钱学森先生曾写下世纪之问:“为什么我们的学校总是培养不出杰出的科技创新人才?”以人民科学家钱学森命名的温州市南浦实验中学(温州市钱学森学校),多年来一直以这份“问题清单”为责任与使命,以科学教育和智慧教育为支点,在温州这片创新热土上,书写着属于中国基础教育的“钱学森答卷”。
AI点阵笔课堂、AI体育教学、太空智慧农场、人工智能实验室⋯⋯在这里,科学教育不是课本上单一的原理公式,而是触手可及的一点一滴的发现与创造。在这里,知识、技术、能力和创新创造在不断交叉、不断融合和不断演绎,学生们能像科学家一样思考,像工程师一样创造,又能像劳动者一样实践付出,最终获得的知识像收获的作物果实一样丰硕直观。
AI+智慧课堂 精准教学质量
5月14日,在温州市南浦实验中学八年级(25)班的一堂数学课上,每一位同学手里都握着一支款式相同的笔——“智慧笔”,在印刷有点阵码的练习纸上做习题。学校自去年起开始普及的点阵笔,覆盖数学、英语等多学科领域,让学习过程“有迹可寻”。从外表看,这支笔和普通的写字笔差不多,但是随着课程的进行,它的“智慧”逐渐显现。大家可以实时在电脑屏幕上看到每一位学生的答题过程、做题时长以及每一道题目的正确率等。
“我最喜欢的是智慧笔可以完整回放解题过程,有助于同学们思维碰撞,提高课堂互动效率,还可以帮助我及时复习,将知识点掌握得更加牢固。”八年级(25)班的庞志豪同学向记者分享自己使用智慧笔一年后的感受。据介绍,老师布置的纸质作业也可以通过点阵笔实时采集数据,系统会自动分析薄弱点,比如某班数学几何题错误率超过30%,就会触发智能组题功能,精准推送同类练习,让作业量减少30%的同时,知识点巩固效率提升40%。
另一边的操场上,同学们正在AI体育区域练习立定跳远的项目。“278厘米⋯⋯”同学们一个接一个完成后,AI体育智慧系统马上精准报出了每一位同学的成绩。从动作捕捉的毫米级纠偏到运动数据的秒级分析,从虚拟场景的沉浸式训练到校园竞技的云端化呈现,科技赋能让体育教师的指导从“经验教学”到“精准干预”。
此外,学校还应用“爱心小叮当”学生心理健康系统,在校园里部署的5G高清AI相机可以在课间无感捕捉学生放松时的真实表情,通过高精度人脸识别、表情识别算法,结合情绪预警模型分析情绪变化,并将数据推送给心理老师和班主任,让老师能在第一时间发现孩子的情绪波动。这套“动态监测—智能预警—精准干预”的闭环管理,让心理关怀从被动应对转为主动预防,真正让教育触达学生的内心。“过去靠观察,现在靠数据。这套系统让我们看到了那些‘沉默的呼救’。”林平老师介绍。
当被问及这些智慧系统的数据如何处理时,温州市南浦实验中学的彭来桂校长告诉记者,这些精准的数据采集与分析,最终会汇聚到校园“璞实智脑”数据平台,构建起学生素养数字画像,动态追踪同学们的成长轨迹和评价范式,实现“教—学—评”的精准对接,为个性化教育提供强有力支持。
AI科创实验室 打造智慧校园
“今天能以这样的方式与大家见面,我倍感欣慰,看到中国科学教育在新时代蓬勃发展⋯⋯”在温州市南浦实验中学钱学森生平纪念馆,“钱学森AI数字人”正在说话,学校通过语音合成、表情模拟等手段再现钱学森先生的音容笑貌,使数字人成为传递科学精神的重要载体。同时,学校还打造钱学森电视台,通过校园横今周报、璞玉学子等多元项目,让学生运用AI生成特效、优化脚本,在实践中深化技术应用能力。
除了钱学森生平纪念馆,温州市南浦实验中学科学馆还有一个航天科技体验馆。来自七年级(23)班的夏宁婕同学是科学馆宣讲员中的一员,她面向集团校及社会公众开展公益科普宣讲。她介绍道,航天科技体验馆里不仅配备专业的等比例航天服,以及“玉兔”号月球车、北斗导航卫星、“长征一号”火箭模型等,而且还可以让学生通过VR技术,沉浸式体验火箭发射、太空漫步等探索活动,学习配套相应的钱学森课程体系。“我曾经使用VR技术体验过长征三号,看到它的内部结构以及返回地球时的情境。整个过程身临其境,感觉自己真的成了一位航天员,感受他们工作的辛苦,深刻地体会坚韧的航天精神。”夏宁婕同学深有感触。
从钱学森科学馆走出来,长三角校长论坛联合采访的记者团一行人来到了太空智慧农场。“这是一株太空南瓜,那边是一片太空鸡蛋茄的幼苗⋯⋯”陈正豪老师正在耐心地讲解,太空智慧农场以太空种子种植为契机,通过比对实验、水培养护等项目,打破学科边界,提升学生跨学科思维与实践能力。同时,课程融合人工智能、科学、数学、信息等多学科内容,鼓励学生开展泛在化、项目化学习。“今年刚刚引进物联网与AI技术,农场可以实现农事记录、植物信息与环境数据的智能分析反馈。同学们也可以直接获取种植建议,然后再根据具体实验过程进行及时调整,进而培养学生工程思维与珍视生命、热爱自然的责任感,成为无边界育人的一项创新实践。”陈正豪老师如是说。
“感兴趣的同学只要报名相应的社团课程,均有机会参与。我们打破了传统学校的学习边界,为学生打造了一个集学习、体验、探索和创新实践于一体的智慧校园。”彭来桂校长介绍,学校还有人工智能实验室等,聚焦人工智能教育创新,深耕人工智能课程体系建设,以跨学科教学为枢纽,构建“3E”课程体系,赋能未来人才培养。
AI协同育人 培育“完整的人”
“我认为AI时代的学校教育,AI技术不能仅作为一种工具,更要成为一个教育改革的契机。”彭来桂校长总结,随着人工智能技术的迅猛发展,人类社会已全面步入智能化时代。在此背景下,科学教育亟待顺应技术革新浪潮,继续实现教育理念与方法的迭代重构。
去年,学校组织师生赴海南文昌观礼,见证嫦娥六号的成功发射。这些活动有效突破了学校学习的时空限制,为学生创造了更加灵活的体验环境,使他们在科学研学实践中进一步激发对科学的浓厚兴趣。此外,学校还和温州科技馆建立馆校合作,与温州市的高校以及西安交大钱学森学院等密切合作,鼓励学生走出校园,走进科学馆,走进高校人工智能实验室,让AI技术成为科学探究和实践中不可或缺的一环。
学校一直秉承钱学森大成智慧教育理念,注重逻辑思维与形象思维的协同培养。AI赋能科学教育最终指向学生科学素养的提升和创新实践能力的发展,为了给学生提供更优质的教育,学校打造了“科学家—教师—社会”科学教育共同体,人工智能实验室拓展提升类课程打造“科技+艺术+航天”矩阵,设立航模社团、AI艺术工坊等特色项目,同步开展“AI+”与“艺术+”双轨探究。
近一年来,学生在各类科技竞赛中成绩斐然,获国家级奖项5人次、省级奖项27人次、市级奖项108人次;2025年小工程师评选中,荣获温州市小工程师1名,鹿城区4名,鹿城区提名奖2名;2025年小科学家评选中同样收获精彩,温州市小科学家1名,鹿城区4名,鹿城区提名奖2名。这些成绩的背后,是师生们无数个日夜的努力和探索。
目前,学校正积极推进校园智能体系统的研发洽谈,致力于打造集教学、管理、生活于一体的全场景智能体平台。展望未来,学校将继续通过AI赋能、协同育人、精神铸魂等多条途径,探索科学教育的无限可能。通过科学教育的播种、激趣、筑梦和立志,助力学生素养全面提升。希望在温州、在南浦的沃土之上,能走出更多未来的科学家,既能探索量子宇宙,也能用科技守护绿水青山。
《上海中学生报》记者 张启萌