蠶的一生要經(jīng)歷幾次形態(tài)的變化？熟蠶吐絲結(jié)繭后，一粒繭能繅出多長的絲？在電子科技大學(xué)附屬實驗小學(xué)(下文簡稱“電子科大附小”)，人工智能教育在解決這類問題中得以完成。
“人工智能對小學(xué)生來說太抽象，課程教學(xué)要和孩子們身邊的事物和具體問題產(chǎn)生連接�！� 學(xué)�？茖W(xué)教育課程中心主任汪凌說。
“來學(xué)校太晚的人”
電子科大附小位于四川成都，由成華區(qū)人民政府和電子科技大學(xué)于2006年合作共建。
學(xué)校建校不足20年，卻早已聲名遠(yuǎn)播�！靶聦W(xué)堂”改革經(jīng)驗被四川省衛(wèi)生健康委員會、四川省教育廳還聯(lián)合發(fā)文在全省推廣，成為首批全國教育教學(xué)改革實驗校。學(xué)校牽頭組建的“全國新學(xué)堂聯(lián)盟學(xué)�！币演椛淙珖�100余所學(xué)校，多項教育教學(xué)改革，引發(fā)了廣泛關(guān)注。
贊譽紛至，但黨委書記康永邦仍有心頭之困：作為“985”高校附屬學(xué)校，電子科大附小“科技味兒”不足。2021年，汪凌的加入成為“破局”關(guān)鍵。
構(gòu)建學(xué)�？茖W(xué)教育“136”體系， 組建由27人位專職科學(xué)與信息科技教師組成的STEM教育團(tuán)隊和人工智能團(tuán)隊，學(xué)生科創(chuàng)獲獎人數(shù)從每年不足百人躍升至 2024 年的 900 余人，4年耕耘之下，“科學(xué)教育”成了電子科大附小的“金字招牌”。汪凌也成了黨委書記口中“來學(xué)校太晚的人”。
用AI解決真實問題
從事科學(xué)教育21年來，汪凌的學(xué)科教育理念始終圍繞 “解決真實問題” 展開。入職電子科大附小后，她敏銳捕捉到校園里的獨特資源 ——193 種植物、200 多棵果樹構(gòu)成的 “植物園”。
“為什么不把 AI 課程變成解決校園實際問題的實踐場？”
帶著這樣的思考，她組建了最初由 10 名信息科技教師構(gòu)成的人工智能教研團(tuán)隊，逐步拓展到包含 17 名科學(xué)教師的 27 人團(tuán)隊，形成 “科學(xué)+信息”的跨學(xué)科師資結(jié)構(gòu)。
汪凌帶領(lǐng)團(tuán)隊將國家課程校本化。在人工智能課程中，他們依托科大訊飛小飛機器人、未來派等教具，帶領(lǐng)學(xué)生用計算機視覺技術(shù)識別校園果蔬，設(shè)計果蔬運送機器人。
“教師必須先成為學(xué)習(xí)者�！�
汪凌認(rèn)為，先有教師創(chuàng)課，才有創(chuàng)新教學(xué)；有了創(chuàng)新教學(xué)，才有學(xué)生創(chuàng)造。她帶領(lǐng)團(tuán)隊成員拆解AI 教具、發(fā)掘問題并開發(fā)課程。
學(xué)生站在樹下看成熟的果子，這樣的課間日常觸發(fā)了“制作智能計數(shù)摘果器”課程的開發(fā)。從想摘果子，到吃到果子，汪凌和團(tuán)隊帶著孩子們動腦思考、設(shè)計方案、動手實踐，在不斷失敗和持續(xù)調(diào)整中達(dá)成目標(biāo)。
電子科大附小的科學(xué)教育課程總是帶著學(xué)生用AI解決最“接地氣”的實際問題，讓學(xué)生在創(chuàng)造中成長。
“當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn) AI 能幫食堂運送蔬菜，能通過編程讓機器人避開障礙物，抽象的算法就變成了看得見的解決方案�！� 汪凌介紹，這類項目融合了數(shù)學(xué)測量、結(jié)構(gòu)工程、編程邏輯等多學(xué)科知識，讓學(xué)生在 “做項目” 中自然發(fā)展素養(yǎng)。
打造跨學(xué)科教育支點
見到汪凌的時候，她剛帶著學(xué)生曬完油菜籽。種植、收割、取籽、晾曬、榨油....。。她帶著團(tuán)隊和學(xué)生全程參與。
多少菜籽可以榨一斤油？怎樣計算油菜的出油率？再對比花生、芝麻其他作物的出油率高低。
汪凌看來，這個歷時數(shù)月的課程不僅是勞動課、更不止是科學(xué)課，要在解決這個問題需要調(diào)用多學(xué)科知識。
“技術(shù)這么發(fā)達(dá)，我們的人工智能教具能幫助孩子們將創(chuàng)意變成現(xiàn)實，教學(xué)完全不需要局限在條條框框里�！�
為了解決音樂教學(xué)中教、學(xué)、評脫節(jié)的難題，汪凌和團(tuán)隊成員帶著學(xué)生依托小飛機器人，利用星火大模型開發(fā) “音樂小導(dǎo)師”，實時測評學(xué)生音準(zhǔn)節(jié)奏。
目前，在電子科大附小，跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)項目有100多個。在汪凌的推動下，人工智能不再局限于信息技術(shù)課或是創(chuàng)新教育課，而是成為撬動各學(xué)科變革的支點。
科創(chuàng)獲獎學(xué)生數(shù)從不足百人躍升至900 余人，數(shù)字增長是斐然的教學(xué)成果，但卻遠(yuǎn)不足以概括學(xué)�？茖W(xué)教育成果。
“有學(xué)生發(fā)現(xiàn)教材中人體呼出氣體成分?jǐn)?shù)據(jù)與實驗不符，我們就以此為主題展開研究，這比記住標(biāo)準(zhǔn)答案更有價值�！� 她鼓勵學(xué)生在實踐中習(xí)得知識。“讓學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，在創(chuàng)造中長大，這才是科學(xué)教育的價值所在�！�
科學(xué)教育更要注重公平
為解決不同能力基礎(chǔ)學(xué)生參與度的問題，他們提出“分層任務(wù)設(shè)計法”：如在“計算機視覺識別” 課程中，基礎(chǔ)任務(wù)讓學(xué)生用 AI 識別水果種類，進(jìn)階任務(wù)則要求編程實現(xiàn) “果實成熟度分類”。這種因材施教的方式，讓不同層次的學(xué)生都能在小組中找到參與感和獲得感。
“教學(xué)過程中要保護(hù)孩子們的學(xué)習(xí)興趣和信心，他們或許就是未來的科學(xué)家，很多科學(xué)家的科研興趣都源自青少年時期的興趣�！�
公平參與，不僅僅是在不同基礎(chǔ)的學(xué)生之間，更在不同區(qū)域之間。汪凌希望所有孩子在青少年階段都可以參與科學(xué)教育，在心里埋下創(chuàng)新的種子和科學(xué)精神。
在她看來，較其他學(xué)科來說，小學(xué)科學(xué)教育面臨更突出的公平考驗。作為成都市成華區(qū)科學(xué)工作室主持人、學(xué)科帶頭人，汪凌積極參與黔東南、甘孜、巴中、樂山、宜賓、廣元、廣安等市州作科學(xué)骨干教師培訓(xùn)并執(zhí)教示范課。此外，汪凌還被聘為寧夏青銅峽第六小學(xué)科學(xué)副校長。
小學(xué)科學(xué)教育專任教師短缺現(xiàn)象普遍，汪凌認(rèn)為技術(shù)發(fā)展會在很大程度上加速問題的解決。
“國家智慧教育平臺‘用AI’模塊上載了央館AI科學(xué)實驗、星火教師助手等工具資源，數(shù)字備課、數(shù)字設(shè)計、AI實驗等等，這些都是我們極好的備課資源�！�
此外，汪凌還關(guān)注到2025年世界數(shù)字教育大會期間中國教育科研院發(fā)布的中小學(xué)科學(xué)教育智能導(dǎo)師原型。對此，她信心滿懷。
而這樣的信心來自智能體的實際應(yīng)用。在最新開發(fā)的恐龍課程中，汪凌和團(tuán)隊將古生物學(xué)家智能體引入課程，授課效果遠(yuǎn)超預(yù)期�！懊總�孩子都可以跟古生物學(xué)家智能體對話、提問，智能體可以解答各式各樣的問題。這些問題很多是我們老師無法給出專業(yè)答案的。那節(jié)課學(xué)生特別興奮、每個人都很投入，甚至舍不得下課�！�
AI賦能教育，具象于人的成長。
在電子科大附小的校園里，人工智能不再是懸浮的抽象概念。它化身成回答每個孩子疑問的AI老師、識別果實的“眼睛”、運送蔬菜的“手臂”、輔助歌唱的“耳朵”，甚至跨越時空，成為與孩子們暢談遠(yuǎn)古生命的“古生物學(xué)家”......
