随着技术的发展与教育理念的进步,传统的教育体系逐渐焕发出新的活力,科学教育的重要性日益突出,在国家的支持与重视下,我国科学教育从课程体系、教学模式等各个方面有了很大的突破与进展,但仍存在探究实践环节缺失,联想迁移、问题解决等动态能力培养不足的问题,有待继续探究改进。同时人工智能时代背景下国家对人才的需求及培养模式均提出了新的要求,更加重视复合型人才的培养,人工智能教育逐渐以多样的形式渗入基础教育系统,人工智能素养、科学素养与信息素养成为了新时代青少年必备的基本素养。教育是为未来社会培养人的活动,因此教育应具有面向未来的预见性。技术的发展丰富了学习的体验,为学习者提供了多样的探究环境,知识与技术的深度融合是未来教育系统发展的必然趋势。增强现实技术作为一项新兴的人机交互技术,以其特有的虚实结合、实时交互、直观生动等优势,迅速地进入了教育领域,受到广大教育研究者的青睐。同时,智能移动设备的普及与发展,为增强现实提供了便捷的平台,为其广泛应用于教学提供了可能性。本研究将增强现实技术与人工智能基础知识引入小学科学教育体系,探究基于增强现实技术的科学教育与人工智能教育的深度融合,开发增强现实科学课程学习系统,为学生的探究活动提供环境与资源的支持,改善我国科学教育中探究实践环节缺失的现状,融合人工智能素养、科学素养及信息素养三大素养的培养过程,深入探究知识与技术的融合,论文主要内容如下:第一,增强现实科学课程学习系统开发的背景及需求分析。在全国范围内发放调查问卷,对小学科学教师进行认知和需求调查,掌握小学科学课程现状,获悉科学教育工作者对增强现实技术及人工智能教育的认识与态度,探索基于增强现实技术的人工智能科普教育与科学教育体系融合的可行性,并进一步明确教育工作者的需求。第二,增强现实科学课程学习系统的设计。在建构主义理论、情境认知理论等学习理论的指导下,结合科学教育工作者和科学课程的实际需求,综合考虑学习者的学习特征,探究增强现实科学课程学习系统开发的基本原则;深入解读教学内容与课程标准,完成了系统功能模块的设计与划分。第三,增强现实科学课程学习系统的开发与实现。系统开发前期针对常见的增强现实运行设备进行了设备适应性体验测试,从舒适度、操作难易及成本等多方面系统地分析了各项设备的优势与不足,选择了 Android移动端作为系统开发的平台;在资源素材准备阶段,利用3D Max建模软件及Photoshop完成了三维模型的构建及动画的制作,通过识别图的处理提高增强现实识别精度;基于Unity3D开发引擎及Vuforia实现了系统功能,主要包括增强现实识别功能、触屏手势交互功能、答题测试功能及人工智能知识可视化等。第四,开展教学实证。针对所开发的增强现实科学课程学习系统,基于探究式教学模式,设计教学活动与环节,展开教学实证。本研究将乌鲁木齐市某小学87名二年级学生作为教学实施对象,通过设置对照实验,进行了实证研究。教学实证结束后,通过SPSS软件对学习者的相关学习数据分析后发现,增强现实技术可以有效提高学习者的学习效果及学习兴趣;学生和教师对于增强现实技术在科学教育体系中的应用具有较高的认可度与接受度;基础教育阶段人工智能教育与科学教育体系的融合具有切实可行性与探究价值,基于增强现实技术的知识可视化有利于促进人工智能教育与科学教育的融合。