[智能应用]正在重塑青少年未来竞争力的“认知革命”丨新经济观察 [复制链接]

9月1日开学之际，各种形式的“开学第一课”正在如期上演，人工智能成为关键词之一。当青少年踏入课堂迎接AI重构的科学教育时，一场关乎认知方式的变革悄然展开。传统“黑板+公式”的范式被打破，虚实融合的实验、动态适配的学习路径、跨学科思维模式兴起。AI正将科学教育从知识灌输转向能力构建，从标准化流水线转向个性化生长体系，助力青少年成为未来世界的主动创造者而非被动适应者，为他们在人工智能时代奠定关键一课。
AI重构教育底层逻辑
从“标准化流水线”到“个性化生长体系”
今年7月，OpenAI推出的ChatGPT Study学习模式一经发布，便在全球市场掀起关注浪潮。其通过交互式提示、支架式回应、个性化教育、知识点检查四种解题方法，将教育核心从“答案输出”转向“思维引导”，它并非直接给出答案，而是着重拆解解题路径，引导学生理解攻克难题的思路与过程。OpenAI表示：“该模式旨在帮助学生真正掌握知识而不仅仅是完成任务。”这一创新印证了AI技术对教育底层逻辑的深度改写：它正打破传统教育“标准化流水线”的单一范式，转而构建以个体需求为导向的“个性化生长体系”，推动青少年从被动接受转向主动探究。
镜头拉回国内，学而思大科学教育服务的实践，也是这一逻辑转型的体现。其将理学与AI深度融合，通过带孩子制作科创产品、亲手实验探究理学原理，让学生在动手实践中理解科学本质，其以答辩形式引导学生从不同维度审视问题，鼓励提出独特解决方案——这一过程不仅培养了科学思维，更激发了创新潜能。与此同时，数字化实验与虚拟模拟的融合，打破了时空限制，让实验不再受制于设备与场地；规避了传统实验安全风险；更重要的是，虚实结合的技术手段将抽象原理转化为可感知、可操作的动态过程，让青少年在实践中理解科学，实现从记忆到深度探究的跃迁。
AI+科学教育点燃青少年科技创造力
虚实融合与跨学科实践激发创新潜能
AI不仅是教学工具，更成为点燃创造力的“超级引擎”。今年8月，腾讯教育重磅发布“腾讯青少年AIGC创作工坊”，并启动“腾讯教育AIGC智创少年计划”，这一面向青少年的人工智能教育平台，通过集成多模态生成式AI技术，为学科教育、素养教育、数字教育提供创新支撑。平台以三大核心功能构建创作生态：智能文本创作模块支持故事、新闻等多元文体生成；图像生成模块能将文字转化为插画、漫画等视觉作品；视频创作模块更实现文字脚本到短视频的自动化转化。在线上，青少年借助AI辅助突破创作边界，平台通过多维度作品评价与个性化指导，让创意从萌芽到落地形成完整闭环。这一模式打破了传统教育的单向输出，使青少年在AI协作中成为“创新创造者”。
而科学教育的创造力点燃，更需虚实融合与跨学科实践的深度协同。在线下，学而思网校“大科学少年行”项目以研学参访为载体，带领青少年走进百度无人驾驶实验室，亲身体验无人驾驶技术，动手制作智慧麦轮车、设计个性化数字人；在阿里巴巴园区，学生甚至亲手打造AI智能眼镜。这些跨学科实践将AI技术嵌入真实场景，让课本中的理学知识和AI技术转化为可触摸的科技产品，使抽象原理在动手创造中具象化。虚实结合的创新模式，线上AI工具激发想象力，线下实践验证创造力，跨学科探索打破知识壁垒，正重构青少年的认知方式：他们从“知识消费者”转变为“科技创造者”，在AI与科学的碰撞中释放潜能。这种教育范式正被越来越多青少年和家长认可，成为点燃科技创造力的新火种。
专家解码AI时代科学教育
需构建“校-企-研”生态，回归教育本质
《教育强国建设规划纲要（2024—2035年）》中明确提出“促进人工智能助力教育变革”，为我国借助人工智能推动教育发展提供了方向指引。AI对科学教育的革新意义正突破行业边界，成为社会普遍关注的焦点。
北京师范大学智慧学习研究院副院长曾指出：AIGC技术的教育应用不是要替代人类的创造力，而是要通过人机协同激发青少年的创新潜能。上海城市更新与可持续发展研究院院长王从春也提到，人工智能时代需做好科学教育的加法，包括科学知识的传授、科创教育的加强以及工程教育的融入。他谈到，科学教育应聚焦前沿科技，与头部企业合作，紧跟科技进展，推动拔尖创新人才的培养。
中国科学院国家天文台研究员、青年科学家社会责任联盟理事长郑永春也提及，科技强调突破和创新，而教育注重传承，国家政策越来越强调科技教育人才一体化发展，因此需要加强科技界、教育界和相关政策的协同合作与整合，才能共同推动科学教育的发展。
真正的教育革命，不在于技术的堆砌，而在于如何用科技激发人的潜能。当AI与科学教育深度融合，青少年将不再是未来的旁观者，而是成为用科技创造未来的“造梦者”。人工智能时代的飞速发展，已经给青少年上了“开学第一课”，这场由AI驱动的“认知革命”，正塑造一个由新一代定义的未来，他们将以科学为剑，以技术为翼，主动书写属于人工智能时代的篇章。

AI驱动的认知革命：重塑青少年未来竞争力的教育变革
当前，人工智能时代的飞速发展正给青少年带来一场由AI驱动的认知革命，这场革命重塑着青少年的未来竞争力，在教育领域引发了深刻变革。真正的教育革命，不在于技术的堆砌，而在于如何用科技激发人的潜能，当AI与科学教育深度融合，青少年将不再是未来的旁观者，而是成为用科技创造未来的造梦者1。

科学教育的转型：从知识灌输到能力构建
教育核心逻辑的转变：AI正将科学教育从知识灌输转向能力构建，从标准化流水线转向个性化生长体系，助力青少年成为未来世界的主动创造者而非被动适应者2。以OpenAI推出的ChatGPTStudy学习模式为例，其通过交互式提示、支架式回应、个性化教育、知识点检查四种解题方法，将教育核心从答案输出转向思维引导，着重拆解解题路径，引导学生理解攻克难题的思路与过程，旨在帮助学生真正掌握知识而不仅仅是完成任务2。国内学而思大科学教育服务也体现了这一转型，将理学与AI深度融合，通过带孩子制作科创产品、亲手实验探究理学原理，让学生在动手实践中理解科学本质，并以答辩形式引导学生从不同维度审视问题，鼓励提出独特解决方案，培养科学思维，激发创新潜能2。
虚实融合技术助力深度探究：数字化实验与虚拟模拟的融合，打破了时空限制，让实验不再受制于设备与场地，规避了传统实验安全风险，更重要的是将抽象原理转化为可感知、可操作的动态过程，让青少年在实践中理解科学，实现从记忆到深度探究的跃迁24。
AI作为创造力引擎：构建青少年创作生态
AI不仅是教学工具，更成为点燃创造力的超级引擎，平台以三大核心功能构建创作生态。智能文本创作模块支持故事、新闻等多元文体生成；图像生成模块能将文字转化为插画、漫画等视觉作品；视频创作模块更实现文字脚本到短视频的自动化转化。在线上，青少年借助AI辅助突破创作边界，平台通过多维度作品评价与个性化指导，让创意从萌芽到落地形成完整闭环，打破了传统教育的单向输出，使青少年在AI协作中成为创新创造者24。

认知能力培养：教育创新的深层突破
认知能力的重要性：国际教育评估机构的研究表明，决定学生学业表现的深层因素中，记忆力、注意力、逻辑推理等基础认知能力占据72%的影响力，远超单纯的知识积累。我国教育部《义务教育质量评价指南》也明确指出，核心素养培育需以认知发展为根基3。
科技驱动认知训练精准化：在脑机接口与大数据技术的双重驱动下，认知训练正从经验导向转向数据驱动。如北京视友科技的大脑360认知训练系统通过EEG脑电波监测与AI算法结合，可实时捕捉学生认知活动的16个维度数据，包括工作记忆容量、信息处理速度、抗干扰能力等关键指标，并构建了覆盖8-18岁青少年的常模数据库，使教师能精准掌握每个学生的认知发展状况3。
学校实践构建认知发展生态系统：部分学校创新性地构建了三维一体培养框架，即每周45分钟专项训练夯实基础能力，学科教学渗透认知策略，社团活动创设复杂应用场景。实践证明，认知能力提升可显著缓解教育焦虑，如训练组学生平均每天减少1.2小时课外辅导，但学科成绩标准差缩小37%；在跨学科整合的研究性学习中，受训学生方案创新指数提升58%，且通过认知训练构建的元学习能力，使学生在面对AI工具时，展现出更强的批判性思维与创造性应用能力3。
电子阅读对认知模式的影响及应对思考
电子阅读正在悄然重塑人类的认知模式，纸质时代形成的线性阅读思维，被超链接、弹窗通知和随时可调取的搜索引擎解构重组。数字原住民的大脑进化出独特的多线程处理能力，但也可能牺牲深度思考所需的认知带宽。未来的阅读革命或许不在于载体的物理形态，而在于如何让技术重新适应人类原始的认知节律，在注意力经济盛行的时代，重拾深度阅读能力，可能成为数字公民最珍贵的认知财富5。

专家视角：AI时代科学教育的方向与目标
《教育强国建设规划纲要(2024—2035年)》中明确提出促进人工智能助力教育变革，为我国借助人工智能推动教育发展提供了方向指引。北京师范大学智慧学习研究院副院长指出，AIGC技术的教育应用不是要替代人类的创造力，而是要通过人机协同激发青少年的创新潜能。上海城市更新与可持续发展研究院院长王从春提到，人工智能时代需做好科学教育的加法，包括科学知识的传授、科创教育的加强以及工程教育的融入，科学教育应聚焦前沿科技，与头部企业合作，紧跟科技进展，推动拔尖创新人才的培养24。当AI与科学教育深度融合，青少年将以科学为剑，以技术为翼，主动书写属于人工智能时代的篇章

AI重构教育：从“标准化流水线”到“个性化生长体系”

2025年9月1日，全国各地的学校迎来了新学期，而“开学第一课”成为了关注的焦点。今年，人工智能（AI）成为了关键词之一，它正在重新定义科学教育的底层逻辑，从传统的“黑板+公式”模式转向更加灵活和个性化的教育体系。

从“标准化流水线”到“个性化生长体系”

今年7月，OpenAI推出的ChatGPT Study学习模式在全球范围内引起了广泛关注。这一模式通过交互式提示、支架式回应、个性化教育和知识点检查四种解题方法，将教育的核心从“答案输出”转向“思维引导”。ChatGPT Study并非直接给出答案，而是着重拆解解题路径，引导学生理解攻克难题的思路与过程。OpenAI表示：“该模式旨在帮助学生真正掌握知识而不仅仅是完成任务。”这一创新印证了AI技术对教育底层逻辑的深度改写：它正打破传统教育“标准化流水线”的单一范式，转而构建以个体需求为导向的“个性化生长体系”，推动青少年从被动接受转向主动探究。

国内实践：学而思大科学教育服务

在国内，学而思大科学教育服务的实践也是这一逻辑转型的体现。学而思将理学与AI深度融合，通过带孩子制作科创产品、亲手实验探究理学原理，让学生在动手实践中理解科学本质。其以答辩形式引导学生从不同维度审视问题，鼓励提出独特解决方案。这一过程不仅培养了科学思维，更激发了创新潜能。与此同时，数字化实验与虚拟模拟的融合打破了时空限制，让实验不再受制于设备与场地，规避了传统实验的安全风险。虚实结合的技术手段将抽象原理转化为可感知、可操作的动态过程，让青少年在实践中理解科学，实现从记忆到深度探究的跃迁。

AI+科学教育点燃青少年科技创造力

AI不仅是教学工具，更成为点燃创造力的“超级引擎”。今年8月，腾讯教育重磅发布“腾讯青少年AIGC创作工坊”，并启动“腾讯教育AIGC智创少年计划”。这一面向青少年的人工智能教育平台通过集成多模态生成式AI技术，为学科教育、素养教育、数字教育提供创新支撑。平台以三大核心功能构建创作生态：智能文本创作模块支持故事、新闻等多元文体生成；图像生成模块能将文字转化为插画、漫画等视觉作品；视频创作模块更实现文字脚本到短视频的自动化转化。在线上，青少年借助AI辅助突破创作边界，平台通过多维度作品评价与个性化指导，让创意从萌芽到落地形成完整闭环。这一模式打破了传统教育的单向输出，使青少年在AI协作中成为“创新创造者”。

虚实融合与跨学科实践激发创新潜能

科学教育的创造力点燃更需虚实融合与跨学科实践的深度协同。在线下，学而思网校“大科学少年行”项目以研学参访为载体，带领青少年走进百度无人驾驶实验室，亲身体验无人驾驶技术，动手制作智慧麦轮车、设计个性化数字人；在阿里巴巴园区，学生甚至亲手打造AI智能眼镜。这些跨学科实践将AI技术嵌入真实场景，让课本中的理学知识和AI技术转化为可触摸的科技产品，使抽象原理在动手创造中具象化。虚实结合的创新模式线上AI工具激发想象力，线下实践验证创造力，跨学科探索打破知识壁垒，正重构青少年的认知方式：他们从“知识消费者”转变为“科技创造者”，在AI与科学的碰撞中释放潜能。

专家解码AI时代科学教育

《教育强国建设规划纲要（2024—2035年）》中明确提出“促进人工智能助力教育变革”，为我国借助人工智能推动教育发展提供了方向指引。北京师范大学智慧学习研究院副院长曾指出：AIGC技术的教育应用不是要替代人类的创造力，而是要通过人机协同激发青少年的创新潜能。上海城市更新与可持续发展研究院院长王从春也提到，人工智能时代需做好科学教育的加法，包括科学知识的传授、科创教育的加强以及工程教育的融入。他谈到，科学教育应聚焦前沿科技，与头部企业合作，紧跟科技进展，推动拔尖创新人才的培养。

中国科学院国家天文台研究员、青年科学家社会责任联盟理事长郑永春也提及，科技强调突破和创新，而教育注重传承，国家政策越来越强调科技教育人才一体化发展，因此需要加强科技界、教育界和相关政策的协同合作与整合，才能共同推动科学教育的发展。

真正的教育革命不在于技术的堆砌，而在于如何用科技激发人的潜能。当AI与科学教育深度融合，青少年将不再是未来的旁观者，而是成为用科技创造未来的“造梦者”。人工智能时代的飞速发展已经给青少年上了“开学第一课”，这场由AI驱动的“认知革命”正塑造一个由新一代定义的未来。他们将以科学为剑，以技术为翼，主动书写属于人工智能时代的篇章。