青岛崂山第二实验小学：探索人工智能教育的“二小模式”

刘增辉

对于小学而言，关注点不是抓眼球、追时髦，实现技术的提升与突破;而是要理解人工智能等新技术的意义，学会用新技术的思维方式，将教育与新技术融合，帮助孩子掌握打开时代窗户的能力，跟上时代的脚步。

关键词 人工智能教育 STEAM教育 实践基地 小学生综合素养评价系统

以人工智能为代表的新一代信息技术的飞速发展，给教育带来了深刻的改变。智慧教育尤其是人工智能教育如何在小学开展，是当前我国教育信息化面临的一个难题。

建校于2013年的青岛崂山第二实验小学，一直注重以信息技术赋能教育。8年来，在青岛市教育局、崂山区教育和体育局的指导下，学校以“生活教育”为引领，以科技创新为抓手，将人工智能等新技术、新理念融于学校管理、教育教学等各方面，使学校面貌焕然一新，走出了一条具有鲜明特色的人工智能小学教育之路。

试水：打造机器人科创文化

“从建校之初，我们就在考虑建一所什么样的学校。我们认为，每个时代有每个时代的要求，我们的教育也要符合时代的特点，学校要成为有时代气息的学校。”实验二小副校长林先锋表示，当前，人工智能、大数据等新技术发展让人目不暇接，对于小学而言，关注点不是抓眼球、追时髦，实现技术的提升与突破;而是要理解人工智能等新技术的意义，学会用新技术的思维方式，将教育与新技术融合，帮助孩子掌握打开时代窗户的能力，跟上时代的脚步。对新技术如何赋能教育，学校有着明确的思路。“实验二小的目标是培养会生活、有情趣、敢担当、能创造，具有远大理想与目标，能够脚踏实地做好每一件小事，拥有人文气质、山海品格的现代小学生。我们要充分运用新技术，让学生站在时代前沿，具有综合素质，具备创新思维、融合思维、数据思维，为我们的培养目标服务。所以小学人工智能教育不是该不该搞的问题，而是如何做的问题。”

早在2014年，实验二小就建立了机器人团队。自组建以来，团队屡获大奖：蝉联三届FLL（乐高）项目山东省冠军、连续四届获得VEX亚洲锦标赛金奖。2017年，第十届VEX世界锦标赛在美国·路易斯维尔开赛，全球1400多支队伍参加。实验二小团队一路斩关夺隘，最终脱颖而出，获得VEX IQ项目总冠军，2018年再次捧回总冠军奖杯。

从2017年开始，实验二小机器人团队由竞技向创客转型。学校借助“核心单片机”技术和成熟的机器人搭建能力，组建了机器人创客团队，开展机器人创客活动。学生通过单片机、编程和搭建技术的学习，发挥团体协作能力，实现了初级机器人的开发能力。2018年，团队自主研发的“智能课代表”机器人走进了第三届全国教育成果展。

机器人团队从竞技到创客，是学校创新发展的一个缩影，也是人工智能教育从陌生走向成熟的标志。从精英教育走向普适教育，从竞赛走向创新，二小机器人科创文化正在形成。

让技术助力“生活教育”

实验二小秉承“让生活走进学校、让教育回归生活”的办学理念，以“生活教育”为引领，借助人工智能等新技术，构建起了泛在的数字化学习环境和育人环境。

在实验二小，“四时田园”太空种植基地很有名气。这是一个高科技菜园，用来支撑STEAM社团研究和课程建设。学校将物联网技术融入菜园中，打造出了现代物联网农业种植雏形。遍布于菜园各个区域的各种传感器，实现了对菜园的信息采集、实时监测。将原本用来种植蔬菜的田园与互联网相连接，进行信息交换和通讯，可以智能化识别、监控和管理菜园。通过后台数据平台，分析植物的各项数据指标，用大数据分析支撑种植实践活动。该基地已成为崂山区首个STEAM教育实践基地。

“四时田园”提升了学生们的科学素养。学生在社团活动中，将太空种子与普通种子种植进行对比试验，观察记录和总结，实现将普通农业与太空育种的有机结合。学生将社团中学到的知识，在基地中加以运用，促进了产学研用一体化。学生结合“四时田园”中的环境改造、环境监测，可探索支撑“互联网+”种植的新创意。如今，“四时田园”已成为学生创客社团、宇宙探秘社团、组培社团开展创新实践活动的主阵地。

为保证创客活动的开展，学校还设计了近300平方米的创客专用实验室，划分为科技展览区、学习活动区、竞赛训练区、准备工作间等不同功能区域。实验室的硬件建设包括建设创客活动所需的空间、基础设施、活动用具等。软件建设包括打造创客课程，引入校外先进技术、优质课程资源等。现在，学校又不断增加人工智能元素，将孩子们创客产品在创客空间中实景应用，增强了科技体验感。

学校积极尝试VR编程技术同教育的深度融合，增强学生体验，实现浸润式学习。原有的农耕博物馆仅有80平方米，展示能力、学习资源有限。学校利用VR技术，建立了虚拟博物馆，以农耕历史的发展为脉络，将从古至今的农耕工具、技术和知识全面呈现，学生们戴上VR眼镜，就可以体验身临其境的学习。VR的难点在于资源的开发，学科又引入XR-MAKER VR编程软件平台，用孩子们创作的VR作品弥补资源的不足，既达到了学以致用的目的，又解决了VR使用率不高的难题。

“数字画像”促进学生个性化成长

随着学校规模的扩大，在校人数的增多，实验二小急需学生个体的数字画像，以促进学生个性化成长;急需班级、年级学生群体数字画像，满足教师实施高效课堂的需求;急需全校学生群体数字画像，满足学校教育改革、课程建设以及教育决策的需求。为此，在2015年，实验二小创造性地开展了“基于大数据的小学生综合素养评价系统”的研发与实践。2017年7月成功立项为教育部“十三五”重点规划课题。这是到目前为止青岛市唯一一所小学的研究项目被列入教育部重点课题，现在已经结题。

该系统的技术构思是，引入先进的信息技术，通过可穿戴设备，以手机、平板电脑、电脑为客户端，开发相应的软件，建立科学的“小学生综合素养评价体系”。通过多元评价，全面采集、存储、传递、匯总学生学习生活过程的数据信息，并对评价数据进行挖掘和分析，突出评价的激励与调控功能，促进学生综合素养不断发展。

该系统围绕实验二小育人目标，确立了“四大关键素养”，构建了基于“十二项美德”的学校育人目标体系的结构框架，同时将“十二项美德”显性化为学生发展的“十六种表现”，依据各个表现的特点，分别设定了总目标和低、中、高三个学段的分目标及其表现，并分年级搜集整理具有代表性的评价指标和素养采集点，从而形成了“小学生综合素养评价指标体系”。

科学评价使因材施教成为可能。通过软件设定，系统智慧分析学生个体数据，学生就知道自己擅长什么、今后努力的目标是什么，使学生不断认识自我、发现自我、完善自我。学校和家长也可以有针对性地调整每一位学生的教育行为，进行个性化指导，促进学生个性化成长。

智能延展分析可助力学生未来发展。学生小学阶段结束后，系统就形成每个学生自身发展的数据资源包。资源包包括学生在生活能力、情趣修养、责任担当、学习创造等方面的表现，以及心理、性格、思维方式的特征。这为学生家长、学校以及社会提供了科学的数据分析，对学生今后的学习生涯、职业生涯具有很大指导意义，可帮助学生成长为未来社会需要的具有竞争力的人才。

学校根据系统描绘的学生群体“数字画像”，制定学校发展规划，有侧重地开展教师职业素养培训，明确每学年学校的重点工作，筹划每学期的学生活动。这就为学校管理提供了有力抓手，使教学改革有了可视化数据支撑。

青岛创建“智慧教育示范区”推动着实验二小人工智能教育大踏步前行。学校已入选青岛市人工智能教育试点校，一至三年级已开设人工智能体验课程，四年级以上开设了包括“VR编程”在内的课程。

实验二小人工智能教育的成果为外界瞩目，学校已成为山东大学人工智能人才培训基地、北京航空航天大学人工智能研究生实践基地、中国航空航天集团教育联盟学校。

“我们的探索只是一个开始，人工智能教育要真正落地还需要实践、总结，再实践、再总结。我们所做的一切都是为了孩子的成长，是为了立德树人。我相信，技术与教育的深入融合，将促使我们的培养目标更好更快地实现。”林先锋说。