在刘星(张一山 饰)生日当天，胡一统赠予他的礼物是一台诺亚舟品牌的学习设备。刘星坐在社区的长椅上，心不在焉地听着设备循环播放英语句型，低声自语地抱怨父亲缺乏趣味，竟然选购了这种完全围绕学习内容的枯燥物品。正当他感到无聊时，鼠标前来寻找他玩耍。两人准备离开之际，忽然注意到一位容貌出众的少女从远处走近。鼠标惊讶地表示，这位少女是他最近参加的跆拳道训练班中公认最引人注目的学员，未曾料想她也居住在同一社区。话音未落，鼠标便急切地走上前去与对方打招呼。
少女向鼠标请教了一些关于跆拳道练习的问题。自幼对武术略有涉猎的鼠标，为了博取对方好感，主动提出可以为其提供指导。此时，一位途经社区、意图询问方向的外国人走向他们，用一连串英语单词进行问路。面对陌生的语言，鼠标与少女面面相觑，无法理解。在一旁的刘星听到这些语句，感觉有些熟悉，回忆起这正是方才学习设备中播放过的内容。他随即在设备上查询到对应的回答方式，并告知了那位外国人。
外国人得到满意答复后离去。少女对刘星的表现赞叹不已，提及自身英语水平不佳，希望可以请他担任辅导教师。刘星毫不犹豫地应承下来。少女当即拿起随身书包，跟随刘星前往其家中学习。鼠标带着嫉妒的神情，目送两人的身影逐渐远去。
在刘星的房间内，两人开始进行课业学习。每当少女遇到难题向刘星请教时，刘星便以需要如厕为借口，携带学习设备进入卫生间，在内部查询相关答案，随后返回房间向少女讲解。一个个问题相继得到解决，刘星在少女心目中逐渐树立起“才子”的形象。然而，有一点令少女感到不解：这位“才子”前往卫生间的频率似乎异乎寻常地高。
当日学习结束时，刘星邀请少女次日继续携带作业前来。少女离开后，刘星难以抑制兴奋之情，反复亲吻那台学习设备。为了维持少女对自己的钦佩，刘星选择隐瞒了这台设备是胡一统所赠的事实。
次日，刘星在家中等待许久，始终未见少女出现。他按捺不住，前往社区花园寻找，发现少女正与鼠标在一起。少女向刘星解释，今天没有英语作业，但历史科目存在许多疑难问题。而鼠标自称擅长历史，因此她请鼠标提供辅导。
刘星失望地坐在一旁，一边聆听鼠标为少女讲解历史，一边翻阅学习设备中存储的历史学科内容。他忽然察觉鼠标在讲述过程中混淆了多处关键历史年代。刘星走上前去，不仅纠正了鼠标陈述中的错误，还条理清晰地阐述了相关历史事件发生的时代背景、历史意义以及主要涉及的人物。少女很快识别出谁才具备真才实学，随即收拾书包，跟随刘星返回家中继续学习。这一情景使得鼠标既感到极度失落，也颇为尴尬。
为了争夺少女的关注，鼠标权衡了自身优势，决定重点强化基础相对扎实的古诗文部分。果然，当少女提及需要古诗文方面的辅导时，鼠标成功吸引了她的注意。然而，这种局面并未持续太久。刘星再次适时出现，他不仅补充了鼠标未能背诵出的诗文段落，还能进一步讲解作者创作时的时代背景以及文章中运用的修辞手法。
少女由此发现刘星似乎是一位“全才”，已然精通各个学科。此后，她便开始将各类科目的作业一并带来请教。刘星意识到，长期依赖频繁前往卫生间查询答案的方式终将暴露实情。因此，他改变策略，每日利用学习设备的“名师讲堂”功能，预先收听次日可能涉及科目的讲解；在学校课堂听讲时，则重点记录关键与难点内容；回家后，再借助设备中的“功课彩屏学”模块进行复习巩固；甚至每晚就寝前，还会隐匿于被褥中悄然学习。通过这一系列密集的准备，他才得以勉强应对少女提出的各种学科问题。
风头持续被刘星占据的鼠标感到忍无可忍，决意寻找机会实施报复。
在近日举行的一次模拟考试中，刘星的成绩进入了班级前五名。面对这一前所未有的结果，授课老师、同班同学乃至刘星本人均感到难以置信。老师在课堂上公开表扬了刘星取得的飞跃性进步，并承诺将在成绩测评中为刘星记录奖励。
鼠标暗中观察着这一切。下课之后，鼠标悄悄将老师请到一旁，揭发刘星在考试中存在作弊行为。老师原本就对刘星进步速度之快心存疑虑，在听取鼠标的陈述后，选择相信这一指控。老师随后严厉指责刘星通过弄虚作假获取成绩，并将该次考试分数改判为零分。
刘星满怀委屈返回家中倾诉。不料，母亲刘梅(宋丹丹 饰)并未表示支持，反而与老师立场一致，斥责刘星未能实事求是。刘星深感伤心，跑回自己房间闭门不出。
父亲夏东海(高亚麟 饰)劝说刘梅应当信任孩子。刘梅则表示刘星并非普通孩童，其过往表现令人难以完全采信。夏东海坚持认为刘星没有撒谎。他前往书店，购买了涵盖所有科目的测验试卷，要求刘星在家庭环境中重新进行一次考试，由刘梅担任监考官，姐姐夏雪(杨紫；丹琳 饰)则依据试卷附带的標準答案进行批阅。
批阅结果公布后，刘星的成绩与学校模拟考试的结果相差无几。刘梅激动不已，接连向刘星表达歉意，并立即通过电话向老师说明了实际情况。刘星也终于拿出了始终在幕后发挥关键作用的工具——那台诺亚舟学习设备。
这一系列事件揭示了一个事实：那台最初被刘星视为枯燥乏味的学习设备，通过其内置的丰富知识库与多功能学习模块，在无形中成为了他学业突飞猛进的强大辅助。它不仅帮助刘星在特定情境下解决了即时困难，更促使他为了维持他人的认可而主动投入系统性的预习、复习与深化学习，从而在多个学科领域实现了实质性的知识积累与能力提升。尽管过程中伴随着误解、冲突与额外的压力，但最终，设备的价值及其对刘星学习的正面影响得到了家庭与学校的共同验证。而鼠标的嫉妒与举报行为，虽一度导致不公的指责，却在客观上促成了这场家庭测试，反而让刘星凭借真实学力证明了自身，并使学习设备作为“隐形功臣”的角色得以彰显。整个历程表明，恰当的学习工具在激发学习者主动性、提供知识支持方面可以发挥显著作用，而其效用的完全展现，往往需要与使用者的努力及外部环境的客观检验相结合。
在课堂上，教师为刘星恢复了名誉，并授予他“突飞猛进”奖项。当教师请手持奖状的刘星向同学们阐述其学业进步的缘由时，刘星满怀感激地将目光投向鼠标，坦言自己取得进步的动力源于鼠标持续的督促、无私的帮助以及不断的鼓励，但对于具体细节则未作进一步说明。教师随后对鼠标提出了表扬，鼠标也因此谅解了刘星过往的行为。当天回到家中，刘星将女孩与鼠标召集到一处，向他们完整坦白了事情的经过，并提议他们也能聘请这样一位“隐形老师”，以期实现共同进步。