“铁生锈”实验耗时长，变量难控制，学生长时间观察缺乏兴趣，这是科学教学中存在的痛点，怎么办？南方科技大学教育集团（南山）实验二小教师祝琛借助虚拟仿真实验技术，将铁生锈的长期过程，压缩至课堂可观察的尺度。

祝琛利用AI学伴辅助筛选实验方案，提升实验的科学性和可行性。祝琛还引导学生通过观察颜色、磁性等多种性质变化，综合判断是否生成了新物质，并通过AI学伴追踪分析学生的推理过程。

这样的教学场景，正是深圳南山区依托深圳市中小学科学教育试验区，积极探路教育数字化转型、构建“人机协同”教学新范式的生动缩影。南山区探索这一教学新范式，是为了破解传统教学中师资力量有限、个性化教学难以落地、优质资源辐射不均等现实瓶颈。

“在科学探究实验等课堂中，一名老师往往需要同时指导数十名学生，难以兼顾不同认知层次的需求，大量时间耗费在数据记录、作业批改等重复性劳动上。”南山区教育科学研究院相关负责人说，这导致很多教师用于个性化辅导与高阶教学设计的精力不足，制约了教学质量的进一步提升。

正是这些现实痛点，让南山区教育部门意识到，必须借助技术力量，重构课堂形态。但在探索初期，部分教师存在技术焦虑，“不敢用、不会用”。部分学校缺乏与学科教学规律深度适配的优质数字资源，担心出现技术与教学“两张皮”。此外，部分家长对技术进实验课堂存在顾虑，担忧情感教育被弱化。

为破解难题，南山区打出一套“组合拳”。南山区构建“专家+教研+教师”的学习共同体，通过专题培训、校本教研等方式，培育37所“人机协同”教学标杆校，发挥以点带面的作用，着力提升教师数字素养。南山区加强资源供给侧改革，出台专项政策，搭建区域数字教育资源平台，组织开发覆盖“教学设计+课件+导学单”的全流程资源包，努力确保技术应用“有米下锅”。南山区还引导学校通过家长开放日、优秀课例公开展示等活动，传递“人机协同、而非替代”的价值，明确技术是赋能教师、增强育人能力的工具，努力消除家长的疑虑。

近年来，南山区通过“政策引领、平台支撑、示范带动、资源保障”四维机制，进一步深化改革。南山区引导学校开展“人机协同”课程设计，明确“真实问题—AI赋能—素养提升”的逻辑，要求课程立足生活实际与学科关键问题。南山区还搭建“课程—平台—智能体”支撑体系，提供进阶读本与智能教学工具，联动高校、企业，为中小学提供真实场景与技术支持。

如何设计高效环保的原电池？南外高中教师赵瑛瑛借助AI智能体，先行收集学生的前置疑问，精准聚焦到“电极材料选择”等难点。在学生做实验的过程中，AI实时记录数据并生成个性化分析报告，助力学生快速优化方案。赵瑛瑛则从重复性工作中抽身，专注引导学生对比历史电池模型，探讨绿色化学理念，推动学习迈向思维发展与价值认同的深层阶段。该课例已入选全国人工智能教育优秀案例。

随着实践的不断深入，AI与教师的角色定位日益清晰。在南山区委教育工委书记，区教育局党组书记、局长杨珺看来，AI扮演“精准助教、个性化学伴、数据分析师”的角色，承担知识讲解、常规练习批改、数据收集分析等程式化工作。教师则回归“课程设计者、思维启发者、情感培育者”的本位，主导学习活动设计、提出真实问题、引导高阶思维、关注情感价值。这种科学分工，帮助很多教师从重复性劳动中解放出来，更专注于不可被机器替代的育人工作。

为防止课堂沦为“技术秀场”，南山区努力将“育人成效”作为数字化教学的评价标尺。南山区明确，中小学所有课例设计要源于真实问题，在解决问题中自然融入社会责任、科学精神等素养培育。同时，南山要求保障充足的师生、生生互动时间，引导教师坚守课堂的情感温度，全程关注学生情感需求。此外，南山建立由学科专家、德育工作者共同参与的资源审核机制，围绕立德树人根本任务推进教育数字化转型。（中国教育报-中国教育新闻网通讯员 牟方婷 记者 刘盾）

作者：牟方婷 刘盾