AI浪潮下的小学科学教育——“恐龙院士”讲座要点整理
作为一名小学科学教师，我常常在想：一周仅有两节四十分钟的科学课，如何在这样有限的时间里，让孩子们由衷地喜欢上科学、掌握思考的方法？
我清楚应该启发学生“像科学家那样思考”“像工程师那样创造”，也曾用心体会马冠中《像科学家一样思考》一书中的思维脉络，但说实话，心里总觉得科学家离自己很遥远，对他们的探索之旅依然充满困惑。
很庆幸，在一次教材培训活动中，我聆听了两院院士徐星教授的讲座——《人工智能时代的科学教育》，帮我解开了不少疑问。徐星院士是全球范围内发现并命名恐龙种类最多的学者，他所著的《飞向蓝天的恐龙》还被收入四年级下册小学语文课本。
8月4日，教育部再次发布《义务教育阶段科学教育“做中学”领航行动指南》，联系近年来关于科学教育的一系列政策文件，可以明显感受到：科学教育的战略地位得到了空前提升。智能时代的大背景下，学校教育的传统模式迫切需要变革，才能培育出能够迎接时代挑战的新一代青少年。
以下是回来后，我认真搜集徐星院士在各种场合发表的观点，并结合笔记梳理而成的内容。如有不当之处，敬请各位读者包涵。
科学教育为何关键——科技已成为大国博弈的核心砝码，科学教育则是所有环节的根基
徐星院士在讲座中多次重申一个观点：科技是经济社会发展的首要驱动力。
他举了一个十分形象的例子——美国股市市值最大的几家公司几乎清一色是科技企业，仅英伟达一家的市值就高达数万亿美元。这表明，当今国家之间的较量，本质上就是科技的较量。
科技依靠什么来支撑？依靠人才。人才通过什么途径来培养？通过教育。
过去几十年间，我国科技之所以迅猛发展，很大程度上归功于大批留学生出国深造后归国效力。但现在形势不同了——许多国家开始在科技人才培育的源头“设卡”，限制我们接触高新技术专业。依赖他人培养这条路将越走越窄，我们只能依靠自己。这正是国家格外重视科学教育的根本原因。
徐星院士还着重提及科学界公认的“两翼理论”：科技创新与科学普及，如同创新发展的双翅，要把科学普及摆在与科技创新同等重要的位置。而科学普及，正是我们所讲的科学教育。
科学教育遭遇何种困境——科技迭代速度惊人，特别是人工智能的兴起正在重塑各行各业，科学教育必须积极应对。
徐星院士强调，当前科技发展呈现一个显著特征：科学理论层面突破有限，但技术演进极为迅速，尤其是人工智能领域。
简单来说，人工智能的“运作”机制是这样的：它汇集海量数据，借助算法归纳规律，进而进行预测或生成内容。像ChatGPT这类程序，几秒钟便能产出一篇文章、绘制一幅图像、制作一段视频。
这对教育的影响是深远的。最根本的转变在于：依靠死记硬背和反复操练所获得的能力，其价值正在急剧缩水。如今AI掌握的知识比任何人都多，如果孩子只是“知晓”大量信息，却缺乏思考力、提问力和应用力，那么即便学得再多，也可能被AI所取代。
AI时代呼唤何种素养？
提出疑问的本领
AI能给出答案，前提是你懂得如何发问。问题越明确，答案就越有价值。
沟通与表达的技巧
让他人（包括AI）准确把握你的意图，清晰地传达自己的想法，这在AI时代尤为关键。
自主学习的素养
徐星院士坦言，他从小最大的收获并非掌握了多少具体知识，而是培养了阅读习惯，锻造了自学能力。“一旦练就了过硬的自学能力，基本上就不再需要他人过多协助。”
洞察问题的视角
不是被动等待别人指派任务，而是能自主发现值得投入的事情。
科学家究竟是如何“思考”的？
徐星院士在讲座中揭示了科学思维的若干核心特质。家长和教师不必成为科学家，但知晓这些，便能在日常生活中更有效地启迪孩子。
科学凭借好奇心和需求“两条腿”前行
科学前进的动力永远包含两个：一个是“我想攻克现实难题”，另一个是“我单纯想知道为什么”。许多重大科学发现，最初都源自一个朴素的好奇——例如牛顿追问“苹果为何落地”，达尔文追问“不同岛屿上的鸟为何形态各异”。
对于孩子而言，“为什么”是最珍贵的词汇。当孩子提出这个问题时，科学教育便已启程。
科学不惧被推翻
徐星院士讲了一句很精辟的话：“科学并非真理的终点，而是一个不断趋近真理的旅程。”
科学结论能够被修正，甚至被颠覆——比如古人曾认为地球是宇宙的中心，后来证明并非如此；曾认为恐龙是冷血动物，后来发现或许不是。这恰恰是科学的迷人之处：它始终在演进，永远向质疑敞开大门。
因此，徐星院士格外重视批判性思维：既要能察觉他人的疏漏，也要能给出建设性的优化建议。仅会挑刺远远不够，还得会出招。
科学研究离不开“试错”
徐星院士提到一个概念叫失败教育。他以生物学为例：DNA双螺旋结构的揭示，科学家们历经无数次挫折才最终迎来突破。“不少科学家正是在失败之后才取得重大发现的，失败并非坏事，它是科学的组成部分。”
如果孩子畏惧犯错、不敢迈步，就很难真正领会科学。鼓励孩子在挫折中成长，比直接告知“标准答案”更有意义。
学会拆解问题，也要学会把握全局
徐星院士阐述了现代科学最核心的思维方式——还原主义，即将一个复杂难题拆解为若干小问题，各个击破。就像拼装乐高积木，先弄清每一块零件，再一步步组合成型。
同时他也指出，在当今时代，整体思维愈发重要。尤其在人工智能的助力下，我们能够同时处理海量信息，洞察事物间的复杂关联。未来的科学教育，既要引导孩子“拆解”，也要引导孩子“联结”。
科学家不可或缺的“软实力”
比如：善于向他人取经、团结协作、敢于在条件不足时勇于尝试。这些品质不仅在科研中举足轻重，在任何领域都同样珍贵。
科学教育路向何方——要从“知识灌输”迈向“思维培育”，善用博物学教育，做好教材的“加减平衡”，终极目标是在小学阶段点燃孩子心中的“那团火”。
做“减法”，减哪些？
徐星院士坦率指出，现行的科学教材“若一味追求知识点的数量，会令孩子无暇思考，适得其反”。他建议中小学生把握核心知识点、核心概念即可。一旦“减法”到位，学生便拥有更多时间去思考和探索，“探究式学习”也更易于落实。
做“加法”，加哪些？
要点
加强科学思维的熏陶
科普教育的关键，应从“知识传授”转向“思维锻造”。关键不在于孩子记住了多少，而在于他能否像科学家那样去思考和剖析问题。
要点
强化博物学教育
观察身边的花草树木、虫鱼鸟兽、岩石星空。他强调：“博物学所提供的关于生物、地质、天文等方面的实践活动与认知体验，比抽象的知识更能唤醒探索欲。”它让孩子明白，科学并非冷冰冰的，而是鲜活、有温度的。
要点
增添实践体验
带孩子走进博物馆亲手触摸化石，走进大自然观察鸟类的翱翔——“这种实践性的经历对于孩子的思维成长与情感发育都将大有裨益”。
要点
融入人文元素
科学并非孤立的，要“打破学科边界，注重科学与日常生活的联系，将科学与人文、政治、经济等领域的知识融会贯通”。科学是一柄双刃剑，唯有融入人文精神的科学，才能真正为人类造福。
家长和教师在日常生活中可以做些什么？
当孩子追问“为什么”时，耐心作答。
孩子提问的瞬间，就是最佳的教育契机。不必急于给出标准答案，可以反问：“你觉得呢？”引导他先自行思考。
周末带孩子“观世界”，而不只是“逛游乐园”。
家长无需掌握太多专业知识。带孩子去公园、植物园、动物园、地质博物馆、科技馆，引导他观察——树叶的纹理有何特征？蚂蚁如何搬运食物？今天的云和昨日有何差异？观察本身就是科学启蒙的开端。
将“犯错”视为学习的一环。
孩子做实验失败了、拼图拼错了、考试失手了，不要急于指责。可以问：“你觉得问题出在哪里？”“下次可以怎样改进？”让孩子懂得，失败不是终点，而是寻找新路径的起点。
少问“考了多少分”，多问“今天有何新发现”。
晚餐时可以问：“今天有没有什么让你感到好奇的事？”“有没有什么你特别想知道答案的问题？”以对话代替说教，以启发代替灌输。
帮孩子养成阅读习惯，尤其是科普类书籍。
徐星院士将自己的成长归功于自幼热爱阅读。不必限定孩子读什么，但他建议为孩子提供优质的科普读物。阅读能力，正是自学能力的基石。
少安排、多放手，培育主动性。
徐星院士指出，小学科学教育最核心的目标，是“塑造新一代的主动性，不应依赖家长和老师的推动。如果新一代依然被推着走，那么我们的教育注定失败”。
试着让孩子自行决定如何完成任务、自己安排周末计划。即便不完美，也是成长的开始。
徐星院士有一句话让我感触颇深：“科学应当是温暖的。”
科学教育不仅仅是为了造就科学家，更不是为了考试分数。它的根本宗旨，是培养一个身心健康、人格健全、对世界充满好奇、能主动学习和思考的人。如果孩子能在小学阶段被点燃内心对世界的那份好奇与热忱，那我们的科学教育就达成了使命。