上海市育民中学用智能体“贯穿古今”
作者／ IT时报记者 沈毅斌
编辑／ 潘少颖 孙妍
蒙蒙细雨中，踏入高桥老街，仿佛走进书籍中描写的烟雨江南。脚下的青石板路，被岁月打磨得十分光滑；路两旁的清代建筑群，白墙黛瓦，在雨中格外古朴典雅。沿着老街缓缓向前，一阵清脆悦耳的下课铃传来，随后便是一阵欢笑，上海市育民中学便坐落于此。
育民中学校址原是上海十大私家花园之一的“承园”，徽派建筑与江南园林相结合的特色，让校园的每一处转角都流淌着古典园林般的诗情画意。当目光穿透这些古韵建筑，扑面而来的是崇尚科技与科学的现代化气息。
近年来，随着《教育信息化2.0行动计划》等政策的推动，人工智能与教育的融合浪潮奔涌而至。作为浦东新区项目化学习实验校，育民中学以“像科学家一样思考，像艺术家一样生活”为核心理念，孕育出独具特色的“小承”科艺智能体，让承园的百年文脉在科技赋能中焕发出新的时代光彩。
展开剩余84%从手写到对话 问答墙有了“生命力”
育民中学有一道别样的风景线，在教学楼一楼的“科艺问答墙”上，贴着大大小小的便笺纸，“自热火锅中的自热包发热原理是什么”“为何烧水壶烧过热水容易结水垢”……上海市育民中学党支部书记兼校长、正高级教师吴岚向《IT时报》记者介绍，学生们会将生活和学习中的疑问写下来，贴在墙上，老师们在课余时间对问题进行回答。初衷是通过一问一答的形式，激发学生们对知识的探索欲。
然而，在实践过程中，学校发现该形式存在三类困扰：一是解答不及时导致后续探索欲望降低；二是跨学科问题涉及多个领域，无法快速定位解答方向；三是开展调研时缺乏系统指导，缺少科学性。
如果让问答墙结合AI，以对话形式及时向学生解答，是否就能满足孩子们日益增长的个性化学习需求？于是，“科艺问答墙”焕然一新，变成一面智慧屏，由智能体“小承”为学生们实时答疑解惑。
传统教学方式在实际应用中的局限和挑战，也是育民中学决心打造智能体“小承”的另一因素。
吴岚表示，以往教师在准备教学材料时，往往需要花费大量时间和精力从互联网上搜索和筛选资源，且质量参差不齐，难以满足教学需求；其次，学生的学习积极性和主动性难以充分调动。例如，一些学科知识较为抽象和复杂，如物理中的电磁学、数学中的几何证明等，学生在学习过程中容易产生畏难情绪，失去学习兴趣。
在艺术教育方面，育民中学面临着如何更好地传承和弘扬中华优秀传统文化、提升学生的审美素养和文化自信等问题。“开发教育智能体，借助人工智能技术解决这些教育痛点，成为学校当前的重要任务之一。”吴岚说。
一只能说会画的“小企鹅”
每当学生站在屏幕前提问时，手拿银杏叶的企鹅“小承”便会跳出来，生动形象地进行回答。这一形象，是由育民中学初一学生吕逸辰通过另一智能体设计而成。企鹅，是育民中学鱼类标本馆的镇馆之宝，又与“启智润心”的校园口号同为谐音。形象一出，学生们就被其可爱的外表所吸引。
比智能体形象更具吸引力的是“小承”丰富的功能。育民中学有从预备班到高三7个年级，为了满足不同年级学生们的需求，他们将“小承”功能进行分开设计。
位于操场旁边、由朗读亭改造成的“智能体服务终端”，主要面向低年级学生。该终端包括科艺活动学习库、AI学习、国画鉴赏、汉诺塔游戏、地点经纬通以及新年愿望六大功能模块，每个功能模块又会以不同的互动方式对学生进行知识输出。例如，“科艺活动学习库”涵盖物理、化学、美术、音乐等学科交叉知识点。当学生想知道“敦煌壁画颜料中的化学成分”或者“贝多芬交响曲里的数学节奏”，可以直接提问“小承”并获得解答。
“AI学习”则注重教育性和趣味性的平衡。通过趣味AI互动娱乐，让学生放松身心。其中有一个“声动骑行”小游戏，学生可以在虚拟环境中体验自行车骑行，这时还会听到智能体语音：“请减速，前方有下坡路段，这是由于重力势能转化为动能导致的加速现象。”通过在游戏过程中穿插科学知识讲解和语音互动，加深学生对物理知识的理解。
另一台终端是摆放在教学楼中的“AI探究一体机”，主要面向高年级学生。尽管都是智能体“小承”，但与“智能体服务终端”互动教育不同的是，“AI探究一体机”更偏向学科研究。
吴岚告诉《IT时报》记者，该智能体采用了预训练大模型作为基础，通过“喂养”大量科学实验数据、科学原理、艺术作品描述、风格分析等内容，对模型进行训练，并结合科学和艺术教育领域的专业知识和教学场景需求，对模型进行针对性的微调，使其能够更加准确地理解和解答科学和艺术领域的问题。
为了让学生对教学知识构建起更清晰的思维体系，学校还在“AI探究一体机”上开发了特色功能——知识图谱技术，即智能体通过学习大量的教材、教学大纲、学术文献和在线教育资源，对知识点进行细致的梳理和标注，并反馈给学生。
例如，在物理学科中，将力学、热学、电学等各个分支的知识点进行系统整理，并建立知识点之间的逻辑关系；在艺术领域，知识图谱以中国十大名画为核心，整合画家背景、画作风格、技法特点、历史影响等多维度信息，为学生提供更广泛的艺术知识网络。
传统课堂得以延伸
课堂之内，智能体“小承”如同一位不知疲倦的“小助教”，陪伴着学生们；课堂之外，智能体“小承”还如同一把钥匙，为传统教学模式打开无限可能。
针对低年级学生缺乏对历史与作者认知的痛点，“小承”让李白、杜甫等古诗作者变成“虚拟讲师”。当李白在“小承”的智慧屏里举起酒杯，高呼“我辈岂是蓬蒿人”的豪情壮志；当杜甫隔着屏幕感慨“大庇天下寒士俱欢颜”的家国情怀，古诗不再是课本里的文字，而是化作一场奇妙的历史之旅。
在学校文化节活动中，学生可以通过“国画鉴赏”功能与智能体互动，动动手就能让《千里江山图》等名画高清图片在屏幕上动起来，配合知识讲解，在活动中学习国画知识；科技上，利用“AI学习”模块和汉诺塔游戏开展挑战赛，从《洛神赋图》的艺术价值到物理学的受力分析，知识横跨艺术与科学，学生们轮流挑战“小承”，在竞赛中激发学习热情。
知识普及不仅是校园内的事，也是学校的责任之一。为此，“小承”设有两大登录模式：一是学校师生实名登录，记录学生的使用频率、学习时长，了解每个学生的学习兴趣和学习困惑；二是游客模式，面向社会开放使用，该模式下已实现基本的科艺问题问答，数字化突破校园边界，使更多人可以体验数字赋能教育带来的变化。
学校还起草了《上海市育民中学人工智能应用与管理规范二十条》，对学校管理、教师与学生的应用方面提出了规范性要求，防止师生过度依赖人工智能，促进批判性思维的养成。在“二十条”的加持下，“小承”智能体将“茁壮成长”。
“未来，我们还会对功能、内容、技术等方面进行升级改进。”吴岚表示，功能方面，将进一步完善专题大模型的知识库，增加更多的学科知识点和例题解析，提高模型回答的准确性和针对性；内容方面，将建立定期的内容更新机制；还会引入强化学习算法，使智能体能够根据学生的学习行为和反馈，自动调整教学策略和内容推荐，实现更加个性化的教学服务。
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