以AI赋能跨学科实践 培养复合型创新人才
创始人
2025-12-30 07:17:38

在深圳市坪山区中山小学的空中花园里,一场融合科技与自然的“绿色学习革命”正在发生。这里的植物不再依赖人工浇灌,而是由一群小学生研发的智慧灌溉装置照料。当土壤湿度低于阈值,水泵自动启动,精准滴灌;当光线不足,七彩LED灯便亮起,为植物补光增效,甚至还能播放舒缓音乐,营造“声光电”一体的生长环境。这并非科幻电影场景,而是该校“AI赋能下的跨学科智慧灌溉教育实践项目”的真实写照。践行“习性教育”理念的中山小学以跨学科学习为基石,构建“做思结合、学用一体”的教学新样态,通过项目式学习,让学生在真实情境中综合运用科学、技术、工程与数学知识,全方位提升核心素养与创新实践能力,为社会主义先行示范区培育未来创新型人才贡献“坪山样本”。

直面真问题,点燃萌娃创新火种  

近日,中山小学“智启农耕,育见未来——AI赋能下的跨学科智慧灌溉教育实践项目”获评第十一届深圳教育改革创新“人工智能教育应用示范项目”。然而,该项目开展的初衷,却始于一个朴素而真实的“校园困境”。

在学校的“植物工坊”精品社团中,学生们满怀热情地种植着各类植物,却屡屡遭遇深圳夏季高温带来的“缺水危机”。学业繁忙的师生难以时刻顾及,幼苗常常因疏于照料而枯萎。面对这一现实痛点,教师没有简单代劳,而是敏锐地捕捉到其中蕴含的巨大教育契机。“如何用更省力高效的方式帮助植物喝水?”这个源于真实情境的问题,瞬间点燃了孩子们的好奇心与求知欲。他们集思广益,大胆提出:“能不能做一个‘机器人园丁’?”

中山小学的老师们顺势而为,将解决“植物缺水”这一真实问题作为项目式学习(PBL)的驱动核心,巧妙地整合了科学、劳动、信息科技、数学、语文、美术等多学科知识,开启了一场名为“智慧湿光双感应灌溉装置”¸研发的12课时深度探索之旅。这正是《义务教育课程方案(2022年版)》(以下简称“《方案》”)所倡导的“跨学科主题学习”的生动体现。  

跨学科融合,锻造未来学习能力  

《方案》强调,强化课程综合性和实践性,着力发展学生核心素养。而该项目则完美诠释了“做中学”(Learning by Doing)和“设计思维”(Design Thinking)的教育理念,让学生完整经历了“情境创设—问题驱动—计划制定—实践探究—问题解决”的闭环过程。

项目伊始,学生们化身“小研究员”,多方搜集资料,绘制装置草图,撰写设计方案,并通过观察记录种子萌发、幼苗生长的过程,完成植物生长画册和观察日记,夯实科学与语文基础。进入具有挑战的技术实现阶段,孩子们深入学习传感器工作原理,了解到光敏/湿度传感器能将环境变化转化为电信号。在信息科技课上,他们勇敢踏入编程世界,利用诺宝RC平台编写程序,让微电脑能够“读懂”传感器的数据,并据此发出“浇水”或“补光”的指令。

在最后的“动手造”环节,跨学科知识实现了奇妙融合:数学帮助孩子们处理实验数据,优化参数;美术指导他们设计装置外观,理解透视与结构;劳动课则提供了无土栽培的技术支持。小组成员们分工协作,有人负责电路连接,有人调试程序,有人美化外壳,在一次次测试、失败、改进中,最终诞生了集“智能监测、自动灌溉、生态补光、氛围营造”于一体的多功能智慧装置。  

培养未来社会复合型人才,“育”见基础教育璀璨未来  

“我们做的不只是一个会浇水的机器,”一位参与项目的学生自豪地说,“我们是用学到的所有知识,给植物创造了一个更聪明、更舒服的家!”这份成就感的背后,是学生创新能力、团队协作、问题解决等高阶思维能力的显著提升。该项目不仅形成了丰富的物化成果,如植物生长画册、观察日记、装置设计方案等,更斩获省、市、区多项荣誉,影响力持续扩大。

评选专家们认为,中山小学AI赋能下的跨学科智慧灌溉教育实践项目,通过跨学科的项目式学习,将前沿科技与劳动实践、科学探究无缝衔接,不仅能有效激发学生的学习内驱力,更能培养出适应未来社会发展的复合型创新人才,为低龄学段的人工智能教育提供了极具参考价值的“坪山样本”。当坪山娃们稚嫩的双手连接起传感器与绿植,当童真的创意被编程赋予生命,中山小学用“智慧农业”的微型缩影,点亮了中国基础教育迈向智能化、个性化的璀璨星光。

文:王童 侯跃芳 王菁瑜 张宇晖 朱思楠

制版:史明磊 章玲 刘蔡林

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