中小学智能创新实验室建设的实践研究

文广州市荔湾区教育装备和校产管理中心 周瑞贤

近年伴随互联网和大数据信息技术的普及，开展教育与人工工智能相结合已成为教育发展的潮流，《新一代人工智能的发展规划》明确表示，要完善推进实验教学，编程教学，实体教学和人工智能以及社会实践相结合。要不断积极创新教学手段和教学方式，将传统教学手段与现代科技工具和现代教育手段相结合，切实增强人工智能教育的可行性，智能性和趣味性，更好地提高教育效果。智能创新实验室的产生和运用，对于培养学生的实践操作能力和独立思考能力都有帮助和提升。

一、中小学智能创新实验室的类型与区域布局

1.中小学智能创新实验室的类型

智能创新实验室至今没有统一的分类，类型可以覆盖中小学所有学科的探究课程，传统课程有物化生、地理音乐等更加细致，新型课程如生命技术、工程建造、经济金融等也有了深入发展。由于创新实验室涉及的课程较多，因此根据课程内容有具体的分类，具体有学科智能创新实验室、创客创新实验室、职业体验类实验室、传统文化创新实验室四大类。

2.中小学智能创新实验室的环境布局

学校根据课程的设置，自主地设计智能创新实验室的区域。实验室大体包含几个功能区域:展示区、教学及创造区、活动交流区和器材区。各个区域还可以进行细化布置，总之为了满足学生个性化学习需求，带动学生浓厚学习兴趣，提升学生实战项目经验和学习效率为目的。

二、中小学智能创新实验室的建设总框架

中小学智能创新实验室需要学校从自身的实际出发，谋篇布局，分步建设。概括起来就是“121建设模式”，即一个目标，两个规划和一个保障。具体来说就是学校根据育人目标首先定位智能创新实验室的类型及特点，然后从软件和硬件方面去细化实验室的建设布局，使富有学校特色的智能创新实验室具象化。最后还要规划好智能实验室的运行保障机制，为智能实验室的建设落地及运行提供最有力的保障。

三、中小学智能创新实验室的构建框架

1.育人目标定位是智能创新实验室的建设目标与功能

在调研中，发现区域内一些学校现有的创新实验室脱离了学校的教学目标和教学理念，形式化现象严重。一些学校为了提高学校办学的先进性，“为了创新而创新”，大搞突击式的创新实验室建设，实施方案主要来源于一些智能化设备企业的包干，并没有去论证实验室运行效能及可持续发展。学校在建设智能创新实验室前要根据学校的地域特色、办学理念，现有办学基础以及师资力量储备去综合统筹教育方法及教学目标，促进智能创新实验室更加符合现阶段教学目标，更加促进学校的教学理念，成为学校改革创新教育方式的强大推手。

2.课程体系是智能创新实验室建设的灵魂因素

深入建设智能创新实验室是学校的灵魂所在，应在综合考量优秀传统、教学目标、地域特色、现有资源等地基础上，设立完整创新实践探究课程体系。课程设计以实施创新教育为理念，以多样化和可选择性为特点，开设基础型、拓展型、实践型、研究型等类型的课程，以及开展实践、探究、创新活动的实验教学体系，可以是“老实验、老仪器、新技术”，可以是“老实验、新仪器、新探究”，还可以是“新实验、新仪器、新技术”。同时，随着智能创新实验室建设的不断完善、不断丰富及调整课程设置，成为新课程开放的样本，创出学校的特色。

3.师资团队是智能创新实验室可持续发展的不竭动力

师资队伍的建设是促进创新实验室持续发展、不断创新的关键因素。学校可进行师资引进，也可充分挖掘和培育任职教师的能力和特长，选择专业素养高、综合能力强、个人素质好的教师组成教师队伍，打造优质的师资团队。同时，针对智能创新实验室的某时期课程的发展变化，学校可以充分利用社会资源，通过购买服务等手段，聘请社会上专业的师资团队助力实验室教学，不断满足智能创新实验室发展的需要。

4.先进智能装备的配置是智能创新实验室建设的核心模块

智能装备的配置要进行科学论证。智能创新实验室以引导学生为主要手段，以培养学生学习兴趣、激发学生潜能、更高效的开展教学为主要目标，是现阶段教育领域为中小学搭建起的综合性平台。智能创新实验室以进行实验为内核，以创新为灵魂，借助智能装备技术，通过为学生营造创新教育环境、切实促进广大学生创新精神和实践能力的培养。应建立新产品、新技术进入智能创新实验室的科学论证机制。根据学校的建筑格局、实验室内外部环境、课程需求等因素综合考虑实验室具有个性化的智能设备配置。同时也要关注到仪器是否具备合理的投资成效。设备的投资和选用应该综合考虑实用性、全面性、科学性、普适性等等，选择性价比最高的设备。充分挖掘智能仪器设备的“助学”功能，丰富课程内涵，让装备成为真正的课程资源。

智能装备的配置的原则。一方面，智能创新实验室按照一定的原则和标准进行装备配置，首先，符合教学内容，符合学生的认知特点与身心特征，能满足课程实施的需求。设施设备具有安全性、学科兼容性、实践操作性、科学性，应注重教育教学与现代技术的有机结合，满足探究课程的生成，满足不同年级、层次学生发展的需求。另一方面，智能仪器设备配置，应选择应用广泛、功能齐全、发展前景较好的设备，可以选择3D打印、VR、光墨打印、数字化、适当融入互联网因素等。能出现“配备即过时”的现象，要充分考虑智能设备的发展前景与使用效能，在较长时期，均能较好地运行。

5.运行机制是智能创新实验室建设落地及可持续发展的有力保障

在建立智能创新实验室的前期，应规划好保障实验室运行的长效机制，包括管理制度、培训制度、发展规划及经费保障等四大方面。管理制度应包括管理体系、组织体系、安全监管机制、仪器配备及使用制度等；培训制度应包括定期培训管理、人才管理、培育经费预算等；发展规划包括智能创新实验室发展目标及远景规划；经费保障是对各个制度经费的合理预算，应对实验室运行提供有力的经费保障。应加快成立建设智能创新领导小组，对实验室的内部管理全权负责，为智能实验室的顺利运行保驾护航。