中小學(xué)智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的實(shí)踐研究

周瑞賢

近年伴隨互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)信息技術(shù)的普及，開(kāi)展教育與人工工智能相結(jié)合已成為教育發(fā)展的潮流，《新一代人工智能的發(fā)展規(guī)劃》明確表示，要完善推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，編程教學(xué)，實(shí)體教學(xué)和人工智能以及社會(huì)實(shí)踐相結(jié)合。要不斷積極創(chuàng)新教學(xué)手段和教學(xué)方式，將傳統(tǒng)教學(xué)手段與現(xiàn)代科技工具和現(xiàn)代教育手段相結(jié)合，切實(shí)增強(qiáng)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。智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的產(chǎn)生和運(yùn)用，對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力和獨(dú)立思考能力都有幫助和提升。

一、中小學(xué)智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的類型與區(qū)域布局

1.中小學(xué)智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的類型

智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室至今沒(méi)有統(tǒng)一的分類，類型可以覆蓋中小學(xué)所有學(xué)科的探究課程，傳統(tǒng)課程有物化生、地理音樂(lè)等更加細(xì)致，新型課程如生命技術(shù)、工程建造、經(jīng)濟(jì)金融等也有了深入發(fā)展。由于創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室涉及的課程較多，因此根據(jù)課程內(nèi)容有具體的分類，具體有學(xué)科智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、創(chuàng)客創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、職業(yè)體驗(yàn)類實(shí)驗(yàn)室、傳統(tǒng)文化創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室四大類。

2.中小學(xué)智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境布局

學(xué)校根據(jù)課程的設(shè)置，自主地設(shè)計(jì)智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的區(qū)域。實(shí)驗(yàn)室大體包含幾個(gè)功能區(qū)域：展示區(qū)、教學(xué)及創(chuàng)造區(qū)、活動(dòng)交流區(qū)和器材區(qū)。各個(gè)區(qū)域還可以進(jìn)行細(xì)化布置，總之為了滿足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，帶動(dòng)學(xué)生濃厚學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)效率為目的。

二、中小學(xué)智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)總框架

中小學(xué)智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室需要學(xué)校從自身的實(shí)際出發(fā)，謀篇布局，分步建設(shè)。概括起來(lái)就是“121建設(shè)模式”，即一個(gè)目標(biāo)，兩個(gè)規(guī)劃和一個(gè)保障。具體來(lái)說(shuō)就是學(xué)校根據(jù)育人目標(biāo)首先定位智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的類型及特點(diǎn)，然后從軟件和硬件方面去細(xì)化實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)布局，使富有學(xué)校特色的智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室具象化。最后還要規(guī)劃好智能實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行保障機(jī)制，為智能實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)落地及運(yùn)行提供最有力的保障。

三、中小學(xué)智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建框架

1.育人目標(biāo)定位是智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)目標(biāo)與功能

在調(diào)研中，發(fā)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)一些學(xué)?，F(xiàn)有的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室脫離了學(xué)校的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)理念，形式化現(xiàn)象嚴(yán)重。一些學(xué)校為了提高學(xué)校辦學(xué)的先進(jìn)性，“為了創(chuàng)新而創(chuàng)新”，大搞突擊式的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，實(shí)施方案主要來(lái)源于一些智能化設(shè)備企業(yè)的包干，并沒(méi)有去論證實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行效能及可持續(xù)發(fā)展。學(xué)校在建設(shè)智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室前要根據(jù)學(xué)校的地域特色、辦學(xué)理念，現(xiàn)有辦學(xué)基礎(chǔ)以及師資力量?jī)?chǔ)備去綜合統(tǒng)籌教育方法及教學(xué)目標(biāo)，促進(jìn)智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室更加符合現(xiàn)階段教學(xué)目標(biāo)，更加促進(jìn)學(xué)校的教學(xué)理念，成為學(xué)校改革創(chuàng)新教育方式的強(qiáng)大推手。

2.課程體系是智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的靈魂因素

深入建設(shè)智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室是學(xué)校的靈魂所在，應(yīng)在綜合考量?jī)?yōu)秀傳統(tǒng)、教學(xué)目標(biāo)、地域特色、現(xiàn)有資源等地基礎(chǔ)上，設(shè)立完整創(chuàng)新實(shí)踐探究課程體系。課程設(shè)計(jì)以實(shí)施創(chuàng)新教育為理念，以多樣化和可選擇性為特點(diǎn)，開(kāi)設(shè)基礎(chǔ)型、拓展型、實(shí)踐型、研究型等類型的課程，以及開(kāi)展實(shí)踐、探究、創(chuàng)新活動(dòng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，可以是“老實(shí)驗(yàn)、老儀器、新技術(shù)”，可以是“老實(shí)驗(yàn)、新儀器、新探究”，還可以是“新實(shí)驗(yàn)、新儀器、新技術(shù)”。同時(shí)，隨著智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的不斷完善、不斷豐富及調(diào)整課程設(shè)置，成為新課程開(kāi)放的樣本，創(chuàng)出學(xué)校的特色。

3.師資團(tuán)隊(duì)是智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室可持續(xù)發(fā)展的不竭動(dòng)力

師資隊(duì)伍的建設(shè)是促進(jìn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室持續(xù)發(fā)展、不斷創(chuàng)新的關(guān)鍵因素。學(xué)?？蛇M(jìn)行師資引進(jìn)，也可充分挖掘和培育任職教師的能力和特長(zhǎng)，選擇專業(yè)素養(yǎng)高、綜合能力強(qiáng)、個(gè)人素質(zhì)好的教師組成教師隊(duì)伍，打造優(yōu)質(zhì)的師資團(tuán)隊(duì)。同時(shí)，針對(duì)智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的某時(shí)期課程的發(fā)展變化，學(xué)?？梢猿浞掷蒙鐣?huì)資源，通過(guò)購(gòu)買服務(wù)等手段，聘請(qǐng)社會(huì)上專業(yè)的師資團(tuán)隊(duì)助力實(shí)驗(yàn)室教學(xué)，不斷滿足智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室發(fā)展的需要。

4.先進(jìn)智能裝備的配置是智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的核心模塊

智能裝備的配置要進(jìn)行科學(xué)論證。智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室以引導(dǎo)學(xué)生為主要手段，以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、激發(fā)學(xué)生潛能、更高效的開(kāi)展教學(xué)為主要目標(biāo)，是現(xiàn)階段教育領(lǐng)域?yàn)橹行W(xué)搭建起的綜合性平臺(tái)。智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)為內(nèi)核，以創(chuàng)新為靈魂，借助智能裝備技術(shù)，通過(guò)為學(xué)生營(yíng)造創(chuàng)新教育環(huán)境、切實(shí)促進(jìn)廣大學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。應(yīng)建立新產(chǎn)品、新技術(shù)進(jìn)入智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)論證機(jī)制。根據(jù)學(xué)校的建筑格局、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)外部環(huán)境、課程需求等因素綜合考慮實(shí)驗(yàn)室具有個(gè)性化的智能設(shè)備配置。同時(shí)也要關(guān)注到儀器是否具備合理的投資成效。設(shè)備的投資和選用應(yīng)該綜合考慮實(shí)用性、全面性、科學(xué)性、普適性等等，選擇性價(jià)比最高的設(shè)備。充分挖掘智能儀器設(shè)備的“助學(xué)”功能，豐富課程內(nèi)涵，讓裝備成為真正的課程資源。

智能裝備的配置的原則。一方面，智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室按照一定的原則和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行裝備配置，首先，符合教學(xué)內(nèi)容，符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)與身心特征，能滿足課程實(shí)施的需求。設(shè)施設(shè)備具有安全性、學(xué)科兼容性、實(shí)踐操作性、科學(xué)性，應(yīng)注重教育教學(xué)與現(xiàn)代技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，滿足探究課程的生成，滿足不同年級(jí)、層次學(xué)生發(fā)展的需求。另一方面，智能儀器設(shè)備配置，應(yīng)選擇應(yīng)用廣泛、功能齊全、發(fā)展前景較好的設(shè)備，可以選擇3D打印、VR、光墨打印、數(shù)字化、適當(dāng)融入互聯(lián)網(wǎng)因素等。能出現(xiàn)“配備即過(guò)時(shí)”的現(xiàn)象，要充分考慮智能設(shè)備的發(fā)展前景與使用效能，在較長(zhǎng)時(shí)期，均能較好地運(yùn)行。

5.運(yùn)行機(jī)制是智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室建設(shè)落地及可持續(xù)發(fā)展的有力保障

在建立智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的前期，應(yīng)規(guī)劃好保障實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行的長(zhǎng)效機(jī)制，包括管理制度、培訓(xùn)制度、發(fā)展規(guī)劃及經(jīng)費(fèi)保障等四大方面。管理制度應(yīng)包括管理體系、組織體系、安全監(jiān)管機(jī)制、儀器配備及使用制度等;培訓(xùn)制度應(yīng)包括定期培訓(xùn)管理、人才管理、培育經(jīng)費(fèi)預(yù)算等;發(fā)展規(guī)劃包括智能創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室發(fā)展目標(biāo)及遠(yuǎn)景規(guī)劃;經(jīng)費(fèi)保障是對(duì)各個(gè)制度經(jīng)費(fèi)的合理預(yù)算，應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行提供有力的經(jīng)費(fèi)保障。應(yīng)加快成立建設(shè)智能創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)小組，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的內(nèi)部管理全權(quán)負(fù)責(zé)，為智能實(shí)驗(yàn)室的順利運(yùn)行保駕護(hù)航。

責(zé)任編輯 黃博彥