刘益宇、袁仕红、赵沛：生成式AI赋能青少年科学身份构建的情境化策略与行动反思

生成式AI赋能青少年科学身份构建的情境化策略与行动反思

如何增强青少年科学身份认同是当前科学教育的核心目标之一。PISA2025科学素养测评框架新增的“科学身份”维度强调青少年感受到自身与科学的联系，知道如何才能参与科学，成为科学的使用者和生产者。然而，既有的科学身份研究范式，多侧重于将其视为一种可被测量的静态“认同”，而对其作为在行动情境中被持续塑造的“构建”过程关注不足。生成式人工智能技术（Generative AI）具有深度交互性与生成性特征，这为我们重新审视这一“构建”过程提供了新的契机。

科学身份构建始于个体与科学世界的互动，在获得认可和体验实践的过程中不断发展，并通过话语和叙事得以巩固和内化。这一过程性视角为我们理解生成式AI的赋能潜力提供了理论基础，生成式AI的价值不在于简单地告诉青少年“你是一个科学人”，而在于为其提供一个高度互动、支持实践和丰富话语的脚手架，赋能他们构建并体验成为科学人的完整过程。由此，区别于测量静态结果的“认同”视角，我们聚焦于动态的、过程性的“构建”视角，将核心分析框架确立为一条清晰的构建路径：身份构建始于“兴趣”的激发，并在“能力-表现-认可”的动态循环强化中逐步升级和稳固。科学身份不是一种等待被认同的内在本质，而是与教师、同伴及工具的持续互动、协商和实践中的动态过程。

我们认为，生成式AI的价值不仅在于作为教学工具，更在于它使得我们将科学身份构建从一个隐性目标，提升为一种可以被明确设计和系统支持的显性情境化策略，具体策略包括：（1）通过创造性互动赋能科学兴趣的生成与维持。 AI可通过创设个性化情境以转化探究任务，通过多模态互动和对话式检索维持探究热情，以及通过辅助学生进行创造性成果表达以激发持续动机；（2）借助认知脚手架支持科学探究能力的建构与提升。 AI可通过模拟苏格拉底式对话发展学生的元认知能力，通过分解认知负荷、提供多元表征搭建知识建构阶梯，以及通过辅助规范的话语实践提升其科学语言能力；（3）以协同式建构重塑科学实践的表现形态。 AI让青少年在更低的门槛上实践科学共同体的核心规范，如协同生成可视化视频以实践“逻辑论证与呈现”的规范，或协同生成设计原型以体验“设计、迭代与验证”的核心工作流；（4）利用多维反馈强化内外部认可的形成机制。 AI通过过程性的微观鼓励和拓宽社会化传播渠道，提供丰富的“外部认可”；并通过设计“挑战AI幻觉”的任务，促成最高层次的、基于批判性思维的“自我认可”。

同时，我们也深入反思生成式AI赋能科学身份构建的挑战与风险。首先，在人机协同层面，存在知识生产挑战与过度依赖风险。AI有限的主体性使其无法完全复刻人际间的平等对话与知识再生产，而青少年过度依赖AI则可能导致认知惰性。其次，在情境构建层面，存在“再情境化”的局限与行动参与缺失风险。AI模拟的情境虽能突破时空限制，但身体与行动参与的缺失，可能导致科学身份构建所必需的默会知识难以生成。最后，在人机交互层面，存在情感交互的挑战与情感参与缺失风险。AI模拟的情感反馈难以捕捉人际交往的细腻元素，可能导致青少年获得的仅是浅层乐趣，而非对科学真正的热爱。