科創賦能成長：東莞松山湖橫瀝實驗學校人工智能教育 基地建設紀實

一、智能硬體設施，搭建創新教育平臺 学校深知硬件设施在人工智能教育中的基础支撑作用，因此在场地设施建设方面投入了大量的精力与资源。2019 年，学校精心打造了 400 平方米的创客空间，以 “开放、融合、创新” 为核心理念，彻底打破传统学习空间的束缚，为学科融合创造了良好的条件。这个充满科技感的创客空间以蓝色为主色调，象征着科技的深邃与无限可能，成为学校一道亮丽的风景线，也为学生们提供了一个激发创意、展现才华的实践舞台。 在此基础上，学校持续加大投入力度，陆续建设了科学实验室、科学探究室、电脑课室等一系列专业教学场所。这些设施配备齐全、功能完善，能够满足不同层次人工智能课程教学以及丰富多样的实践活动需求，为学生们接触和探索人工智能技术提供了坚实的物质保障。 2023 年，学校再次推出一项极具创新性的重磅举措 —— 建成了面积达 2900 平方米的太空农场。这一创新项目巧妙地将农业与科技有机结合，形成了以 “创客空间” 和 “太空农场” 为核心，搭配多个教育场域的创为 — 科创学习中心。太空农场不仅为学生提供了亲身体验农业生产与科技创新融合魅力的机会，更为 “科创 + 劳动” 课程体系的有效实施提供了强有力的实践支撑。在这里，学生们可以亲眼目睹人工智能技术如何应用于农业生产的各个环节，如智能灌溉系统根据土壤湿度和作物生长需求自动调节浇水量，智能环境监测设备实时收集并分析温度、湿度、光照等数据，为农作物生长创造最佳环境条件。通过参与这些实践活动，学生们能够更加直观、深入地理解人工智能技术在农业领域的实际应用，进一步激发他们对科学技术的探索热情。

二、引入前沿技術，構建智能教育生態 为了让学生能够接触到最前沿、最先进的人工智能技术，学校积极主动地引进各类先进的技术资源。2025 年，学校正式上线了 “横实超级大脑”，这一平台的出现彻底改变了学校的教学与学习模式。它同步部署至全校所有终端设备，无论是在教室的电脑上，还是学生和教师随身携带的移动设备中，都能随时随地便捷访问，真正实现了 “随时可问、随时可学、随处可学、随心可学” 的便捷学习愿景。 “横实超级大脑” 绝非仅仅是一个简单的大模型平台，它实际上是一个涵盖了学科教学、德育常规、教学教研、校园安全、心理健康等多个维度的综合性智能化生态系统。借助当今先进的大模型技术，该平台极大地提升了学生的学习效率和教师的工作效能。学校为每一位学生和教师都精心配备了专属账号，通过这个账号，他们可以免费访问包括 DeepSeek 在内的大模型应用。这些强大的工具为师生们的学习与教学活动提供了强大的技术支持，无论是解答复杂的学术问题，还是获取丰富的学习资料与教学素材，都变得轻而易举。 不仅如此，学校还上线了 AI 自习室，并同步更新了对话监督模块和学科资源。AI 自习室为学生提供了一个个性化的自主学习空间，学生可以在这里与智能学习系统进行互动交流，系统会根据学生的学习情况和需求提供精准的学习建议和指导。平台配备的后台监管功能也为教师的教学管理工作提供了有力支持，管理员或教师只需登录账号，便能详细查看学生的对话记录，从而及时、准确地了解学生的学习反馈情况。例如，教师可以通过分析学生与智能系统的对话内容，发现学生在某个知识点上存在的理解误区，进而有针对性地调整教学策略，为学生提供更加精准、个性化的指导，帮助学生更好地掌握知识，提升学习效果。 学校还制定了長期的技术发展规划，计划通过人脸识别验证、text2sql、RAG 等多项先进技术，为每个学生构建独一无二的个人知识库和全面的成长档案。这意味着未来学校能够根据学生与大模型间的问答记录、学生评价报告以及定制版班级优化大师的记录等多源数据，深入了解每个学生的学习特点、兴趣爱好和成长轨迹，为每位学生量身定制个性化的学习方案和发展路径，真正实现因材施教，助力学生充分挖掘自身潜力，实现全面、个性化的成长与发展。

三、打造多元課程，培養學生綜合素養 （一）構建全面課程體系的原則 依據廣東省中小學人工智慧課程指導綱要，學校人工智慧課程體系由專用人工智慧和通用人工智慧兩個板塊構成，結合校本特色，以跨學科專案式學習構建適配不同學段的AI課程體系。 在构建人工智能课程体系的过程中，学校始终坚守全面性、系统性、层次性和创新性四大原则。全面性体现在课程内容的丰富性和完整性上，涵盖了人工智能的基础知识、核心技术、实际应用以及创新实践等多个关键领域，旨在让学生对人工智能这一新兴学科形成全方位、多角度的深刻认识。 系统性则通过巧妙整合科学、数学、美术、信息技术、综合实践等多学科知识得以实现，打破了传统学科之间的壁垒，使各学科知识相互渗透、相互融合，形成一个有机统一的整体，让学生在学习过程中能够建立起跨学科的思维模式，培养综合运用多学科知识解决实际问题的能力。层次性要求学校充分考虑学生的年龄特点、认知水平和学习能力差异，精心设置不同层次的课程。从面向全体学生的基础普及课程，帮助学生初步了解人工智能的基本概念和操作方法，到为有一定基础和兴趣的学生开设的进阶提高课程，深入学习人工智能的核心技术和算法原理，再到针对学有余力、具有创新潜力的学生设计的拓展创新课程，鼓励学生开展自主探究和项目实践，将人工智能技术应用于实际问题的解决中，不同层次的课程满足了不同阶段、不同水平学生的多样化学习需求。创新性则体现在课程内容紧密跟随时代发展步伐，及时引入最新的人工智能技术和应用案例，让学生始终接触到行业前沿动态，激发学生的创新思维和实践能力，培养学生对新技术的敏锐感知和探索精神。

（二）豐富多樣的課程設置 1.基础普及课程，启蒙人工智能：学校将开源硬件课程教学作为全员普及性课程纳入小學高學段的信息科技课中。在这门课程中，教师通过生动有趣的教学方式，引导学生认识硬件控制的基本方法，深入了解生活中常见硬件设备的工作原理和运行流程。例如，教师会以智能灯光控制系统为例，向学生详细讲解传感器如何感知环境光线强度，控制器如何根据传感器数据控制灯光的亮度和开关，让学生明白硬件之间的协同工作机制。学生们借助测控板教具，亲自动手进行模拟编程和实际应用操作，将理论知识转化为实践技能。通过这门课程的学习，学生们初步掌握了人工智能的基础知识和基本技能，为后续更深入的学习奠定了坚实的基础，如同为他们打开了一扇通往人工智能世界的大门。

2.校本特色课程，深化 AI 理解：基于对人工智能教育理念的深刻理解以及对国家学生发展核心素养的精准把握，学校开发了一系列具有鲜明校本特色的人工智能课程。其中，學校的人工智能校本读物《光影劇場》的编写成功堪称学校课程开发工作的一项重要里程碑。这本读物以通俗易懂、生动有趣的语言，结合丰富的案例和实际应用场景，深入浅出地介绍了人工智能的发展历程、核心技术、应用领域以及对社会生活的深远影响。除了教材编写，学校还围绕校本特色课程组织了丰富多彩的教学活动，如邀请人工智能领域的专家学者举办专题讲座，组织学生开展小组讨论和项目式学习等。通过这些课程和活动，学生们能够更加深入地了解人工智能的魅力和广阔的应用前景，培养了对人工智能的浓厚兴趣和探索欲望。

3.“人工智能 +” 创客课程，激发创新创造：为了进一步激发学生的创新创造潜能，学校开设了 “人工智能 +” 创客课程。该课程以项目式学习为主要教学方式，鼓励学生充分发挥自己的想象力和创造力，将人工智能技术与创意设计紧密结合。在课程实施过程中，学生们以小组为单位，自主选择感兴趣的项目主题，如设计智能机器人、构建智能家居系统、开发智能环保监测设备等。每个小组的成员根据各自的特长和兴趣进行明确分工，有的负责项目方案设计，有的负责硬件搭建，有的负责软件编程，有的负责测试与优化。在完成项目的过程中，学生们需要综合运用所学的人工智能知识和技能，不断尝试新的方法和思路，解决遇到的各种问题。例如，在设计智能机器人的过程中，学生们需要学习机器人的结构设计、运动控制算法、图像识别技术等知识，并将这些知识应用到实际的机器人制作中。通过这样的项目实践，学生们不仅提升了对人工智能技术的应用能力，更培养了团队协作精神、创新思维能力和解决实际问题的能力，真正做到了学以致用，将理论知识转化为实际的创新成果。

4.STEM 创意课程，培养跨学科思维：学校的 STEM 创意课程以培养学生的跨学科思维和解决实际问题的能力为核心目标，有机整合了科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）等多学科知识。在课程中，学生们围绕各种与人工智能密切相关的主题开展丰富多彩的探究式学习和实践活动。以 “智能环保监测系统” 项目为例，学生们首先需要运用科学知识深入了解环境污染的监测原理和方法，掌握各种污染物的检测指标和相关科学知识；接着，运用技术手段选择合适的传感器和硬件设备，搭建起能够实时监测环境数据的硬件系统；然后，运用工程思维对整个监测系统进行系统架构设计，考虑如何将各个硬件模块有机组合，实现数据的采集、传输和处理；最后，运用数学方法对采集到的大量环境数据进行分析和处理，通过建立数学模型来评估环境污染状况，并预测环境变化趋势。通过参与这样的项目实践，学生们学会了从不同学科的角度思考和解决问题，打破了学科界限，培养了综合运用多学科知识解决复杂实际问题的能力，同时也增强了对环境保护的责任感和使命感，提升了创新能力和实践能力。

5.跨学科项目化课程，提升综合能力：跨学科项目化课程是学校人工智能课程体系中的一大特色亮点。学校以人工智能为核心，精心组织学生开展跨学科的项目式学习活动。在 “智能校园设计” 项目中，学生们需要综合运用语文、数学、科学、信息技术、美术等多学科知识，从校园的智能化需求分析入手，深入了解师生在校园生活中的各种实际需求，如校园安全管理、教学资源优化配置、校园环境智能监测等；然后，运用数学知识进行数据统计和分析，为需求评估提供量化依据；运用科学知识研究智能设备的工作原理和技术可行性；运用信息技术知识进行系统设计和编程实现；运用美术知识进行界面设计和视觉效果优化。从项目方案设计、模型制作到最终的展示汇报，学生们全程深度参与，在实践过程中学会了从不同学科的视角去思考问题，综合运用各学科知识和技能解决实际问题，有效提高了综合运用知识的能力。同时，在项目实施过程中，学生们需要进行小组协作，共同完成各项任务，这也培养了他们的团队合作精神、沟通能力和创新精神，让学生在实践中得到全面的锻炼和提升。

四、創新教學方法，提升教育教學品質 （一）創新教學方法的實踐 1.项目式学习，驱动知识应用：学校在人工智能教学中广泛采用项目式学习方法，将课程内容巧妙地分解为一个个具体、生动且具有实际意义的项目任务，让学生在完成项目的过程中主动探索、学习和应用知识。以 “智能交通系统设计” 项目为例，学生们需要自行组建项目团队，根据各自的特长和兴趣明确分工，如有的学生负责项目调研，了解当前城市交通面临的问题和需求；有的学生负责方案设计，运用所学的人工智能知识设计智能交通系统的架构和运行模式；有的学生负责编程实现，将设计方案转化为可运行的程序代码；有的学生负责测试与优化，对系统进行全面测试，发现并解决存在的问题，不断优化系统性能。在整个项目实施过程中，学生们需要通过调研、设计、编程、测试等多个环节，亲身体验一个完整的工程项目开发流程。通过完成这样的项目，学生们不仅深入学习了人工智能在交通领域的应用知识，掌握了相关技术和技能，更锻炼了团队协作能力、问题解决能力和创新思维能力，学会了如何将所学知识灵活应用于实际问题的解决中，真正实现了从 “学知识” 到 “用知识” 的转变。

2.探究式学习，培养自主探索精神：探究式学习是学校鼓励学生自主发现问题、提出假设、进行探究并得出结论的一种重要学习方式。在人工智能课程教学中，教师常常会设置一些具有启发性和挑战性的问题，引导学生积极主动地进行探究。在学习图像识别技术时，教师提出了 “如何让计算机准确识别不同种类的植物” 这一富有探索性的问题。学生们在接到问题后，首先通过查阅大量的资料，了解图像识别技术的基本原理和相关算法；然后，根据所学知识设计实验方案，到學校太空農場选择合适的植物样本进行数据采集和标注；接着，运用编程工具实现图像识别算法，并对实验结果进行分析和评估；最后，根据实验结果不断调整和优化算法，直到达到满意的识别准确率。在这个过程中，学生们充分发挥主观能动性，自主探索解决问题的方法，不仅学到了图像识别技术的相关知识和技能，更培养了自主学习能力、科学探究精神和创新思维能力，学会了如何在面对未知问题时，运用科学的方法去探索和解决。這個專案在實踐的基礎上，依託"太空農場+創客空間”雙基地，將人工智慧技術與勞動教育相結合，融合科學、勞動、資訊科技等多學科，師生共同設計出“種子-萌芽-成長-結果"四個單元的進階式跨學科探究式校本課程，命名為《幼苗到棟樑——成長的力量》，並在第四屆東莞市中小學未來課程設計大賽中獲得一等獎。