智能博物项目：浙江省学生信息素养提升的AI实践

摘" 要：在人工智能技术迅猛发展的背景下，人工智能在教育领域的融合与应用已成为推动教育创新的关键力量。以智能博物项目为案例，聚焦培养学生的问题解决能力，通过项目化学习，深入探讨人工智能技术在教学中的实践路径，以期为智能博物项目的全面实施提供参考和借鉴。

关键词：浙江省；智能博物项目；人工智能；信息素养；数字素养

文章编号：1671-489X（2025）01-000-03

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2025.01.00

0" 引言

2022年4月，教育部发布《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）。新课标突出人工智能（AI）作为逻辑主线的地位，这与《新一代人工智能发展规划》中指出的“在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育”的要求一致，“建设人工智能学科”可作为高中阶段进一步实施深层次教育的基础，形成我国人工智能人才培养的高地[1]。

2024年，智能博物项目正式成为浙江省学生信息素养提升实践活动的亮点赛事。浙江省教育技术中心按照教育部教育技术与资源发展中心（中央电化教育馆）智能博物项目的总体要求组织相关人员开展任务书的研制工作，研制时依据浙江科技创新教育的发展水平，立足学生核心素养发展，分学段拟定任务要求。笔者作为活动组织者和任务书研制的核心专家参与项目的整体设计，从项目的初步设计到落地实施，始终聚焦学生问题解决能力的培养。本次活动以人工智能基础知识为载体，结合信息科技学科教材，强调人工智能技术应用的合理性、丰富性和创新性，以真实问题为驱动开展项目化学习，旨在培养学生的跨学科整合能力和创新思维。

1" 项目设计与实施路径

浙江省智能博物项目以茶文化为切入点，引导学生在主动探寻茶文化独特魅力并感受浙江深厚底蕴的同时，思考如何将人工智能技术融入茶文化。项目通过跨学科、项目化的学习方式，让学生在解决问题的过程中提升信息素养和创新能力。下面结合本次活动相关任务的实现与创新，对项目做一个梳理，以期为智能博物项目的全面实施提供借鉴。

1.1" 项目设计：传承传统文化，融合人工智能教育

在2018年8月召开的全国宣传思想工作会议上，习近平总书记强调：“中华优秀传统文化是中华民族的文化根脉，其蕴含的思想观念、人文精神、道德规范，不仅是我们中国人思想和精神的内核，对解决人类问题也有重要价值。”人工智能应用场景的不断拓展，促进了传统文化的创造性转化、创新性发展。近年来，随着科技的发展，人工智能技术在农业领域尤其是茶叶种植、加工和品鉴方面展现出巨大潜力。一片小小的茶叶，蕴含着悠久的文化。浙江省茶文化底蕴深厚，拥有众多非遗技艺传承，西湖龙井、安吉白茶等的制作技艺都凝聚着世代匠人的智慧与匠心。尝试将人工智能技术（如机器学习和大数据分析）用于实现茶文化的智能化采集、精准分析和个性化服务，不仅能提升技术的实际价值，也能有效地促进这一传统文化的传承与发展。

2024年度浙江省智能博物项目以茶文化为切入点，将主题设置为“茶文化AI之旅”，希望学生在活动准备阶段沿着“踏茶寻香游浙江”的脉络，感受茶农的辛勤劳作与丰收的喜悦，见证制茶工艺的精湛与独特，开启一场融合文化与艺术的深度探索之旅。在这个旅程中，学生将不再是旁观者，而是参与者，他们将通过跨学科和项目化的学习方式，深入挖掘茶的历史文化底蕴，探寻茶与传统文化之间的深厚联系，感受茶文化的博大精深。

1.2" 实施路径：强化学科实践，打造多渠道实施模式

智能博物项目旨在通过人工智能课程的学习及深入思考，由学生结合人工智能技术的基本原理，通过程序编写和手工搭建，设计并实现一款能听会说、能看会认、能理解会思考的智能系统。因此，在项目实施过程中需要以人工智能技术为工具，强化学生的学科实践能力，同时培养对传统文化的理解和尊重。通过实践研究，就如何开展智能博物项目形成可操作的范例。

1.2.1" 对接课程标准，开展基础教学

新课标依据核心素养和学段目标，根据学生的认知特点，设置六条逻辑主线、九个内容模块，形成立体、丰富的课程内容体系。人工智能既是六条逻辑主线之一，也是内容模块之一“人工智能与智慧社会”中的关键词。作为模块的人工智能主要体现于部分年级中，而作为逻辑主线的人工智能则贯穿整个义务教育阶段课程。根据新课标的要求，项目在实施过程中注重与课程标准的对接。通过基础教学，学生掌握了人工智能技术的基本原理和相关知识，为后续的项目实践奠定坚实的基础。

本次活动设置基于“茶文化AI之旅”主题情境的三个基础任务，分别是“寻找制茶匠人”“探寻浙江茗茶”“了解制茶技艺”，引导学生经历原理运用过程、计算思维过程和数字化工具应用过程，建构知识，提升问题解决能力，让学生在合理选用语音合成、语音识别、人脸识别、物体识别、场景识别、机器翻译、人机对话等技能解决实际问题的过程中，体会这些应用给学习和生活带来的便利，感受人工智能技术对人类社会的深刻影响[2]。学校在开展活动时可以结合信息科技教材中“人工智能语音和图像识别技术”“人工智能中的算法”“机器学习”“智能创意”等教学内容开展实践。

以“寻找制茶匠人”任务为例，学生需要根据公布的制茶匠人人脸卡片和对应的制茶人信息，将多名制茶匠人人脸信息全部注册录入系统，组成人脸信息库；通过传感器检测触发系统启动人脸检索，由系统识别人脸卡片后显示并播报指定内容。例如，系统在识别人脸作品后能正确显示或播报：“这是陈先生，了解安吉白茶制作技艺。”

以“探寻浙江茗茶”任务为例，学生需要按照现场公布的浙江茗茶表中某种茗茶“茶叶特征”“茶叶产地”“茶乡风景”其中一项内容，通过人机对话形式让机器用不同语言回答指定问题并显示在屏幕上。这就需要启动语音转写并判断转写结果是否包含指定问题的关键词，然后启动机器翻译，完成显示与播报。

以“了解制茶技艺”任务为例，学生需要根据现场公布的某几种茗茶以及写有制茶技艺的词语卡片，如摊放、杀青、团法等，判断播报的是哪种茶的制作技艺。学生需要创建并训练一个文本分类模型，系统智能识别语音命令词完成文字识别，并根据模型的分类结果判断分类，自动完成显示与播报任务。

学生在参与以上三个基础任务的过程中，利用了语音合成、人脸注册、人脸检索、语音识别、机器翻译、文字识别、文本训练模型等基本的AI技能，而教学活动则围绕相关任务主题开展实践探究，并引导学生对比不同的人工智能应用场景，理解语音识别、语音合成和图像识别的基本过程与原理。

1.2.2" 跨学科整合，强化实践能力

在人工智能教育的实施过程中，要不断唤醒、培养和提高学生的创新意识，在跨学科、综合性的人工智能范畴内，在人的智能范围内进行开发、创造，改善和优化人类生存环境，提高生活效率和质量[3]。跨学科项目化学习强调多学科的交叉融合，智能博物项目鼓励学生将人工智能技术与其他学科相结合，让学生在真实场景中运用多学科知识解决问题，培养设计思维、计算思维和迭代思维。

1）探究真实性问题。本次活动的创意任务以真实有效的问题情境为背景，涉及人工智能支持下的茶园管理、制茶产业、茶文化传承、茶叶品鉴等方面。

2）融合多学科知识。活动要求学生使用智能语音、计算机视觉、自然语言处理等人工智能技术，创新茶文化传承新思路，在茶文化传承的智能采集、智能分析和智能服务中发挥技术价值。在项目的实施过程中需要综合运用语文、数学、科学、艺术等相关学科知识。

3）提升思维能力。活动能有效地将设计思维、计算思维与迭代思维等有机融合，培养学生的创作意识和创新思维，提升学生解决问题的能力。

在“茶医慧心”这个作品的设计中，作者将自动泡茶与中医问诊有机结合，通过饮茶实现心灵上的滋养。作品主要具备“望闻问切推荐茶”“自动冲泡提供茶”“人工智能答茶疑”三大功能模块。

1）结合中医问诊的“望闻问切”，推荐一款定制养生茶。作品通过启用摄像头进行面相识别，通过声音传感器开展近况询问，通过心率传感器监测心率实现把脉，通过气体传感器探测人体状态，模拟“望闻问切”中医诊断疾病的四种基本方法；接着通过人工智能分析对症状进行分类，推荐一款量身定制的养生茶。

2）启动自动冲泡养生茶的进程。通过利用舵机驱动机械臂抓取准备好的特定茶料包，实现全自动冲泡茶水。

3）启动人工智能茶艺创作进程。通过人工智能大语言模型，回答用户茶方面的问题。首先是使用语音转写、文字转语音等服务来听取、答复问题，接着启用大语言模型来思考、回答问题，广泛学习有关茶叶、茶文化的知识，做到“有问必答”。

学生在运用人工智能的相关知识与技能解决现实生活中问题的过程中经历了项目化学习的过程，在资料搜集、程序设计、开源硬件、结构搭建、成果展示与交流的过程中，提升数字素养与技能。

1.2.3" 多渠道实施，丰富学习体验

在项目实施过程中可以采用多渠道实施模式，让学生在实践中学习、在学习中实践，不断加深对人工智能技术的理解。

1）以课后服务为载体，试点整体构建课后服务体系。通过合作开发、利用课后服务科学课程、实践活动等资源是当前教育改革的迫切需求，这些资源不仅能丰富学生的课余生活，还可以提高学生的科学素养和实践能力。以杭州市萧山区为例，在“双减”政策出台后，充分利用自身优势和区域内外可利用资源，积极将人工智能与学校特色相结合，在全区开展人工智能普及教育，开设丰富多彩的“X”课程，并开发区本人工智能教材《人工智能融合活动手册》，构建独具特色的人工智能课程生态体系。

2）以数字平台为载体，开设拓展课程供自主选学。以绍兴市为例，制定绍兴市人工智能创新教育建设规范方案，确定“1+N+X”建设架构，即建立1个市级人工智能教育云平台、N所人工智能教育示范校、X所人工智能教育普及校。目前，绍兴市iTech人工智能互联网学校已经投入使用，乐高SPIKE轻松入门等22门课程上线供学生自主选学。

3）以开放平台为载体，开展人工智能学习在线体验。在教学中依托教育部教育技术与资源发展中心（中央电化教育馆）的中小学人工智能教育服务平台开展人工智能学习在线体验，实现教学评一体化教学。以人脸识别为例，借助平台围绕人脸识别的基本原理，引导学生思考“计算机是利用什么来进行人脸检测的”“人脸识别根据哪些关键点的数据进行”等问题，并通过平台演示理解人脸识别关键特征。在学习过程中还可融入实验验证，如通过道具遮盖面部特征，最终让学生理解人脸识别是将提取出的人脸特征与已知的人脸特征进行比对，根据匹配的结果和设定的阈值进行决策，判断人脸是否匹配。此外，国内多家企业面向公众开放了多种接口，包括语音技术、图像技术、文字识别、人脸识别、OCR识别、自然语言处理等，完全可以满足人工智能教学中的功能体验。

2" 实践成效与思考

通过智能博物项目的实施，学生的跨学科整合能力和创新思维得到显著提升。同时，项目也为学生提供了深入了解传统文化的机会，增强了文化自信。

2.1" 健全培育体系，提升数字素养

人工智能教育的跨学科、综合性，使其成为学生综合能力的培养工具[4]。中央网信办、教育部、工信部、人社部联合印发的《2024年提升全民数字素养与技能工作要点》明确要求：要建立更加健全的数字素养与技能培育体系。学校是青少年数字素养和技能提升的主阵地，而教师则是带领学生提升数字素养与技能的主要责任人。面对数字时代社会转型的发展需要，提升学生的数字素养与技能已经成为广大教育工作者必须承担的责任。

2.2" 推进课程实施，构建课程体系

就课程目标层面而言，人工智能在中小学普及是国家战略。在“双减”背景下培养学生的科学素养，推动课程实施，学校需要开展人工智能教育实践；就课程定位层面而言，中小学人工智能课程应定位于培养学生对人工智能的正确认知，帮助学生了解人工智能技术的应用场景，体验人工智能技术带给人们的获得感，激发学生参与人工智能领域学习、研究的积极性，全面培养学生探究、沟通、创新和协作的能力；就课程普及实施层面而言，人工智能课程在中小学开展，需要整体建构课程体系，并建立一支能灵活运用各学科相关知识、能系统讲授人工智能课程的教师队伍。

2.3" 打造系列活动，增强文化自信

人工智能在教学中的实践应用不仅提高了学生的数字素养和创新能力，也为传统文化的传承与发展提供了新的思路。在科创活动中，学生有机会更加深入地了解传统文化，感受其独特的魅力和价值，增强文化自信，激发对优秀传统文化的热爱与追求。

3" 结束语

浙江省智能博物项目的成功实施，让学生在活动的过程中不断增长知识、开阔视野，也为人工智能在教学领域的广泛应用提供了有益借鉴。未来，浙江省将继续深化人工智能在教学中的应用，打造具有地方特色的学生科创活动项目。

4" 参考文献

[1] 张琪.人工智能时代小学生信息素养教育研究[D].济南：山东师范大学，2020.

[2] 中华人民共和国教育部.义务教育信息科技课程标准（2022年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2022.

[3] 王天恩.人工智能与人类命运[J].教学与研究，2018（8）：50-56.

[4] 杨凯鸽，董雪.人工智能技术在教育中的应用现状与展望[J].科技创新与应用，2022，12（12）：189-192.