小学信息科技与人工智能教育校本化实践探索——以北京石油学院附属为例

编者按：

在人工智能重塑教育生态的背景下，小学阶段如何开展信息科技与AI教育，成为基础教育改革的前沿议题。本文以北京石油学院附属小学为例，系统分析学校通过智能空间重构、信息科技课程体系建构与AI融合项目式学习等三条路径，探索信息科技教育校本化实施的经验与成效。研究认为，小学信息科技教育的关键在于构建“智能环境-数字课程-AI实践”三位一体的育人生态，将计算思维培养与数字化创新能力有机融合，为中小学信息科技教育提供了可借鉴的校本范式。

2024年，教育部印发《关于加强中小学人工智能教育的通知》，明确提出“2030年前在中小学基本普及人工智能教育”的目标。《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》已将“信息意识”“计算思维”“数字化学习与创新”“信息社会责任”确立为学科核心素养，为中小学信息科技教育指明了方向。然而，小学信息科技教育在实践中仍面临硬件与教学割裂，智能设备配备率高但使用率低；课程与学生经验脱节，教学内容停留在工具操作层面；技术与育人目标错位，AI教育被窄化为编程训练等问题。基于此，本文以北京石油学院附属小学（以下简称“石油附小”）为例，研究小学人工智能与信息科技教育校本化实践路径。

石油附小始建于1957年，现为一校三址集团化办学，拥有84个教学班、3200余名学生。学校以“聚能于石，油然而生”为办学理念，以“培养闪闪发光的少年”为育人目标，将“环境即课程、空间即教育”理念转化为实践，从智能物理空间与数字文化生态两个维度重构信息科技教育的学习场域。

1.三级智能空间的系统搭建

学校构建“智能教室+AI实验室+数字体验馆”三级智能空间体系。第一层级为普通教室智能化升级，配备互动大屏、智能终端与数字化探究工具包，使信息科技教育从“每周一课”变为“时时可学”。第二层级为AI实验室与创客空间建设，配齐3D打印机、编程机器人、传感器、虚拟实验平台、AI开发板等设备，为算法思维训练与智能硬件开发提供支撑。第三层级为数字体验馆打造，设置AI互动体验区、智能物联网展示区、编程作品互动墙等功能模块，将抽象的计算思维转化为可感知的交互体验，学生在课间即可通过触摸屏编程、AI语音交互等方式感知人工智能原理。

2.数字文化生态的多维融合

校园数字空间渗透四种“味道”：以“学生编程作品展示”“数字科创分享角”彰显儿童味道；以智能花园、数字化生态观测区融合自然味道；以智慧操场、AI学习助手传递数字味道；以数字校史馆、AI讲述石油精神与航天故事厚植文化味道。多维融合的空间策略，使AI教育从封闭实验室走向开放校园生活，从单一技术习得走向全数字素养生成。

3.校内外数字资源的协同整合

学校构建“AI专家引领-数字家长参与-社会资源拓展”三位一体资源网络，将AI领域科学家与算法工程师请进校园开展前沿讲座；打造“数字家长讲堂”，每学期开设300余场；组织学生走进高校AI实验室与智慧城市展示中心，使社会数字资源成为学校信息科技教育的延伸。

石油附小依托“未来+聚能科学院”下设的人工智能研究所，构建“数字素养普及-计算思维拓展-AI创新进阶”三级梯度课程体系。

基础层课程以信息科技国家课程校本化实施为路径，融入人工智能启蒙内容，聚焦四大核心素养：信息意识——培养对信息的敏感度与判断力；计算思维——通过不插电编程、算法游戏培养问题分解与抽象建模能力；数字化学习与创新——运用数字工具进行创造性表达；信息社会责任——启蒙网络安全与AI伦理意识。该层级面向全体学生，实现数字素养的普惠性提升。

拓展层课程以信息科技社团与数字化小课题为载体，开设AI编程、机器人竞赛、3D创意设计、Python趣味编程、物联网搭建等20余个社团，实行自主选择、全员覆盖。AI编程社团采用“双师制”（信息科技教师+AI领域专家），通过智能语音助手开发、图像识别小应用设计等实践活动，让学生在真实项目中理解AI原理。该层级旨在激活个性潜能，让不同特质的学生找到适合自己的数字实践方式。

进阶层课程针对学有余力、具备信息科技潜质的学生，开设AI算法进阶、智能硬件开发、科技创新大赛专项等高阶研修。在专业导师指导下，学生深度参与AI应用课题攻关与智能作品研发。三个层级形成“普及-兴趣-特长”的递进逻辑，既覆盖全体又兼顾差异。

石油附小将AI与信息科技教育深度融入项目式学习，使学生在真实情境中经历“问题识别-算法设计-编程实现-测试优化”的完整数字化探究过程。“校园小动物园”智能升级项目是典型实践，完整呈现了信息科技素养在项目式学习中生成的四个阶段。

第一阶段：真实问题驱动计算思维启蒙。六年级学生发起为母校建造校园动物园的倡议，面临系列真实问题：如何保证小动物随时喝到干净水？如何远程监控动物健康状况？学生运用计算思维对复杂问题进行分解——感知层（传感器选型）、控制层（编程逻辑设计）、执行层（硬件装置搭建）、交互层（数据显示界面），在问题拆解中初步建立系统思维。

第二阶段：跨学科协同提供数字化支架。学校组建信息科技、科学、数学、美术等学科教师构成的跨学科导师团队，以EDIPT设计思维模型指导学生实践。信息科技教师主导编程教学与算法优化，科学教师指导传感器原理，数学教师协助数据处理，同时聘请AI领域专家提供技术指导，形成“校内导师+校外专家”双重支持结构。

第三阶段：编程实践实现智能创意转化。学生运用Arduino开发板与水位传感器设计自动喂水系统，编写条件判断代码实现缺水自动补水；采用ESP8266物联网模块实现远程监控与数据回传。通过需求分析、算法设计、编码实现、调试优化的完整流程，学生多次迭代优化代码，深刻体会计算思维核心要义。

第四阶段：成果展示内化数字化创新自信。学校以颁发“小创客”荣誉奖项、申请发明专利、悬挂风采旗等方式肯定学生创新成果，同时组织学生参与海淀科技庙会等校外展示活动，让作品接受真实的市场反馈。

学校也将AI融入实践以助力学生的科技创新。如刷脸支付的“追光银行”（生物特征识别）、自动浇花系统（物联网+传感器）、AI自制动画片（生成式AI启蒙）、滑雪智能转向灯（姿态传感器编程）、卡皮巴拉翻译器（自然语言处理启蒙）等作品，均源于生活观察，呈现“源于数字生活、服务真实世界”的特征。

经过持续探索，学校信息科技与AI教育取得阶段性成效。学生在各级信息科技、编程竞赛中获奖数百项，多名学生自主开发校园实用小程序与智能硬件。学校获评国家级基础教育课程教材改革试验项目学校、中国“少年创客”教育实践基地、北京市青少年信息学优秀贡献学校等荣誉。

从理论视角审视，学校实践揭示了小学信息科技教育校本化实施的三个关键机制。其一，智能空间与数字课程的协同机制。空间重构使课程实施获得环境支撑，课程设计使空间功能充分激活，形成“技术环境支持数字课程、数字课程活化智能空间”的良性循环。其二，普及与提高的递进机制。三级课程体系实现从全员覆盖到特长生长的梯度推进。其三，学校与社会的开放机制。校内外数字资源系统整合，使学习经验在真实社会情境中检验与深化，实现“学校小课堂”与“社会大课堂”的有机衔接。未来，学校仍需持续推进：一是推动生成式人工智能与教学深度融合，探索个性化学习路径；二是完善人工智能研究运行机制，加强学生自主深度探究；三是将校本经验理论化输出，发挥更大辐射作用。

作者单位 │ 北京石油学院附属小学

内容来源 │《中小学信息技术教育》2026年9期

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