線(xiàn)上學(xué)習(xí)與線(xiàn)下學(xué)習(xí)的有效整合”。筆者嘗試討論人工智能等技術(shù)對(duì)科學(xué)教材編寫(xiě)帶來(lái)的挑戰(zhàn)，提出數(shù)智時(shí)代可行的科學(xué)教材體系研發(fā)策略。一、人工智能對(duì)科學(xué)教材編寫(xiě)帶來(lái)的挑戰(zhàn)人工智能時(shí)代，人類(lèi)對(duì)已有知識(shí)的學(xué)習(xí)將從兩個(gè)方面實(shí)現(xiàn)突破。一方面是由計(jì)算機(jī)代替人來(lái)承擔(dān)知識(shí)記憶存儲(chǔ)等任務(wù)，另一方面是借助人工智能不斷提升人的學(xué)習(xí)能力。教學(xué)活動(dòng)要逐步從知識(shí)記憶訓(xùn)練向知識(shí)搜索、知識(shí)應(yīng)用轉(zhuǎn)變。教師需要掌握一定的人工智能技術(shù)，優(yōu)化、創(chuàng)新、變革課堂教學(xué)實(shí)踐，利用人工智能精準(zhǔn)識(shí)別學(xué)生知識(shí)掌握的情況和個(gè)性化的學(xué)習(xí)需求，推薦適合他們的學(xué)習(xí)內(nèi)容和路徑，為他們提供多樣化的學(xué)習(xí)資源和更多的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，從而增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的自主學(xué)習(xí)能力。人工智能時(shí)代，課程形態(tài)要作出適應(yīng)性轉(zhuǎn)變（見(jiàn)表1）[1]。要適應(yīng)課程形態(tài)的轉(zhuǎn)變，科學(xué)教材應(yīng)該從以下四個(gè)方面作出調(diào)整，促進(jìn)課堂教學(xué)與智能技術(shù)進(jìn)行全要素、全過(guò)程深度融合，助力教育數(shù)字化智能化轉(zhuǎn)型。一要立足科學(xué)核心素養(yǎng)，深刻思考什么知識(shí)最有價(jià)值、什么能力最為關(guān)鍵。在人工智能的學(xué)習(xí)環(huán)境下，具有基于個(gè)體經(jīng)驗(yàn)和情感提出問(wèn)題尤其是原創(chuàng)性觀(guān)點(diǎn)的能力顯得彌足珍貴，要著重培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)參與知識(shí)創(chuàng)造和創(chuàng)新的能力，建設(shè)具有創(chuàng)新性和批判性思維的復(fù)合型人才隊(duì)伍。科學(xué)教材一方面要有效地呈現(xiàn)與鏈接與時(shí)俱進(jìn)的、動(dòng)態(tài)發(fā)展的和不斷演進(jìn)的科學(xué)知識(shí)，體現(xiàn)科學(xué)思維方法，指導(dǎo)科學(xué)探究實(shí)踐；另一方面，要梳理和整合人工智能素養(yǎng)，構(gòu)建更具彈性、適應(yīng)性和可持續(xù)性的科學(xué)課程內(nèi)容，鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考、解決問(wèn)題和創(chuàng)造性表達(dá)，在知識(shí)廣化的基礎(chǔ)上促進(jìn)知識(shí)的深化，在知識(shí)廣化和深化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)新知識(shí)的構(gòu)建。二要以發(fā)展和動(dòng)態(tài)的眼光研發(fā)數(shù)字化、智能化教材。在教材編寫(xiě)中，重新定位學(xué)生、教師、人工智能三大主體的角色，充分挖掘人機(jī)協(xié)同的優(yōu)勢(shì)，考慮如何應(yīng)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息傳遞、知識(shí)獲取、教與學(xué)的緊密連接，為科學(xué)教學(xué)提供更為豐富的師生、生生以及學(xué)生和學(xué)習(xí)內(nèi)容之間的動(dòng)態(tài)互動(dòng)形式，支持學(xué)生的多元需求和個(gè)性化發(fā)展。三要整合人工智能，以豐富的、不斷更新的數(shù)智化教學(xué)資源作為教材不可或缺的重要呈現(xiàn)形式。遵循可視化、形象化、生動(dòng)性、立體化、交互式等彰顯技術(shù)優(yōu)勢(shì)的原則，重構(gòu)課程新生態(tài)，使教材能夠隨著技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，伴隨師生的成長(zhǎng)而成長(zhǎng)，成為個(gè)性化教學(xué)的優(yōu)良載體和友好伙伴。四要將構(gòu)建基于交互的過(guò)程性評(píng)價(jià)體系作為教材編寫(xiě)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為優(yōu)化基于科學(xué)探究與實(shí)踐的過(guò)程性評(píng)價(jià)，教材編者可利用人工智能做好交互設(shè)計(jì)，建立更為全面的、多元化的評(píng)價(jià)體系，提高評(píng)價(jià)的精準(zhǔn)化，幫助教師更好地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程和能力發(fā)展情況，助力學(xué)生全面發(fā)展和個(gè)性成長(zhǎng)。二、科學(xué)教育中應(yīng)用人工智能的現(xiàn)狀分析隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和政策的持續(xù)支持，面向教師的人工智能工具日益普及。人工智能在教育中的應(yīng)用不僅優(yōu)化了教師的資源利用，提高了教學(xué)效率，還能助力學(xué)生取得更多學(xué)習(xí)成果[2]。在我國(guó)的科學(xué)教育中，人工智能得到了一定的應(yīng)用，且具有擴(kuò)大化的趨勢(shì)。但是，人工智能工具之間缺乏數(shù)據(jù)共享、兼容度低，科學(xué)教師、課程教材研究者的數(shù)智素養(yǎng)尚待提高，制約人工智能在科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用。（一）人工智能在科學(xué)教育中廣泛應(yīng)用且發(fā)展迅速1.一些適用于科學(xué)教育的數(shù)字教學(xué)平臺(tái)已接入了人工智能從一些科學(xué)數(shù)字化教材和教學(xué)平臺(tái)的使用情況來(lái)看，人工智能已應(yīng)用于科學(xué)教材、教學(xué)資源、課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)材料、教學(xué)評(píng)價(jià)之中，其功能正在迅速擴(kuò)展。目前，眾多數(shù)字教學(xué)平臺(tái)如人民教育出版社出版的科學(xué)數(shù)字教材、vbook科學(xué)教學(xué)平臺(tái)、希沃教學(xué)平臺(tái)等都應(yīng)用了人工智能，它們?cè)诮虒W(xué)資源提供、智能化備課、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)等方面發(fā)揮著重要作用，但在智能化表現(xiàn)上仍有提升空間。2.智慧學(xué)習(xí)型軟件和小程序在科學(xué)課堂上得到應(yīng)用圖片識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別等智能軟件在科學(xué)教學(xué)中得到廣泛應(yīng)用。例如，引導(dǎo)學(xué)生用圖片識(shí)別工具認(rèn)識(shí)植物，用語(yǔ)音識(shí)別工具做科學(xué)記錄。一些生產(chǎn)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)工具的公司為工具配備了智能軟件，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中師生用這些軟件自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析。例如，使用傳感器采集溫度、距離、聲音、光照、電流、磁性等數(shù)據(jù)并自動(dòng)分析數(shù)據(jù)。有的科學(xué)教師將科學(xué)課程與信息科技課程結(jié)合起來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生參與融合人工智能的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)，讓學(xué)生對(duì)項(xiàng)目產(chǎn)品進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)一些自動(dòng)化的功能[3]。3.生成式人工智能和大數(shù)據(jù)的應(yīng)用發(fā)展迅速很多科學(xué)教師已經(jīng)在教學(xué)中應(yīng)用豆包、Kimi、文心一言等生成式人工智能工具。聯(lián)合國(guó)教科文組織發(fā)布的《教育與研究領(lǐng)域生成式人工智能指南》建議，將生成式人工智能工具使用者起步年齡設(shè)置為13歲[4]，但實(shí)際上，在科普科幻寫(xiě)作、繪圖和小視頻制作等跨學(xué)科教學(xué)中，小學(xué)生也在使用生成式人工智能進(jìn)行創(chuàng)作。人工智能與大數(shù)據(jù)支持下的智適應(yīng)教育系統(tǒng)日趨完善，已能實(shí)現(xiàn)智能化管理教學(xué)資源、個(gè)性化設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)路徑、創(chuàng)建虛擬實(shí)驗(yàn)室和模擬歷史場(chǎng)景、自適應(yīng)學(xué)習(xí)、智能推薦、智能分析與反饋等功能，在助力探究式學(xué)習(xí)、跨學(xué)科融合、參與式學(xué)習(xí)和個(gè)性化學(xué)習(xí)等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)[5]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，海外智適應(yīng)教育已普及至近3億人群[6]。目前，我國(guó)一些團(tuán)隊(duì)研發(fā)的專(zhuān)門(mén)面向教師的智能化備課工具和課堂教學(xué)評(píng)價(jià)工具，已逐漸鋪開(kāi)使用。（二）科學(xué)教育中應(yīng)用人工智能存在的問(wèn)題人工智能在科學(xué)教育中的應(yīng)用雖然進(jìn)展迅速，但仍面臨諸多挑戰(zhàn)，如科學(xué)教師的數(shù)智素養(yǎng)、數(shù)智化科學(xué)教育資源和教材等滯后于人工智能技術(shù)的發(fā)展速度。1.教師的數(shù)智素養(yǎng)需要提升新一代人工智能的發(fā)展，正在重塑教師專(zhuān)業(yè)的能力基座。數(shù)智素養(yǎng)是智能時(shí)代教師所需要具備的能力和素養(yǎng)。教師需要在教學(xué)設(shè)計(jì)中主動(dòng)思考如何整合人工智能，為學(xué)生提供切實(shí)有效的學(xué)習(xí)方法。教師需要審慎地思考并選擇人工智能在自身教學(xué)過(guò)程中的嵌入深度，批判性地思考“人工智能將如何影響教育中的知識(shí)權(quán)力”等問(wèn)題。目前，科學(xué)教師的教學(xué)理念落后于人工智能發(fā)展速度，對(duì)于教育智能化轉(zhuǎn)型重要程度的認(rèn)識(shí)不到位，自身運(yùn)用人工智能技術(shù)優(yōu)化課堂教學(xué)組織模式的能力薄弱，這些都將限制人工智能在解決教學(xué)問(wèn)題中的效用發(fā)揮?？茖W(xué)教師亟須從教育創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)際出發(fā)，厘清人工智能技術(shù)在教與學(xué)變革中的核心效用，提升教學(xué)勝任力。2.數(shù)智資源建設(shè)尚不能滿(mǎn)足教學(xué)需要現(xiàn)有的支持科學(xué)教學(xué)的平臺(tái)“智能化”水平有限?，F(xiàn)有的科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料中，有少量數(shù)字化的實(shí)驗(yàn)工具，但多以采集數(shù)據(jù)為主。各方面研發(fā)的數(shù)字化產(chǎn)品多局限于從技術(shù)應(yīng)用的視角去解決教學(xué)中的有限問(wèn)題，同質(zhì)化傾向明顯，難以滿(mǎn)足個(gè)性化需求，遑論實(shí)現(xiàn)學(xué)生自我成長(zhǎng)。因此，人工智能技術(shù)對(duì)于教與學(xué)的“變革”作用未得到充分彰顯。3.人工智能尚未納入科學(xué)教材的研發(fā)過(guò)程教材是連接師生和教學(xué)的橋梁。目前的科學(xué)教材仍以紙質(zhì)教材為主，雖然有數(shù)字教材，但智能化水平不高。盡管人工智能已經(jīng)成為一些科學(xué)教師在備課中經(jīng)常應(yīng)用甚至依賴(lài)的手段，但是目前尚缺少能引領(lǐng)教師主動(dòng)利用人工智能技術(shù)優(yōu)化課堂教學(xué)，積極有效運(yùn)用數(shù)智教學(xué)平臺(tái)、資源、工具等實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型課堂教學(xué)模式的教材。構(gòu)建人工智能與教學(xué)深度融合的科學(xué)教材體系，推進(jìn)科學(xué)教材數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型，是教材編寫(xiě)出版部門(mén)面對(duì)的重要任務(wù)。三、整合人工智能的科學(xué)教材體系研發(fā)策略2017年國(guó)務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》提出分三步走實(shí)現(xiàn)人工智能發(fā)展目標(biāo)。第三步是到2030年，人工智能理論、技術(shù)與應(yīng)用總體達(dá)到世界領(lǐng)先水平，使我國(guó)成為世界主要人工智能創(chuàng)新中心，智能經(jīng)濟(jì)、智能社會(huì)取得明顯成效。智能社會(huì)需要智能教育，教育從形式上正在向“基于人工智能”“結(jié)合大量用戶(hù)數(shù)據(jù)”“針對(duì)個(gè)體差異性”提供適合個(gè)體特征的智適應(yīng)教育轉(zhuǎn)化。教材作為教育教學(xué)實(shí)施的重要載體，編寫(xiě)的全鏈條必然也應(yīng)隨著人工智能的發(fā)展、教育智能化及個(gè)性化的發(fā)展而革新。未來(lái)，要構(gòu)建立體化的整合人工智能的教材體系，做好頂層設(shè)計(jì)，保證在教材編寫(xiě)的全鏈條中充分運(yùn)用人工智能（如圖1）。（一）組建協(xié)同合作的教材研發(fā)團(tuán)隊(duì)編研教材需要協(xié)同合作的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。要開(kāi)發(fā)融合人工智能的科學(xué)教材，應(yīng)基于科學(xué)課程內(nèi)容領(lǐng)域、科學(xué)教材的編研方法、科學(xué)教學(xué)的方式方法和教材研發(fā)的技術(shù)手段，建立“四合一”的科學(xué)教材研發(fā)團(tuán)隊(duì)。第一，組建學(xué)科專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)?？茖W(xué)課程內(nèi)容包括物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球與宇宙科學(xué)、技術(shù)與工程等多個(gè)領(lǐng)域，需要來(lái)自各領(lǐng)域的科學(xué)家、科研工作者或者從事過(guò)相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)研究工作的科普工作者等學(xué)科專(zhuān)家共同參與。學(xué)科專(zhuān)家具有扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)功底，掌握相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)知識(shí)體系，熟悉科學(xué)研究方法，具有專(zhuān)家思維和一定的跨學(xué)科理解力，能對(duì)教材的科學(xué)性和結(jié)構(gòu)體系的完整性進(jìn)行把關(guān)。第二，組建編輯團(tuán)隊(duì)?？茖W(xué)教材的研發(fā)過(guò)程具有一定的規(guī)律性?？茖W(xué)教材的編輯出版具有嚴(yán)格規(guī)范的流程，需要建立具有學(xué)習(xí)和研究能力，理解科學(xué)課程內(nèi)容，具有一定的教育學(xué)、心理學(xué)素養(yǎng)，熟悉科學(xué)教材研發(fā)流程，具有較強(qiáng)的文字加工能力的教材編輯團(tuán)隊(duì)。教材編輯團(tuán)隊(duì)是教材研發(fā)的核心，擅長(zhǎng)整合其他專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)資源，及時(shí)采納各方面意見(jiàn)，使教材研發(fā)、后續(xù)的完善和支持工作得以順利開(kāi)展。第三，組建教學(xué)專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)?？茖W(xué)教學(xué)倡導(dǎo)探究式、啟發(fā)式、項(xiàng)目式等教學(xué)方法。教學(xué)方案要適應(yīng)不同年段學(xué)生的認(rèn)知水平和技術(shù)應(yīng)用水平。因此，需要將優(yōu)秀的科學(xué)教研人員和教師納入教材研發(fā)的教學(xué)專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)，將學(xué)科專(zhuān)家的知識(shí)和方法轉(zhuǎn)化為學(xué)生可以參與學(xué)習(xí)和理解的教學(xué)素材，并在教材的持續(xù)使用中不斷地創(chuàng)造和豐富適宜的教材資源。第四，組建技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)。整合人工智能的科學(xué)教材需要多方面技術(shù)人員的支持。其中，美術(shù)設(shè)計(jì)和插圖繪制等技術(shù)人才，使紙質(zhì)教材內(nèi)容的靜態(tài)呈現(xiàn)和在數(shù)字化環(huán)境中的動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)，做到科學(xué)、真實(shí)、直觀(guān)、生動(dòng)，符合大眾審美；數(shù)智技術(shù)人才，熟悉數(shù)字教材和人工智能的發(fā)展?fàn)顩r，能夠根據(jù)各方面團(tuán)隊(duì)人員的需要，優(yōu)化教材在數(shù)智化方面的表現(xiàn)。（二）在搭建教材內(nèi)容框架時(shí)整合人工智能素養(yǎng)促進(jìn)學(xué)生發(fā)展的核心素養(yǎng)的內(nèi)涵是隨著時(shí)代的發(fā)展而不斷發(fā)展的。未來(lái)的科學(xué)教學(xué)要面對(duì)具備認(rèn)知智能的人工智能的挑戰(zhàn)與沖擊，教師在開(kāi)展科學(xué)探究與實(shí)踐教學(xué)時(shí)不能只停留于引導(dǎo)學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展，還需要適當(dāng)使用人工智能。因此，核心素養(yǎng)的內(nèi)涵中需要整合人工智能素養(yǎng)。必然地，在搭建科學(xué)教材結(jié)構(gòu)框架時(shí)，也應(yīng)該整合人工智能素養(yǎng)。人工智能素養(yǎng)不僅是對(duì)人工智能的理解和應(yīng)用，幫助人們選擇合適的數(shù)智工具并合理使用，更是一種全面的、與時(shí)俱進(jìn)的技術(shù)和知識(shí)體系[7]。科學(xué)教材可以從知識(shí)、思維、應(yīng)用和態(tài)度責(zé)任等方面整合人工智能素養(yǎng)，保證在科學(xué)教學(xué)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)相關(guān)培養(yǎng)目標(biāo)（見(jiàn)表2）。（三）設(shè)計(jì)智能化科學(xué)教學(xué)工具包要著力打造智能化的自適應(yīng)科學(xué)教學(xué)平臺(tái)，這類(lèi)平臺(tái)以紙質(zhì)教科書(shū)、教師教學(xué)用書(shū)、活動(dòng)手冊(cè)和科學(xué)觀(guān)察、實(shí)驗(yàn)和制作的資源作為準(zhǔn)確合理的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以能夠不斷自我成長(zhǎng)的備課、課堂教學(xué)、學(xué)生自學(xué)和教學(xué)評(píng)價(jià)為底層邏輯，形成立體化的科學(xué)教學(xué)工具包。教材要實(shí)現(xiàn)“紙數(shù)融合”，需要具有明確的標(biāo)識(shí)，以指引學(xué)生調(diào)取平臺(tái)上的資源進(jìn)行學(xué)習(xí)。這樣，隨著平臺(tái)的成長(zhǎng)，紙質(zhì)教材融合的數(shù)智資源也就生長(zhǎng)出新的功能。紙質(zhì)教材也應(yīng)能激發(fā)和指導(dǎo)學(xué)生選擇性地參與融合人工智能的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)?，F(xiàn)在較為廣泛應(yīng)用于科學(xué)課堂之中的科學(xué)教學(xué)具材料，以探究與實(shí)踐過(guò)程中需要的操作性材料為主，鮮少配有具數(shù)據(jù)讀取功能的傳感器材料和配套軟件。目前，一些學(xué)校單獨(dú)采購(gòu)了一些相關(guān)材料，但價(jià)格較貴且軟件系統(tǒng)互相屏蔽。以智適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺(tái)為紐帶，為平臺(tái)研發(fā)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的功能，可以為平臺(tái)配備多種智能化數(shù)字工具。例如，在測(cè)量小車(chē)的運(yùn)動(dòng)時(shí)，使用測(cè)量時(shí)間和距離的傳感器；在為校園植物掛標(biāo)識(shí)牌的教學(xué)中，利用機(jī)器學(xué)習(xí)軟件，建立校園植物博物館；在研究太陽(yáng)能熱水器的原理時(shí)，使用溫度傳感器的感溫探頭元件。智能化科學(xué)教材離不開(kāi)計(jì)算機(jī)這一載體。為了更便捷地開(kāi)展能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)和資源傳輸與分享的合作式的科學(xué)探究與實(shí)踐，需要在課堂上配備智能化自適應(yīng)學(xué)習(xí)機(jī)。學(xué)習(xí)機(jī)可以與數(shù)智工具相連接，獲取和分析數(shù)據(jù)；可以登錄智適應(yīng)教學(xué)平臺(tái)，調(diào)取教科書(shū)、活動(dòng)手冊(cè)資源，讓學(xué)生看到其他小組的數(shù)據(jù)、支持教師給出的指令和評(píng)價(jià)意見(jiàn)等。（四）根據(jù)教材使用場(chǎng)景打造智適應(yīng)教學(xué)平臺(tái)現(xiàn)有的一些教學(xué)平臺(tái)具有調(diào)取與上傳資源、互動(dòng)教學(xué)、協(xié)作學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)過(guò)程管理與評(píng)價(jià)等功能[8]?？茖W(xué)智能化自適應(yīng)教學(xué)平臺(tái)是適用于教育教學(xué)真實(shí)情境的智能教學(xué)工具，能夠幫助教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度思維加工，實(shí)現(xiàn)深度教學(xué)。教材研發(fā)團(tuán)隊(duì)可以從真實(shí)的教學(xué)情境入手，根據(jù)科學(xué)探究與實(shí)踐的教學(xué)過(guò)程和規(guī)律，分為備課、課堂上的教與學(xué)、學(xué)生自學(xué)和教學(xué)評(píng)價(jià)等幾個(gè)板塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。教師可以在備課板塊進(jìn)行學(xué)情分析，在既有教案基礎(chǔ)上生成更適合的教案。課堂上的教與學(xué)板塊又可分別細(xì)化。教師可以使用教案控制教學(xué)節(jié)奏，為學(xué)生提供學(xué)習(xí)資源，獲取學(xué)生觀(guān)察實(shí)驗(yàn)的相關(guān)數(shù)據(jù)，記錄學(xué)生行為表現(xiàn)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋等。學(xué)生可以輸入并分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用資源自主學(xué)習(xí)，進(jìn)行組內(nèi)和組間交流與評(píng)價(jià)，也可以根據(jù)需要隨時(shí)查閱資料。對(duì)于自學(xué)板塊，學(xué)生可以課前和課后學(xué)習(xí)中使用。設(shè)計(jì)教學(xué)評(píng)價(jià)板塊，需要明確核心素養(yǎng)的評(píng)價(jià)量表，挖掘科學(xué)情境并設(shè)置能充分表征各項(xiàng)素養(yǎng)的問(wèn)題方法，設(shè)置合理的問(wèn)題梯度，使之可以支持學(xué)生的個(gè)性化評(píng)價(jià)和教師教學(xué)的自我評(píng)價(jià)。為使各個(gè)板塊既相對(duì)獨(dú)立又靈活兼容，智適應(yīng)教學(xué)平臺(tái)應(yīng)該具備上傳功能、分析功能、成長(zhǎng)功能和數(shù)智人功能等。第一，具備上傳功能?？茖W(xué)教師個(gè)體的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)能力是不斷發(fā)展的，科學(xué)教師團(tuán)隊(duì)的教研成果也是不斷積累的。教師及其團(tuán)隊(duì)使用上傳功能，能夠不斷豐富科學(xué)教學(xué)資源和活動(dòng)設(shè)計(jì)，使教學(xué)更加有效；學(xué)生也可以看到自身的成長(zhǎng)軌跡，按照個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑開(kāi)展自主學(xué)習(xí)。第二，具備分析功能。利用分析功能，可以分析科學(xué)觀(guān)察實(shí)驗(yàn)中獲得的各方面的數(shù)據(jù)，助力教學(xué)評(píng)一體化：在教學(xué)過(guò)程中，全方位、全過(guò)程采集學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，掌握學(xué)生在構(gòu)建科學(xué)知識(shí)、實(shí)施科學(xué)探究過(guò)程中的表現(xiàn)，同時(shí)觀(guān)察學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)中的情緒變化、心理傾向乃至個(gè)性特征等方面的情況，為教師教學(xué)提供量化數(shù)據(jù)，進(jìn)一步診斷教師在