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AI走进中小学课堂案例研究：四个项目，四种探索

发布日期：2025-09-04 06:27:02 浏览次数： 1643

作者：教育学人AIED

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在各项因素的推动下，人工智能（AI）正在进入中小学学校的课堂。这不仅是一场技术应用的尝试，更是对教育模式与学生能力培养方式的深刻变革。但更多时候，需要各个学校的负责人根据自己学校的情况，摸着石头过河——他们需要根据自身的教育资源、学生背景与课程安排，探索适合本校的AI教学路径。这种“边学边做”的过程，虽充满不确定性，却也蕴含着无限可能。

由国际教育技术协会（ISTE）主导的“人工智能探索及其在学校中的实践应用”项目，为我们提供了一些案例，这些案例可以作为我们自己实践的参考。

以下四个来自美国不同地区学校的案例，展现了教师如何通过项目式学习（PBL）将AI引入真实课堂，并激发学生的好奇心、创造力和社会责任感。

🌱 案例一：环保议题与AI对话—— Chillicothe中学的可持续生活倡议

项目地点：密苏里州，Chillicothe Middle School
项目教师：Melissa Englert（创新与学习教练）
学校背景：1,870名学生，农村学区，49%为低收入家庭学生

对于密苏里州奇利科西中学的教师兼创新学习教练 Melissa Englert 来说，人工智能为她的“全球公民”课程带来了令人兴奋的全新参与方式。学生们正在学习牛仔裤制造对环境造成的代价，AI 让他们有机会依据联合国可持续发展目标，创建一个聊天机器人，向公众普及如何通过改变购物和洗衣习惯来减少这些代价。

“借助聊天机器人，学生可以扮演机器人进行对话，”Englert 说。“这样，他们不仅学会了 AI 的工作原理，还能理解并主动教授正在学习的知识。”开发过程把编码与算法思维等计算思维技能引入课堂，极大激发了学生兴趣。

Englert 表示，通过 AI 项目，学生不仅了解了 AI 的运行机制，还运用 AI 进行设计思维的训练，解决诸如环境保护与可持续制造等真实问题。项目也引发了关于 AI 伦理与技术责任的讨论。

“技术与 AI 让学生对项目更感兴趣，并激发了他们对主题的好奇和提问”

AI教育设计亮点：

1）聊天机器人以“对话+模拟演绎”的方式引导学生掌握AI运行原理。
2）学生角色扮演机器人与同伴互动，增强理解与表达力。
3）项目集成了计算思维、设计思维与社会责任教育，打破了学科壁垒。

🚗 案例二：自动驾驶机器人挑战 —— Dunham School的AI导航实验

项目地点：路易斯安那州，The Dunham School
项目教师：Ed Van Haute（科学与STEM教师）
学校背景：735名学生，私立学校

邓纳姆学校初中科学与 STEM 教师 Ed Van Haute 通过参加 ISTE“学校环境中的人工智能探索及其实践应用”在线课程，带领学生踏上人工智能发现之旅。他利用所学，启动了一个课堂项目：让学生用 AI 控制小型机器人车辆，探索自动驾驶汽车背后的技术。

项目目标是让车辆穿越迷宫并最终学会识别道路。“这对我来说和学生们一样，都是一个持续的学习过程，”Van Haute 说。“AI 教育的重要性在于，这些可能是孩子们未来将要面对的工作，我们必须提前准备。”学生对 AI 的政策与伦理提出了诸多疑问，并观察了 AI 在他们日常生活中的应用。

课程经历激励 Van Haute 在现有基础上寻找新的合作机会。他希望与高中计算机科学教师合作，把 AI 概念从初中 STEM 课堂顺利过渡到高中，并继续探索如何将 AI 整合进 STEM 课程。项目也让他得以与校外教育者合作，共享 AI 教学经验。

AI教育设计亮点：

1）项目强调计算机视觉与AI逻辑推理能力的训练。
2）教师以学习者身份参与，与学生共同探索未知。
3）教学过程中，学生开始主动讨论AI的伦理、就业、生活应用等议题。

❤️ 案例三：健康生活对话系统 —— Hoover City学区的“健康心脏”项目

项目地点：阿拉巴马州，Hoover City Schools
项目教师：Melanie Haynes（技术整合教练）
学校背景：13,856名学生，城市公立学校

胡佛市学区的技术整合教练 Melanie Haynes 在几乎零基础的情况下，带领一组学生开展人工智能项目。“起初，学生们并不理解什么是 AI，但随着学习深入，他们逐渐掌握了 AI 的抽象概念，并能在日常生活中识别 AI 的存在。”

Haynes 与学生共同创建了一个网站聊天机器人——“健康心脏聊天机器人”。用户点击不同食物或活动选项后，聊天机器人会描述其对心脏健康的影响，并配合学生演示的心脏泵模型视频，展示该食物或活动对血流的作用。聊天机器人根据用户提供的信息，引导其做出更健康的选择。学生迅速掌握了如何设计对话流程、预测用户输入并准确回应。

Haynes 视该项目为自己及学区内其他教师的起点。“教师们对在课堂上引入 AI 等新理念非常开放，我相信这只会越来越好。”项目结束后，她不仅认识到 AI 在社会中的普遍存在，也开始思考 AI 在不同领域的无限应用可能。

AI教育设计亮点：

1）项目融合了健康教育、数据反馈与交互设计。
2）学生学会构建多路径对话流程，提前设定用户输入与反馈机制。
3）引导学生理解AI如何根据用户数据实现个性化引导与推荐。

🧠 案例四：AI助教系统开发 —— Westville学区的教学自动化尝试

项目地点：伊利诺伊州，Westville School District
项目教师：Lisa Coburn（技术协调员）
学校背景：1,323名学生，郊区学校，60%为低收入家庭学生

韦斯特维尔学区的技术协调员 Lisa Coburn 在引导学生学习人工智能时设定了双重目标：让学生通过创建 AI 设备，去帮助其他学生学习。她希望借此简化课堂流程，如帮助有特殊需要的学生、进行课堂管理，或让英语学习者练习口语技能，从而提高教学效率与学习效果。

Coburn 指导学生编写聊天机器人脚本，为一款自然语言识别应用定制课堂回应，用于处理诸如排队吃午饭等简单、重复性任务，或提供简易教学指令，使教师最终能将 AI 融入日常教学。三名学生曾向伊利诺伊州参众两院议员公开展示该项目。“学生的表现超出预期，他们已经开始思考比原项目更进一步的 AI 应用”Coburn 说。

“学生必须预测各种可能的回答，并考虑当收到非预期回答时该如何调整措辞或应对 AI 误解……他们需要规划 AI 可能采取的不同路径，”Coburn 解释道。由于学生日常已将 AI 用于娱乐，从教育角度重新审视 AI 既新鲜又熟悉。“让学生编写聊天机器人脚本，使他们成为合作型问题解决者。我对项目成果非常满意，期待后续发展。”