智慧教室賦能學(xué)校特色教育實踐探索

摘" 要" 南京市太陽城小學(xué)堅持理念引領(lǐng)，通過著力智慧云創(chuàng)園的高位發(fā)展、開展智慧云創(chuàng)園的創(chuàng)意設(shè)計、推進(jìn)智慧云創(chuàng)園的課程創(chuàng)新、保障智慧云創(chuàng)園的育人效果等措施，打造項目集群式的智慧教室，為學(xué)校特色教育體系構(gòu)建，賦能學(xué)校特色發(fā)展提供專業(yè)支撐。

關(guān)鍵詞" 人工智能；智慧云創(chuàng)園；智慧教室

中圖分類號：G627" " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）23-00-04

0" 引言

近年來，隨著《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》《教育信息化2.0行動計劃》《教育部關(guān)于實施全國中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程2.0的意見》等文件陸續(xù)出臺，人工智能在教學(xué)、管理、資源建設(shè)等領(lǐng)域不斷地深化應(yīng)用。南京市太陽城小學(xué)秉承“教育，是一種陽光普照”的辦學(xué)理念，運用大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)與學(xué)科課程深度融合，以智慧云創(chuàng)園項目賦能智慧校園場景化建設(shè)，主動構(gòu)建包含智能學(xué)習(xí)、交互式學(xué)習(xí)的新型教育體系[1]，推動教師主動適應(yīng)信息化、人工智能等新技術(shù)變革[2]，積極探索人工智能背景下如何構(gòu)建智慧教室，為學(xué)校特色發(fā)展服務(wù)。

1" 理念引領(lǐng)，推進(jìn)智慧云創(chuàng)園的高點設(shè)計

1.1" 堅持空間設(shè)計理念，倡導(dǎo)綠色生態(tài)、節(jié)能環(huán)保、智能化

太陽城小學(xué)項目集群式智慧教室被命名為智慧云創(chuàng)園，從建設(shè)之初即倡導(dǎo)綠色生態(tài)，依托學(xué)?？萍紭堑幕A(chǔ)設(shè)施，聚焦智慧云創(chuàng)園的整體打造。立足節(jié)能環(huán)保，教學(xué)場景墻面頂面等利用環(huán)?？苫厥詹牧涎b飾，所用吸聲材料具有隔熱、阻燃、無毒、無害、無味的特點；著力智能化，整體空間設(shè)計智能化，打造一個舒適、節(jié)能的環(huán)境。物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)是連接設(shè)備與管理平臺的橋梁，通過網(wǎng)絡(luò)可以把教室設(shè)備數(shù)據(jù)發(fā)送給服務(wù)器，也可以接收服務(wù)器發(fā)出的命令控制教室設(shè)備。

1.2" 堅持技術(shù)運用理念，整合多元資源支持師生學(xué)習(xí)體驗

運用前沿技術(shù)，保障整棟樓的基礎(chǔ)建設(shè)，確保滿足未來若干年的各種課程需求。利用移動互聯(lián)、云存儲等做好學(xué)校基礎(chǔ)建設(shè)，堅持?jǐn)?shù)字化加工與傳統(tǒng)手工結(jié)合，采用VR/AR技術(shù)，強(qiáng)化沉浸式體驗學(xué)習(xí)，讓學(xué)生感知世界和科學(xué)的融合。依托人工智能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維、邏輯思維。采取生態(tài)技術(shù)，構(gòu)建生態(tài)協(xié)調(diào)、環(huán)境友好的綠色空間。

1.3" 堅持課堂設(shè)計理念，突出開放、多元的學(xué)習(xí)場景構(gòu)建

通過教室內(nèi)外的數(shù)字化改造，賦予教室開放、互動的新機(jī)能；支撐多維學(xué)習(xí)場景、多樣化學(xué)習(xí)方式，滿足學(xué)生多樣化學(xué)習(xí)需求；構(gòu)建開放、多元的學(xué)習(xí)場景；實施更多的互動和交往與更少的講授和灌輸；打造更多的實驗室與更少的課堂；提供更具個性化的服務(wù)和更靈活的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境。從而滿足各類課程大班和社團(tuán)的教學(xué)需求，實現(xiàn)隨時隨地可學(xué)習(xí)、可互動，具體包含大班教學(xué)課堂、互動研討型課堂、沉浸體驗式課堂、共享交流空間和藝術(shù)空間等。

1.4" 堅持課程設(shè)計理念，打造精品AI校本課程

結(jié)合課后服務(wù)的課程資源需求，學(xué)校在智慧云創(chuàng)園開展衣、食、住、行等相關(guān)主題精品校本課程，同時結(jié)合學(xué)?，F(xiàn)有的特色文化家居課程和機(jī)器人課程，整合已有的激光雕刻機(jī)、3D打印機(jī)、機(jī)器人、手工木工金工工具等裝備，從文化家居切入，打造整體“AI+數(shù)智建造”主題空間。

智慧云創(chuàng)園建設(shè)理念見圖1。

2" 目標(biāo)導(dǎo)向，著力智慧云創(chuàng)園的高位發(fā)展

2.1" 著力構(gòu)建特色課程體系

學(xué)校樹立創(chuàng)新教育觀和科學(xué)人才觀，創(chuàng)新課程體系，設(shè)立多個課程群項目。堅持以實踐活動為主線，結(jié)合項目引領(lǐng)、課題研究、專家講學(xué)等形式，既傳授知識又加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識和實踐能力的培養(yǎng)，堅持知識與能力的同步發(fā)展、智商與情商的協(xié)調(diào)發(fā)展，采用自主發(fā)展與合作探究、實踐操作與理論探討、過程體驗與結(jié)果論證等多種人才培養(yǎng)方式，通過智慧農(nóng)業(yè)生態(tài)種植項目創(chuàng)新課程體系，最大限度滿足學(xué)生自主發(fā)展的需求，探索校本課程建設(shè)與開發(fā)，努力形成一批有特色的精品校本課程。

2.2" 潛心打造新型課堂范式

學(xué)校利用人工智能課程的實踐性、體驗性等特點創(chuàng)新課程項目，構(gòu)建集實踐性、體驗性和自主性于一體的智能化新型課堂。其實質(zhì)就是以全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)和實踐能力為目標(biāo)，以建設(shè)促進(jìn)自主學(xué)習(xí)的互動實驗場地為載體，以建設(shè)理科創(chuàng)新實驗課程的物質(zhì)呈現(xiàn)平臺為基礎(chǔ)，通過“做中學(xué)、學(xué)中

悟、悟中思”的方式，探索新的教學(xué)模式，主要包括探索新的教學(xué)方法、新的教學(xué)手段、新的教學(xué)資源。借助課程內(nèi)容的模型建構(gòu)、情境創(chuàng)設(shè)、驗證

探究、實踐拓展等，梳理創(chuàng)新實驗課程核心概念和思想方法，解決學(xué)生學(xué)習(xí)中遇到的困難與障礙，以基地拓展和課堂延伸為基礎(chǔ)，改變教師為中心、教材為中心、課堂為中心的課程教學(xué)方式，使學(xué)生在合作學(xué)習(xí)中提高學(xué)習(xí)能力、分析能力和解決問題的能力。

2.3" 有效促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展

教師是提升課堂教學(xué)實效性的關(guān)鍵。通過建立學(xué)校多學(xué)科教師專業(yè)發(fā)展聯(lián)合體，鼓勵各學(xué)科教師走進(jìn)智慧云創(chuàng)園，將教研組織建設(shè)在智慧云創(chuàng)園，教研活動開展在智慧云創(chuàng)園，教育科研深耕在智慧云創(chuàng)園。組織教師在研中教，在教中研，利用人工智能技術(shù)開展教學(xué)活動，并促進(jìn)各學(xué)科的有效整合；引導(dǎo)教師更新教學(xué)理念，大力提高教師實施課程的水平和能力，促進(jìn)教師開發(fā)校本教材，鼓勵教師發(fā)表論文，動員教師探索創(chuàng)新人才的培養(yǎng)途徑，努力培養(yǎng)一批在創(chuàng)新教育領(lǐng)域有水平、有思想、有內(nèi)涵、有抱負(fù)并付諸實踐的優(yōu)秀教師。

2.4" 持續(xù)提升學(xué)生核心素養(yǎng)

建設(shè)智慧云創(chuàng)園的根本目的是培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。學(xué)生綜合素質(zhì)的提升、實踐能力的增強(qiáng)、自我發(fā)展愿望的喚醒都是創(chuàng)新實驗室培養(yǎng)的重要內(nèi)容。因此，學(xué)校堅持以學(xué)生為中心，將理論學(xué)習(xí)與實踐學(xué)習(xí)相結(jié)合、情感體驗與道德實踐相結(jié)合，讓學(xué)生在課程活動中充分動手、動口、動腦，充分體驗學(xué)習(xí)科技和應(yīng)用科技的快樂，促進(jìn)學(xué)生對自我成長的合理定位，確保學(xué)生在知識中成長、在探索中成長、在體驗中成長、在快樂中成長，有效提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。

3" 項目載體，開展智慧云創(chuàng)園的創(chuàng)意設(shè)計

智慧云創(chuàng)園項目是利用信息技術(shù)和創(chuàng)新概念，著力塑造學(xué)?！翱萍寂d教”特色教育品牌，實現(xiàn)知識科普、課堂教學(xué)、綜合實踐活動等功能的整體建設(shè)項目。該項目的建設(shè)重點包含科技樓的裝飾、弱電智能化改造、物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)打造、科普展廳建設(shè)和各類通用功能室、特色功能室設(shè)備配置。為此，學(xué)校厘清智慧云創(chuàng)園的功能分區(qū)，把智慧云創(chuàng)園空間整體分為四個樓層，具體功能如下。

第一層是展示體驗中心，主要是慧創(chuàng)展館?；蹌?chuàng)展館以“科技改變生活”為主題，根據(jù)學(xué)?？萍紭腔A(chǔ)設(shè)施空間分布，將主題劃分為四個體驗中心，即衣、食、住、行四大主題體驗區(qū)。各個空間相互獨立又相互連通，同時充分考慮學(xué)生實際體驗需求。在這里，學(xué)生可以深入了解科技發(fā)展下衣、食、住、行的演變歷程；可以通過文字、圖片、視頻介紹等了解科技發(fā)展給衣、食、住、行帶來的改變；可以通過最新的科技體驗設(shè)備進(jìn)行互動，比如通過智能魔鏡模擬穿戴各種樣式的服裝，了解服裝樣式的演變歷程；可以利用先進(jìn)的AR技術(shù)，了解種子的發(fā)芽過程和袁隆平先生的故事；可以通過生動的全息影像展示，認(rèn)識世界著名建筑；可以在VR世界中搭建自己夢想中的房子；可以通過語音或手機(jī)控制，體驗整棟科技樓的物聯(lián)系統(tǒng)。

第二、三層是教學(xué)探究中心，具體包括慧美衣閣、慧植田園、慧創(chuàng)家居、慧享出行、云創(chuàng)Club主題教室五間?；勖酪麻w是“衣”主題教室，學(xué)生可以在此體驗紡織、扎染、縫紉、編織等服裝相關(guān)課程活動；慧植田園是“食”主題教室，學(xué)生可以在此體驗種植、孵化、烹飪等相關(guān)課程活動；慧創(chuàng)家居是“住”主題教室，學(xué)生可以在此通過VR、激光切割、3D打印等技術(shù)體驗文化家居相關(guān)課程活動；慧享出行則是“行”主題教室，學(xué)生可以在此體驗無人機(jī)、航模等相關(guān)課程活動；云創(chuàng)Club是機(jī)器人主題教室，學(xué)生可以在此體驗最新機(jī)器人相關(guān)課程活動。

第四層為綜合實踐中心，包括融創(chuàng)中心、慧閱書香。融創(chuàng)中心是STEAM主題綜合實踐教室，學(xué)生可以在此參與各類創(chuàng)客項目?；坶啎銊t是閱讀和研討主題教室，學(xué)生可以在此獲取想了解的各類最新知識和開展分享研討活動。

智慧云創(chuàng)園合計近1 000平方米，其中互動展示區(qū)域200余平方米，教學(xué)活動區(qū)域近500平方米，可同時開展八門不同類型的課程，同時容納300名學(xué)生上課。

此外，整體構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。智慧云創(chuàng)園整棟樓都通過物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)控制，整體空間設(shè)計智能化，環(huán)境舒適、節(jié)能。教師可以通過后臺管理監(jiān)測每個教室的環(huán)境情況、使用情況，每層樓的電量使用情況，主要設(shè)備的使用情況，也可以通過后臺管理遠(yuǎn)程控制照明燈光、空調(diào)和智慧大屏等多媒體系統(tǒng)。

4" 課程育人，推進(jìn)智慧云創(chuàng)園的課程創(chuàng)新

在智慧云創(chuàng)園中，圍繞“科技改變生活”主題，開展衣、食、住、行主題課程以及特色機(jī)器人和STEAM綜合實踐課程。同時，面向全學(xué)段開展人工智能教育普及課，課程融入多學(xué)科知識，聚焦多元主題，積極構(gòu)建主題類課程和多學(xué)科融合探究類創(chuàng)新實驗課程群。內(nèi)容緊扣課程標(biāo)準(zhǔn)，與現(xiàn)實問題緊密聯(lián)系，以問題為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，在創(chuàng)意活動的實踐中落實課程育人，提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)和實踐能力。

4.1" 主題類課程

4.1.1" 小小設(shè)計師

圍繞服裝主題，將紡織、扎染、蠟染、盤扣、紙藝等各類綜合手工融合為一體，課程內(nèi)容涵蓋古代、現(xiàn)代不同時期的服裝，引導(dǎo)學(xué)生通過應(yīng)用不同的手藝獲得初步的服裝知識；向?qū)W生滲透服裝文化的內(nèi)涵；培養(yǎng)一批喜歡服裝設(shè)計的“小小設(shè)計師”。

4.1.2" 小小美食家

圍繞烹飪主題，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)烘焙知識，了解桃酥制作的基本步驟和加工手藝，掌握膨松劑、甜味劑等配方比例，動手烘焙出香脆的桃酥，體驗勞動的樂趣。

4.1.3" 小小建筑師

圍繞建筑主題，學(xué)生通過了解建筑特點、實際測繪、學(xué)習(xí)分區(qū)、空間設(shè)計、模塊分割、制作模

型，一步一步打造自己心目中的校園，還可以結(jié)合VR技術(shù)，身臨其境地體驗自己搭建出來的夢想中的建筑。

4.1.4" 小小飛行員

圍繞飛行主題，開設(shè)無人機(jī)課程、創(chuàng)意航模課程。在無人機(jī)課程中帶領(lǐng)學(xué)生了解編程軟件中的編程邏輯，通過程序控制無人機(jī)完成直線飛行、曲線飛行、定時起落等動作，在此過程中了解無人機(jī)的飛行原理、智能硬件的使用方法等。在創(chuàng)意航模課程中主要讓學(xué)生通過學(xué)習(xí)認(rèn)識不同類型的飛機(jī)，了解飛機(jī)的飛行原理，大膽想象，完成自己暢想的未來飛行器三視圖，同時了解各種航模的結(jié)構(gòu)特點和飛行原理，并利用各種材料做出戰(zhàn)斗機(jī)、滑翔機(jī)、直升機(jī)等飛機(jī)模型。

4.2" 多學(xué)科融合的探究類創(chuàng)新實驗課程

4.2.1" 生態(tài)創(chuàng)客探究課程

1）生長探究類：不同水分條件下水稻種子的發(fā)芽過程；光照強(qiáng)度對油菜苗生長的影響；植物生長的溫度三基點探究。

2）基本知識探究類：計算機(jī)模擬植物病蟲害并作預(yù)測預(yù)報；測定土壤酸堿度。

3）主題活動類：創(chuàng)建智慧有機(jī)種植園；水草魚缸造景和微生態(tài)構(gòu)建。

4）綜合實踐項目：栽培水稻；果酒果醋的制

作；栽培大豆；栽培馬鈴薯；蝶蘭的組織培養(yǎng)；魚菜共生的復(fù)合式耕作體系構(gòu)建。

4.2.2" 智能家居探究課程

通過創(chuàng)設(shè)生活中飲水的情境，引導(dǎo)學(xué)生思考如何優(yōu)化飲水過程。該類課程先讓學(xué)生用流程圖的方式分析自動飲水機(jī)的工作步驟，再讓學(xué)生進(jìn)行具體模型和程序的設(shè)計，最終完成自動飲水機(jī)作品，在此過程中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)分析、概括整理、歸納總結(jié)的能力。

智慧云創(chuàng)園已開設(shè)課程內(nèi)容如表1所示。

5" 多元實施，保障智慧云創(chuàng)園的育人效果

5.1" 注重協(xié)同互助，定期開展專題研訓(xùn)

堅持學(xué)科的資源共建和經(jīng)驗共享，以整體人工智能教育水平的提高帶動個人人工智能教育水平的進(jìn)步，培養(yǎng)教師在群體中的使命感、成就感和責(zé)任感。邀請各學(xué)科教師參加人工智能教師培訓(xùn)，豐富人工智能教師團(tuán)隊的知識構(gòu)成。推動跨學(xué)科教師組隊參加創(chuàng)客馬拉松競賽，通過實操和答辯兩個模塊提升教師的技能水平，并通過提出問題，引導(dǎo)教師思考如何在教學(xué)中提升人工智能教師隊伍的整體

素養(yǎng)。

5.2" 完善服務(wù)管理，提供特色多樣課程

結(jié)合“雙減”政策要求，學(xué)校進(jìn)一步完善課后服務(wù)管理流程，真正做到扁平化社團(tuán)報名流程、高效率師生信息傳達(dá)、一站式課程反饋分享。智慧云創(chuàng)園建成以來，加入科技類社團(tuán)的學(xué)生明顯增加，學(xué)生學(xué)習(xí)科技的熱情高漲。以2023學(xué)年第一學(xué)期為例，學(xué)校共計3 209名學(xué)生加入課后服務(wù)特色社團(tuán)，科技創(chuàng)新類課程有24個，500余名學(xué)生在智慧云創(chuàng)園加入相關(guān)特色社團(tuán)（有無人機(jī)、航模、機(jī)器人、STEM、科技模型、編程等多類課程）。

5.3" 師生協(xié)作，初步呈現(xiàn)育人效果

智慧云創(chuàng)園自落成啟用以來，輻射到周邊學(xué)校，已累計接待周邊學(xué)校師生參觀學(xué)習(xí)考察逾2 000人次，極大地帶動了周邊學(xué)校學(xué)生學(xué)習(xí)科技的熱情。本校學(xué)生在各類科技創(chuàng)新競賽中取得了不俗的成績：在第二十七屆江蘇省青少年科技模型大賽中，四位學(xué)生榮獲一等獎，學(xué)校代表隊榮獲團(tuán)體一等

獎；在第32屆江蘇省青少年科技創(chuàng)新大賽中，兩位學(xué)生榮獲特等獎；在第四屆江蘇省青少年創(chuàng)意編程大賽中，一位學(xué)生榮獲二等獎。這些都是學(xué)生綜合能力提升的表現(xiàn)。

6" 結(jié)束語

智慧特色教室建設(shè)的目的是為學(xué)生提供多樣化、個性化的學(xué)習(xí)體驗，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，服務(wù)教師成長，為學(xué)校發(fā)展提質(zhì)增效。應(yīng)充分發(fā)揮現(xiàn)代教育裝備和人工智能等新技術(shù)的特點與優(yōu)勢，實現(xiàn)教師之間的信息共享、經(jīng)驗互補，讓更多的學(xué)生獲得優(yōu)質(zhì)教育資源，更好地推動教育改革和發(fā)展。

7" 參考文獻(xiàn)

[1] 國務(wù)院關(guān)于印發(fā)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的通知[A/OL].（2017-07-08）[2023-08-28].https：//www.gov.cn/gongbao/content/2017/content_5216427.htm.

[2] 教育部關(guān)于實施全國中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程2.0的意見[A/OL].（2019-03-20）[2023-08-28].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A10/s7034/201904/t20190402_376493.html.