人工智能正深刻改变着未来社会，而普及AI教育、培养学生AI素养与创新能力，已成为当前中小学教育的核心任务之一。但在目前中小学课程体系中，AI教育仅作为信息技术课程的部分内容，或简单融入科学教育活动，这不利于学校借助AI教育激发学生创新精神，培养学生创新能力。因而，中小学要真正推动AI教育的普及与深化，必须突破现有教育条件的局限，构建专业化的教学场景。而AI教育实验室，正是AI教育典型场景之一，是中小学普及与提升AI教育的关键路径。那么，学校怎样建设一间适合自身需要的AI教育实验室呢？

对中小学而言，当前建设AI教育实验室的最大痛点是，如何搭建一整套先进而实用的AI教育系统，包括课程、软件平台、教具设备、师资等，而非只是建设一间华而不实的科学教室；进一步来说，如何以这样一个系统和这间教室作为一个聚合点，深度统合和不断提升学校的科学教育。同时，AI教育实验室如何实现长期、高效的利用，是各地中小学所面临的难点。

针对以上痛点与难点，育灵童立足于自身对中小学教育的研究积累，整合行业的领先技术和优秀应用，精心推出了中小学AI教育实验室建设方案。针对如何建设AI教育实验室的问题，该方案提出要聚焦于AI普及教育与创新运用两个层次，秉持系统化、易操作、有实效的基本原则，从课程、平台、教具、环境、比赛等五个方面进行有机构建。那么，这个方案的具体内容包括什么呢？下文将从三个方面进行介绍。

宗旨：学用合一 普创兼善

中小学为什么要建一间AI教育实验室？这是因为，现有在普通教室进行教学的信息课远远不能满足AI教育的需求，也无法整合AI类或其他科学类的社团活动。因而，一间能够承担AI普及教育和拓展性的社团活动的专用科学教室，对于中小学开展AI教育和科学教育是非常必要的。正是基于此，育灵童秉持“学用合一，普创兼善”的宗旨形成了中小学AI教育实验室建设方案。

在学习方式上，育灵童AI教育实验室不仅构建起系统化的AI知识学习体系，从基础的算法原理到前沿的生成式AI技术，为学生打开认知大门，更借助智能化学习平台与实操教具，如编程机器人、AI模型训练套件，让学生在图像识别、语音交互等真实场景中深度体验AI应用，将抽象的理论知识转化为可触摸的实践成果，真正实现学习与应用的深度融合。在学习层次上，育灵童AI教育实验室通过通识课程，以趣味化、游戏化的教学形式，为全体学生提供AI普及性教育，播撒科技启蒙的种子；同时开设拓展课程，针对学有余力、对AI有浓厚兴趣并具有一定基础的学生，设置项目制学习、竞赛式训练等创新模块，引导学生在实践中探索、在探索中创新，全方位提升学生的AI实践创新能力，培养适应智能时代发展的创新型人才。

内容：一个特色空间、两级课程、三大平台、N类装备

为了贯彻“学用合一，普创兼善”的理念，解决中小学开展AI教育的痛点和难点问题，育灵童中小学AI教育实验室针对普及和拓展两个重点需求构建了一个科学而系统的内容体系。具体来说，它涵盖了两级课程体系、三个教学平台、一系列配套的应用性装备、一个特色环创空间以及若干比赛活动五个方面：

第一，两级课程体系，包括通识课程与拓展课程。通识课程，课程内容涵盖人工智能的感知、原理、应用、伦理等多方面的基础知识和应用实践。课程结合机器人、日常生活AI应用场景以及简单的实践操作，在做中学、用中学、创中学的过程中，帮助学生直观认识什么是AI、AI的感知、AI训练、算法、人机交互、生成式AI的应用操作，以及AI的风险与挑战等知识内容，形成综合性的人工智能基础通识和素养能力。在通识课的基础上，还有为对AI技术有进一步兴趣的学生专门设计的拓展课程。学生将通过真实场景的PBL项目实践，运用开源硬件和图形化/Python编程，完成AI创新作品。该课程强调跨学科融合、团队协作与工程思维培养，旨在促使学生在解决实际问题的过程中深入理解人工智能如何赋能生活，并提升创新创造能力与编码素养。

第二，三大教学平台。为推进两级课程体系的实际教学，育灵童中小学AI教育实验室提供三大教学平台作为支撑，涵盖编程学习、物联网应用与教学资源服务，形成“学-练-创-用”的完整闭环。首先是编程平台，提供图形化与代码双模式（如Python），支持AP/STA联网与物联网开发，学生可以利用这一平台，在从智能家居到万物互联的应用场景中学习、掌握核心编程能力。其次是物联网云平台，基于MQTT协议实现设备-云端-网页端安全互通，具备实时监控、数据存查、小组协作及敏感内容过滤功能。学生可以通过这一平台学习和培养IoT创新能力。最后是教学资源云平台，该平台提供教案、课件、操作指南及录播课程等体系化资源，覆盖备课、授课、评价全环节，同步强化家校协同教育，教师借此能够简便而高效地开展日常教学活动。总之，这三大平台内在连通，通过软硬件协同、云端互联与教学资源深度融合，助力师生高效开展人工智能课程实践。

第三，一系列配套的应用装备。为了便于学生学习和应用所学的AI知识和技能，育灵童中小学AI教育实验室提供了两大类应用性装备：普及类教具与拓展类教具。普及类教具包括教学机器人、人工智能教材、教学操作平板电脑等。拓展类教具涵盖多种应用场景。如智慧校园场景，包括可编程主控设备、智能识别模块、环境监测传感器、执行机构、物联网通信模块以及沙盘模型等；再如智慧交通场景，包括可编程智能小车底盘、主控开发板、巡线传感器、超声波避障模块、颜色识别传感器、电机驱动模块、显示屏及蜂鸣器、巡线赛道、交通信标和障碍物模型等。

第四，一个特色教学空间。为聚合全校资源，提升教学实效，育灵童中小学AI教育实验室立足于学校现有的科学教室，根据AI普及和应用的需要，创设了一个适合学校开展AI教育和科学教育的特色空间。这个空间从功能上分为三大区，即教学讨论区、科技展示与体验区、竞赛实战区。教学讨论区是核心区域，包括讲台、拼装式课桌，主要用于开展AI教学，便于师生进行上课、互动和研讨；展示与体验区，包括展示墙和展示柜，主要用于展示各类教具和学生的AI作品或成果；竞赛实战区，以工具墙+操作台为主，主要用于组织学生制作AI应用作品，进行比赛训练等。除了明确的功能区分外，这个空间还设计了特定的科学、创新的主题，搭配相应的色调、图案和主题性文字，从而呈现出浓郁的科技感。值得补充的是，这个空间除了开展AI教育外，其分区、功能还可以适配以创新、创造为内容，以课程教学或社团活动为形式的科学教育活动。

第五，相关比赛出口。针对学校的拓展性、创新性的教育内容，尤其是社团化的小组创新性、项目式、跨学科学习，育灵童中小学AI教育实验室为学生打通比赛路径，实现以赛促学，检验学习效果，激发创造潜能，提升学生的自我效能感，同时也为学校的AI教育或科学教育提供出口。主要赛事有：全国青少年科技教育成果展示大赛、全国青少年航天创新大赛（“星球车”机器人挑战赛）、智慧体育竞技赛事活动等。借助这些赛事，学校可以将部分学生的特长、社团学习与创新类活动连接起来，从而使学校AI教育的普及部分与提高部分相互配合，形成AI教育的有机体系，并以AI教育成果推动全校科学教育向前发展。

特色：生本性、系统性、易操作性

育灵童认为，AI教育的本质是一种以智能化为特征的技术习得，培养的是面向未来时代的技术能力和技术素养。因而，在应用中学习，在人本上审视，这是AI普及和拓展教育的关键。基于这样的认识，育灵童中小学AI教育实验室建设方案体现了生本性、系统性、易操作性三个特色。首先，该方案以生本性为核心，充分考虑不同学段学生的认知特点，通过分级课程、分层装备和多元空间设计满足不同学生发展需求，既保证全体学生的AI素养普及，又为特长学生提供深度学习空间。其次，该方案注重系统性设计，构建了覆盖“教、学、练、赛”全环节的完整生态，其中课程体系贯通中小学各学段，教学平台集资源管理、实验操作、竞赛训练于一体，实验室空间实现理论学习、实践体验、创新应用的有机衔接，都展现了结构化和系统性的特征。再次，该方案非常注重易操作性，如教具采用模块化设计，支持即插即用，又如教学平台配备可视化界面和丰富案例库，降低使用门槛，确保师生轻松上手。育灵童中小学AI教育实验室正是基于这三方面的特色，力图为广大中小学构建一个教育性、实用性、长效性的AI与科学教育专用空间，进而实现中小学AI教育的真正有效落地。

聚焦AI学用，点燃创新之火！

在人工智能飞速迭代的当下，教育正迎来前所未有的变革。育灵童教育集团作为AI教育领域的探索者，将继续致力于为中小学提供前沿、专业、可落地的AI教育和AI应用的解决方案。从实验室建设、课程体系构建到硬件与平台支持，我们将紧跟技术发展步伐，不断优化产品体系，不断提升服务质量，力求让每一所学校都能高效开展AI教育，让每一位学生都能提升AI素养，激发其创新精神，增强其创新能力！相信在不远的将来，育灵童定能迸发出更加强大的创造力，为全国各地学校提升AI教育和加强AI应用，加快推进教育数智化建设贡献自己的力量！