智慧教室賦能學校特色教育實踐探索

摘" 要" 南京市太陽城小學堅持理念引領，通過著力智慧云創園的高位發展、開展智慧云創園的創意設計、推進智慧云創園的課程創新、保障智慧云創園的育人效果等措施，打造項目集群式的智慧教室，為學校特色教育體系構建，賦能學校特色發展提供專業支撐。

關鍵詞" 人工智能；智慧云創園；智慧教室

中圖分類號：G627" " 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）23-00-04

0" 引言

近年來，隨著《新一代人工智能發展規劃》《教育信息化2.0行動計劃》《教育部關于實施全國中小學教師信息技術應用能力提升工程2.0的意見》等文件陸續出臺，人工智能在教學、管理、資源建設等領域不斷地深化應用。南京市太陽城小學秉承“教育，是一種陽光普照”的辦學理念，運用大數據、云計算、人工智能、物聯網等新技術與學科課程深度融合，以智慧云創園項目賦能智慧校園場景化建設，主動構建包含智能學習、交互式學習的新型教育體系[1]，推動教師主動適應信息化、人工智能等新技術變革[2]，積極探索人工智能背景下如何構建智慧教室，為學校特色發展服務。

1" 理念引領，推進智慧云創園的高點設計

1.1" 堅持空間設計理念，倡導綠色生態、節能環保、智能化

太陽城小學項目集群式智慧教室被命名為智慧云創園，從建設之初即倡導綠色生態，依托學校科技樓的基礎設施，聚焦智慧云創園的整體打造。立足節能環保，教學場景墻面頂面等利用環保可回收材料裝飾，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，整體空間設計智能化，打造一個舒適、節能的環境。物聯網智能網關是連接設備與管理平臺的橋梁，通過網絡可以把教室設備數據發送給服務器，也可以接收服務器發出的命令控制教室設備。

1.2" 堅持技術運用理念，整合多元資源支持師生學習體驗

運用前沿技術，保障整棟樓的基礎建設，確保滿足未來若干年的各種課程需求。利用移動互聯、云存儲等做好學校基礎建設，堅持數字化加工與傳統手工結合，采用VR/AR技術，強化沉浸式體驗學習，讓學生感知世界和科學的融合。依托人工智能，培養學生的創造思維、邏輯思維。采取生態技術，構建生態協調、環境友好的綠色空間。

1.3" 堅持課堂設計理念，突出開放、多元的學習場景構建

通過教室內外的數字化改造，賦予教室開放、互動的新機能；支撐多維學習場景、多樣化學習方式，滿足學生多樣化學習需求；構建開放、多元的學習場景；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和更靈活的智慧學習環境。從而滿足各類課程大班和社團的教學需求，實現隨時隨地可學習、可互動，具體包含大班教學課堂、互動研討型課堂、沉浸體驗式課堂、共享交流空間和藝術空間等。

1.4" 堅持課程設計理念，打造精品AI校本課程

結合課后服務的課程資源需求，學校在智慧云創園開展衣、食、住、行等相關主題精品校本課程，同時結合學校現有的特色文化家居課程和機器人課程，整合已有的激光雕刻機、3D打印機、機器人、手工木工金工工具等裝備，從文化家居切入，打造整體“AI+數智建造”主題空間。

智慧云創園建設理念見圖1。

2" 目標導向，著力智慧云創園的高位發展

2.1" 著力構建特色課程體系

學校樹立創新教育觀和科學人才觀，創新課程體系，設立多個課程群項目。堅持以實踐活動為主線，結合項目引領、課題研究、專家講學等形式，既傳授知識又加強學生創新意識和實踐能力的培養，堅持知識與能力的同步發展、智商與情商的協調發展，采用自主發展與合作探究、實踐操作與理論探討、過程體驗與結果論證等多種人才培養方式，通過智慧農業生態種植項目創新課程體系，最大限度滿足學生自主發展的需求，探索校本課程建設與開發，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

學校利用人工智能課程的實踐性、體驗性等特點創新課程項目，構建集實踐性、體驗性和自主性于一體的智能化新型課堂。其實質就是以全面提高學生綜合素質和實踐能力為目標，以建設促進自主學習的互動實驗場地為載體，以建設理科創新實驗課程的物質呈現平臺為基礎，通過“做中學、學中

悟、悟中思”的方式，探索新的教學模式，主要包括探索新的教學方法、新的教學手段、新的教學資源。借助課程內容的模型建構、情境創設、驗證

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

2.3" 有效促進教師專業發展

教師是提升課堂教學實效性的關鍵。通過建立學校多學科教師專業發展聯合體，鼓勵各學科教師走進智慧云創園，將教研組織建設在智慧云創園，教研活動開展在智慧云創園，教育科研深耕在智慧云創園。組織教師在研中教，在教中研，利用人工智能技術開展教學活動，并促進各學科的有效整合；引導教師更新教學理念，大力提高教師實施課程的水平和能力，促進教師開發校本教材，鼓勵教師發表論文，動員教師探索創新人才的培養途徑，努力培養一批在創新教育領域有水平、有思想、有內涵、有抱負并付諸實踐的優秀教師。

2.4" 持續提升學生核心素養

建設智慧云創園的根本目的是培養學生的綜合能力。學生綜合素質的提升、實踐能力的增強、自我發展愿望的喚醒都是創新實驗室培養的重要內容。因此，學校堅持以學生為中心，將理論學習與實踐學習相結合、情感體驗與道德實踐相結合，讓學生在課程活動中充分動手、動口、動腦，充分體驗學習科技和應用科技的快樂，促進學生對自我成長的合理定位，確保學生在知識中成長、在探索中成長、在體驗中成長、在快樂中成長，有效提升學生的核心素養，促進學生全面發展。

3" 項目載體，開展智慧云創園的創意設計

智慧云創園項目是利用信息技術和創新概念，著力塑造學校“科技興教”特色教育品牌，實現知識科普、課堂教學、綜合實踐活動等功能的整體建設項目。該項目的建設重點包含科技樓的裝飾、弱電智能化改造、物聯網控制系統打造、科普展廳建設和各類通用功能室、特色功能室設備配置。為此，學校厘清智慧云創園的功能分區，把智慧云創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，主要是慧創展館。慧創展館以“科技改變生活”為主題，根據學校科技樓基礎設施空間分布，將主題劃分為四個體驗中心，即衣、食、住、行四大主題體驗區。各個空間相互獨立又相互連通，同時充分考慮學生實際體驗需求。在這里，學生可以深入了解科技發展下衣、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展給衣、食、住、行帶來的改變；可以通過最新的科技體驗設備進行互動，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；可以利用先進的AR技術，了解種子的發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控制，體驗整棟科技樓的物聯系統。

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

第四層為綜合實踐中心，包括融創中心、慧閱書香。融創中心是STEAM主題綜合實踐教室，學生可以在此參與各類創客項目。慧閱書香則是閱讀和研討主題教室，學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。

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

此外，整體構建物聯網系統。智慧云創園整棟樓都通過物聯網系統控制，整體空間設計智能化，環境舒適、節能。教師可以通過后臺管理監測每個教室的環境情況、使用情況，每層樓的電量使用情況，主要設備的使用情況，也可以通過后臺管理遠程控制照明燈光、空調和智慧大屏等多媒體系統。

4" 課程育人，推進智慧云創園的課程創新

在智慧云創園中，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器人和STEAM綜合實踐課程。同時，面向全學段開展人工智能教育普及課，課程融入多學科知識，聚焦多元主題，積極構建主題類課程和多學科融合探究類創新實驗課程群。內容緊扣課程標準，與現實問題緊密聯系，以問題為導向，培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力，在創意活動的實踐中落實課程育人，提升學生的綜合素養和實踐能力。

4.1" 主題類課程

4.1.1" 小小設計師

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，課程內容涵蓋古代、現代不同時期的服裝，引導學生通過應用不同的手藝獲得初步的服裝知識；向學生滲透服裝文化的內涵；培養一批喜歡服裝設計的“小小設計師”。

4.1.2" 小小美食家

圍繞烹飪主題，學生在教師的指導下學習烘焙知識，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，學生通過了解建筑特點、實際測繪、學習分區、空間設計、模塊分割、制作模

型，一步一步打造自己心目中的校園，還可以結合VR技術，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，開設無人機課程、創意航模課程。在無人機課程中帶領學生了解編程軟件中的編程邏輯，通過程序控制無人機完成直線飛行、曲線飛行、定時起落等動作，在此過程中了解無人機的飛行原理、智能硬件的使用方法等。在創意航模課程中主要讓學生通過學習認識不同類型的飛機，了解飛機的飛行原理，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構特點和飛行原理，并利用各種材料做出戰斗機、滑翔機、直升機等飛機模型。

4.2" 多學科融合的探究類創新實驗課程

4.2.1" 生態創客探究課程

1）生長探究類：不同水分條件下水稻種子的發芽過程；光照強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：計算機模擬植物病蟲害并作預測預報；測定土壤酸堿度。

3）主題活動類：創建智慧有機種植園；水草魚缸造景和微生態構建。

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；魚菜共生的復合式耕作體系構建。

4.2.2" 智能家居探究課程

通過創設生活中飲水的情境，引導學生思考如何優化飲水過程。該類課程先讓學生用流程圖的方式分析自動飲水機的工作步驟，再讓學生進行具體模型和程序的設計，最終完成自動飲水機作品，在此過程中培養學生科學分析、概括整理、歸納總結的能力。

智慧云創園已開設課程內容如表1所示。

5" 多元實施，保障智慧云創園的育人效果

5.1" 注重協同互助，定期開展專題研訓

堅持學科的資源共建和經驗共享，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步，培養教師在群體中的使命感、成就感和責任感。邀請各學科教師參加人工智能教師培訓，豐富人工智能教師團隊的知識構成。推動跨學科教師組隊參加創客馬拉松競賽，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，引導教師思考如何在教學中提升人工智能教師隊伍的整體

素養。

5.2" 完善服務管理，提供特色多樣課程

結合“雙減”政策要求，學校進一步完善課后服務管理流程，真正做到扁平化社團報名流程、高效率師生信息傳達、一站式課程反饋分享。智慧云創園建成以來，加入科技類社團的學生明顯增加，學生學習科技的熱情高漲。以2023學年第一學期為例，學校共計3 209名學生加入課后服務特色社團，科技創新類課程有24個，500余名學生在智慧云創園加入相關特色社團（有無人機、航模、機器人、STEM、科技模型、編程等多類課程）。

5.3" 師生協作，初步呈現育人效果

智慧云創園自落成啟用以來，輻射到周邊學校，已累計接待周邊學校師生參觀學習考察逾2 000人次，極大地帶動了周邊學校學生學習科技的熱情。本校學生在各類科技創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，四位學生榮獲一等獎，學校代表隊榮獲團體一等

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

6" 結束語

智慧特色教室建設的目的是為學生提供多樣化、個性化的學習體驗，促進學生全面發展，服務教師成長，為學校發展提質增效。應充分發揮現代教育裝備和人工智能等新技術的特點與優勢，實現教師之間的信息共享、經驗互補，讓更多的學生獲得優質教育資源，更好地推動教育改革和發展。

7" 參考文獻

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

[2] 教育部關于實施全國中小學教師信息技術應用能力提升工程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.