中小學智能創(chuàng)新實驗室建設的實踐研究

文廣州市荔灣區(qū)教育裝備和校產(chǎn)管理中心 周瑞賢

近年伴隨互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)信息技術的普及，開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，要完善推進實驗教學，編程教學，實體教學和人工智能以及社會實踐相結(jié)合。要不斷積極創(chuàng)新教學手段和教學方式，將傳統(tǒng)教學手段與現(xiàn)代科技工具和現(xiàn)代教育手段相結(jié)合，切實增強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)新實驗室的產(chǎn)生和運用，對于培養(yǎng)學生的實踐操作能力和獨立思考能力都有幫助和提升。

一、中小學智能創(chuàng)新實驗室的類型與區(qū)域布局

1.中小學智能創(chuàng)新實驗室的類型

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

2.中小學智能創(chuàng)新實驗室的環(huán)境布局

學校根據(jù)課程的設置，自主地設計智能創(chuàng)新實驗室的區(qū)域。實驗室大體包含幾個功能區(qū)域:展示區(qū)、教學及創(chuàng)造區(qū)、活動交流區(qū)和器材區(qū)。各個區(qū)域還可以進行細化布置，總之為了滿足學生個性化學習需求，帶動學生濃厚學習興趣，提升學生實戰(zhàn)項目經(jīng)驗和學習效率為目的。

二、中小學智能創(chuàng)新實驗室的建設總框架

中小學智能創(chuàng)新實驗室需要學校從自身的實際出發(fā)，謀篇布局，分步建設。概括起來就是“121建設模式”，即一個目標，兩個規(guī)劃和一個保障。具體來說就是學校根據(jù)育人目標首先定位智能創(chuàng)新實驗室的類型及特點，然后從軟件和硬件方面去細化實驗室的建設布局，使富有學校特色的智能創(chuàng)新實驗室具象化。最后還要規(guī)劃好智能實驗室的運行保障機制，為智能實驗室的建設落地及運行提供最有力的保障。

三、中小學智能創(chuàng)新實驗室的構(gòu)建框架

1.育人目標定位是智能創(chuàng)新實驗室的建設目標與功能

在調(diào)研中，發(fā)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)一些學?，F(xiàn)有的創(chuàng)新實驗室脫離了學校的教學目標和教學理念，形式化現(xiàn)象嚴重。一些學校為了提高學校辦學的先進性，“為了創(chuàng)新而創(chuàng)新”，大搞突擊式的創(chuàng)新實驗室建設，實施方案主要來源于一些智能化設備企業(yè)的包干，并沒有去論證實驗室運行效能及可持續(xù)發(fā)展。學校在建設智能創(chuàng)新實驗室前要根據(jù)學校的地域特色、辦學理念，現(xiàn)有辦學基礎以及師資力量儲備去綜合統(tǒng)籌教育方法及教學目標，促進智能創(chuàng)新實驗室更加符合現(xiàn)階段教學目標，更加促進學校的教學理念，成為學校改革創(chuàng)新教育方式的強大推手。

2.課程體系是智能創(chuàng)新實驗室建設的靈魂因素

深入建設智能創(chuàng)新實驗室是學校的靈魂所在，應在綜合考量優(yōu)秀傳統(tǒng)、教學目標、地域特色、現(xiàn)有資源等地基礎上，設立完整創(chuàng)新實踐探究課程體系。課程設計以實施創(chuàng)新教育為理念，以多樣化和可選擇性為特點，開設基礎型、拓展型、實踐型、研究型等類型的課程，以及開展實踐、探究、創(chuàng)新活動的實驗教學體系，可以是“老實驗、老儀器、新技術”，可以是“老實驗、新儀器、新探究”，還可以是“新實驗、新儀器、新技術”。同時，隨著智能創(chuàng)新實驗室建設的不斷完善、不斷豐富及調(diào)整課程設置，成為新課程開放的樣本，創(chuàng)出學校的特色。

3.師資團隊是智能創(chuàng)新實驗室可持續(xù)發(fā)展的不竭動力

師資隊伍的建設是促進創(chuàng)新實驗室持續(xù)發(fā)展、不斷創(chuàng)新的關鍵因素。學?？蛇M行師資引進，也可充分挖掘和培育任職教師的能力和特長，選擇專業(yè)素養(yǎng)高、綜合能力強、個人素質(zhì)好的教師組成教師隊伍，打造優(yōu)質(zhì)的師資團隊。同時，針對智能創(chuàng)新實驗室的某時期課程的發(fā)展變化，學?？梢猿浞掷蒙鐣Y源，通過購買服務等手段，聘請社會上專業(yè)的師資團隊助力實驗室教學，不斷滿足智能創(chuàng)新實驗室發(fā)展的需要。

4.先進智能裝備的配置是智能創(chuàng)新實驗室建設的核心模塊

智能裝備的配置要進行科學論證。智能創(chuàng)新實驗室以引導學生為主要手段，以培養(yǎng)學生學習興趣、激發(fā)學生潛能、更高效的開展教學為主要目標，是現(xiàn)階段教育領域為中小學搭建起的綜合性平臺。智能創(chuàng)新實驗室以進行實驗為內(nèi)核，以創(chuàng)新為靈魂，借助智能裝備技術，通過為學生營造創(chuàng)新教育環(huán)境、切實促進廣大學生創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)。應建立新產(chǎn)品、新技術進入智能創(chuàng)新實驗室的科學論證機制。根據(jù)學校的建筑格局、實驗室內(nèi)外部環(huán)境、課程需求等因素綜合考慮實驗室具有個性化的智能設備配置。同時也要關注到儀器是否具備合理的投資成效。設備的投資和選用應該綜合考慮實用性、全面性、科學性、普適性等等，選擇性價比最高的設備。充分挖掘智能儀器設備的“助學”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)新實驗室按照一定的原則和標準進行裝備配置，首先，符合教學內(nèi)容，符合學生的認知特點與身心特征，能滿足課程實施的需求。設施設備具有安全性、學科兼容性、實踐操作性、科學性，應注重教育教學與現(xiàn)代技術的有機結(jié)合，滿足探究課程的生成，滿足不同年級、層次學生發(fā)展的需求。另一方面，智能儀器設備配置，應選擇應用廣泛、功能齊全、發(fā)展前景較好的設備，可以選擇3D打印、VR、光墨打印、數(shù)字化、適當融入互聯(lián)網(wǎng)因素等。能出現(xiàn)“配備即過時”的現(xiàn)象，要充分考慮智能設備的發(fā)展前景與使用效能，在較長時期，均能較好地運行。

5.運行機制是智能創(chuàng)新實驗室建設落地及可持續(xù)發(fā)展的有力保障

在建立智能創(chuàng)新實驗室的前期，應規(guī)劃好保障實驗室運行的長效機制，包括管理制度、培訓制度、發(fā)展規(guī)劃及經(jīng)費保障等四大方面。管理制度應包括管理體系、組織體系、安全監(jiān)管機制、儀器配備及使用制度等；培訓制度應包括定期培訓管理、人才管理、培育經(jīng)費預算等；發(fā)展規(guī)劃包括智能創(chuàng)新實驗室發(fā)展目標及遠景規(guī)劃；經(jīng)費保障是對各個制度經(jīng)費的合理預算，應對實驗室運行提供有力的經(jīng)費保障。應加快成立建設智能創(chuàng)新領導小組，對實驗室的內(nèi)部管理全權負責，為智能實驗室的順利運行保駕護航。