Младшие школьники создают с ИИ выставку об овощах

«Приключения Цайбао»: мультисенсорное проектное обучение с ИИ в младших классах  

Gao Yating, Zheng Yandong, Hu Hanlin, Zhu Jiayu, Deng Yao, Guo Xuewen  

Учебно-исследовательский институт образования города Шэньчжэнь, начальная школа (Гуанмин)  

Аннотация:Учебная школа Сицзэньчжоуского института образовательных исследований (Гуанмин) для младших классов решает проблему слабого понимания овощей у детей. В рамках проекта «История приключений овощей» используются различные инструменты искусственного интеллекта для создания интерактивных проектов. Ученики используют эти инструменты для организации «Интерактивной выставки овощей», которая проводится в детском саде. Путем анализа овощей, создания персонажей, тематических песен и игр, они создают сценарии для развития различных сенсорных способностей. Этот проект успешно воплощает принципы сочетания искусства, искусственного интеллекта и образования в области природы, что способствует повышению компетентности учеников и служит примером динамичного развития образования в младших классах.    

Ключевые слова:Искусственный интеллект в образовании; практика выставочного дизайна для людей разных возрастов; обучение с использованием всех четырех чувств    

В практике выращивания овощей на территории школы выяснилось, что у маленьких детей существуют проблемы с пониманием овощей и отсутствием интереса к ним. Традиционный односторонний метод обучения имеет ограниченные результаты; необходимы инновационные способы, чтобы стимулировать их любопытство и способность понимать информацию.  

I. Контекст и проблемы: происходят из повседневной жизни, направлены на развитие культуры  

В процессе проведения активностей по выращиванию растений в школе выяснилось, что дети младшего возраста, особенно в первом классе и в детском саду, имеют нечеткое представление о распространенных овощах, не проявляют интереса к неизвестным овощам или даже отказываются их есть. Это не только влияет на эффективность образования в области питания, но и ограничивает способность детей воспринимать и связываться с природой. Традиционные методы обучения природе включают наблюдение за изображениями, устное объяснение и т. д. Эти методы не привлекательны для маленьких детей, поэтому трудно добиться глубокого понимания и эмоциональной связи с природой.  

Перед лицом этой реальной проблемы, начальная школа Исследовательского института образования города Шэньчжэнь (Гуанмин) ставит ключевой вопрос: как использовать стратегии сотрудничества человека и машины, чтобы создать интеллектуальный экспозиционный проект, который заставит детей в детском саду больше интересоваться овощами? Цель проекта заключается в следующем:  

1) Решение проблемы слабого когнитивного развития  

С помощью разнообразных сенсорных и интересных методов система способствует улучшению понимания детей младшего возраста относительно характеристик овощей и их культурного значения.  

(2) Инновационные методы преподавания  

Исследовать проектное обучение (PBL), подкрепленное глубокими технологиями ИИ, реконструировать методы обучения на низком уровне, превращая пассивное восприятие в активное творчество.  

(3) Развитие основных компетенций  

В процессе решения реальных проблем необходимо развивать навыки научного исследования учащихся (научное развитие), способности к художественному творчеству (художественное развитие), навыки применения технологий, способности к сотрудничеству (нравственное развитие), а также навыки инновационного творчества (трудовое развитие). Таким образом достигается сочетание всех пяти видов развития.  

(4) Повышение цифровой грамотности  

Позволяйте учащимся младших классов самостоятельно ощутить ценность ИИ как инструмента для творчества и решения проблем, а также развивать их базовые технические навыки и способность к использованию цифровых технологий.  

II. Концепция и дизайн: технологическое обеспечение, синхронизация всех сенсоров  

В рамках этого проекта, следуя концепции «Жизнь — это курс, технологии — это кисть», реальные проблемы, возникающие в школьной жизни, преобразуются в учебные проекты, а также полноценно используются доступные инструменты ИИ (такие какDoubao AI, Суно AI) и открытые ресурсы в рамках национальной экосистемы образования в области интеллекта, создавая модель образования, ориентированную на студентов и полностью интегрированную с технологиями.  

1) Основная концепция дизайна  

1. Переход роли (Студент → Творец и Модератор): Студенты превращаются из получателей знаний в организаторов проектов, создателей контента и распространителей знаний (младшие наставники-организаторы).  

2. Исследование с использованием множества сенсоров с помощью ИИ: с помощью технологий ИИ можно преодолеть традиционные ограничения когнитивного восприятия, создавая интерактивные учебные опытные среды, где сочетаются визуальные элементы (изображения, IP, видео), звуковые элементы (композиции, озвучка) и тактильные элементы (игры, устройства для опыта).  

3. Сотрудничество человека и ИИ: ИИ как мощный инструмент помогает снизить требования к творческому созданию произведений, обработке данных и оптимизации решений. Он способствует проявлению творческих идей и решению проблем студентов, а не заменяет их собственное мышление.  

4. Сообщество обучения между разными возрастами (Cross-age Learning Community): Результаты проекта в конечном итоге используются детьми детского сада. Таким образом формируется замкнутый цикл обучения между разными возрастами: «обучение в первом классе школы → творчество → организация выставок; опыт в детском саду → обратная связь». Это способствует социально-эмоциональному развитию обоих участников.  

(2) Процедура проекта: пять стадий продвижения  

Основная структура проекта:

Исследование потребностей (анализ информации): путем посещения детских садов, проведения опросов с использованием картинок, а также с помощью анализа данных с помощью ИИ, можно точно определить состояние понимания детьми из детских садов о овощах и их интересы.  

Дизайн выставки (конкурс для маленьких детей): Учитывая кратковременность внимания маленьких детей, а также их предпочтения в тактильном/двигательном обучении (60%), учащиеся использовали методы таких форм работы, как мозговые штурмы и групповые обсуждения. Целью было создание выставки, посвященной овощам, чтобы выразить результаты их творческой работы и стимулировать интерес маленьких детей к овощам, а также способствовать развитию их когнитивных способностей.  

3. Практическая проверка (AI-завод по производству овощей): Студенты используют инструменты ИИ для творческой трансформации:  

(1) Когнитивная деконструкция: наблюдение через множество чувств + интерактивные вопросы и ответы с ИИ (Doubao AI).  

(2) Визуальные идеи: AI «Доуба» создал IP о эльфах овощей, карточки эмодзи и дизайн костюмов; AI превратил рисунок «Битва за ресурсы овощей» в динамичное видео (AI «Доуба»).  

(3) Аудио-креатив: студенты создавали тексты песен, а система SuNo AI создала музыку и видеоклип на тему «Фестиваля овощей».  

(4) Интерактивный опыт: AI система DouBao помогает в редактировании кода игры “Овощи 2048”. Также разрабатываются интерактивные элементы, такие как пазлы из овощей и элементы для создания “носиков”.  

(5) Создание аксессуаров: Искусственный интеллект помогает создавать аксессуары для овощей, глиняные заколки, удостоверения и другие креативные изделия.  

4. Реализация на разных уровнях (курс обучения кураторов AI): используется модель DeepSeek для создания индивидуальных планов обучения. С помощью модели “Ступенчатый путь развития маленьких наставников” (наблюдатель – сотрудник – руководитель) проводятся тренировки по ролевым играмам (из класса → мультимедийной аудитории → многофункционального зала детского сада). Это способствует развитию у студентов навыков наблюдения, выражения и реагирования в роли “маленьких кураторов”.  

5. Итеративное улучшение (Теория эволюции умного садика): снова проводятся опросы в детских садах, для сравнения данных до и после выставки; учащиеся осмысливают свой личный рост с помощью «Карты своих умных навыков». Проект оптимизируется на основе отзывов.  

(3) Техническая поддержка и объединение ресурсов  

1. Онлайн-ресурсы: Доубао AI (основные функции: анализ характеристик овощей, создание изображений, оптимизация эмодзи, создание видео, создание игр, предложения по решению проблем), Суно AI (создание тематических песен), DeepSeek (создание сценариев и оптимизация решений), код открытых игр.  

Офлайн-зоны: обычные классы (проведение дискуссий), классы с мультимедийными средствами (цифровое творчество, имитационные эксперименты), многофункциональная комната в детском саде (реальные выставки), садовые кашпо на территории школы (источник реальных ситуаций).  

Структуры обучения: серия материалов, таких как «Учебные материалы по совместному обучению с помощью ИИ», «Диаграммы для наблюдения за проектным обучением с помощью ИИ», «Материалы для создания песен о овощах», «Материалы для создания игр» и т. д. Эти материалы созданы учителями самими собой, а затем оптимизированы с помощью ИИ. Это способствует снижению порога для обучения и помогает определить направление исследований.  

III. Реализация и инновации: ИИ-палитра, создавая необычные эффекты  

Процесс реализации проекта полностью отражает ключевые особенности диджитализации образования: технологии глубоко интегрируются в все этапы обучения и учебы, что способствует изменению процесса обучения.  

1) Искусственный интеллект способствует глубокому познанию и творческому выражению.  

1. Преодоление ограничений чувств: В мероприятии “Открытие царства овощей” учащиеся не только смотрят на овощи, трогают их и обоняют их, но и используют ассистента ИИ “Доуба” для получения информации о научных вопросах, таких как “Почему у картофеля есть отверстия для роста растений?”. Это помогает им лучше понять этот процесс.  

2. Творчество становится доступнее. Когда ученики придумывают персонажей-овощей, они описывают их обычными словами. Например: «Нарисуй танцующего персонажа с пышной причёской из брокколи и в полосатой морковной рубашке». Doubao AI сразу создаёт яркие изображения. Дети выделяют характерные черты овощей, наделяют ими персонажей и создают множество забавных образов и стикеров.  

3. Динамическое повествование: в ответ на ограничения в понимании детей у статичного книжка-иллюстрации «Борьба за ресурсы овощей», студенты используют функцию преобразования изображений в видео вDoubao AI. Ключевое нововведение заключается в том, что студентов направляют на создание «базы подсказок» (действия персонажей, усиление эмоций, инструкции по переходу сцены) и оптимизацию параметров (длительность, остановка на ключевых кадрах), а также добавление голосовых диалогов и звуковых эффектов, созданных AI, что превращает статичную историю в захватывающий анимационный короткометражный фильм, эффективно передавая тему «обмен ресурсами».  

4. Распространение создания музыки: Студенты, понимая особенности овощей, создают тексты песен. С помощью ИИ Суно выбирается подходящий стиль музыки, чтобы создать песню на тему «Фестиваль овощей». Затем они составляют танцы, превращая свои знания в художественное выражение.  

(2) ИИ способствует созданию интерактивного опыта и решению проблем  

Дизайн обучения с использованием игровых элементов: студенты используют AI-систему Доубоп, чтобы извлечь и изменить код игры 2048, созданный на основе открытого кода. Инновационный подход к процессу объединения чисел преобразован в логическую цепочку: объединение овощей приводит к появлению новых видов овощей. Изображения овощей в формате PNG заменяют исходные материалы, что способствует более эффективному передаче знаний через игру. В игре постоянно воспроизводятся милые образы овощей, что стимулирует интерес детей к изучению овощей.  

2. Просветление индустриализации творческих продуктов в окрестностях: в мероприятии «Творческие овощи в окрестностях» студенты анализируют характеристики овощей (цвет, форма), используют AI Doubao для получения идей для дизайна, изготавливают глиняные заколки для волос и рисуют эмодзи, а затем обрабатывают и улучшают их с помощью AI. AI помогает создавать дизайн овощей, такие как «свидетельство о рождении» и «паспорт», и умно внедряет эти знания в повседневную жизнь.  

(3) Повышение роли и сертификация компетенций с использованием ИИ  

Персонализированное подкрепление: В процессе обучения «маленьких репортеров» используется анализ особенностей разных учеников с помощью DeepSeek, чтобы создать персонализированные фрейлы речи, что снижает тревогу при публичном выражении.  

2. Мультимодальные практические упражнения: создание уровневой ситуации обучения: обучение без использования бумаги в классе (базовый уровень) → ролевые игры в мультимедийном классе (повышенный уровень) → реальные ситуации в детском саде (практическое обучение + оценка со стороны наблюдателей). Использование реальных условий для тестирования способностей учащихся к адаптации (например, обработка ситуаций, когда экспонаты не привлекательны, взаимодействие с детьми и т. д.).  

3. Рефлексия, основанная на данных: в конце проекта учащиеся могут наглядно увидеть результаты проекта, сравнивая данные опросов в детском саду до и после реализации проекта (например, количество голосов за кукурузу увеличилось с 0 до 4, а количество голосов за другие объекты увеличилось с 0 до 2). С помощью карты своих навыков в области обучения, учащиеся отмечают свои достижения в таких аспектах, как «командная работа», «творческое выражение», «решение проблем», что способствует развитию метаобучения и визуализации своих навыков.  

(4) Создание новой модели интеллектуального преподавания и развития ресурсов  

Развитие мудрости учителей: Учителя в рамках проектов не только являются руководителями, но и участниками процесса обучения. Благодаря разработке и использованию ИИ для оптимизации различных учебных материалов, таких как таблицы наблюдений (например, «Таблица наблюдений по проекту с помощью ИИ», «Материалы для создания песен о овощах с помощью ИИ»), у учителей значительно улучшается их способность к информативному преподаванию и техническим навыкам. Учащиеся используют эти инструменты для создания ценных результатов в процессе совместной работы.  

Библиотека производственных ресурсов: проект создал множество цифровых учебных материалов, которые можно использовать повторно. Эти материалы включают: изображения растений, созданные с помощью ИИ, видео-фильмы на тему овощей, музыкальные клипы на тему овощей, интерактивные игры, а также шаблоны для обучения, оптимизированные с помощью ИИ. Все это создает основу для развития учебных программ в школах и обмена ресурсами между различными регионами.  

IV. Эффективность и влияние: культура видна, развитие очевидно  

Проект «Приключения Цайбао» дал значительные результаты в области образования и социальные выгоды, что полностью подтверждает ценность инноваций в образовании.  

1) На уровне студентов: синхронное развитие ключевых компетенций  

1. Углубление познаний и междисциплинарное понимание: У студентов сформирован систематический подход к изучению физических свойств, особенностей роста и культурных связей целевых овощей. Таким образом создается комплексная сеть знаний в области „природы, технологий и искусства“.  

Существенный рост навыков технологий и способностей к творчеству: 100% студентов умеют использовать различные инструменты искусственного интеллекта для исследований и творчества. Они понимают принципы сотрудничества человека и машины. Творческие способности проявляются в проектировании персонажей, создании текстов песен, адаптации игр и создании аксессуаров для одежды. В результате получается множество высококачественных творческих работ (визуальные, аудио и т. д.).  

3. Улучшение навыков практической работы и решения проблем: Студенты развивают свои навыки решения проблем и практической деятельности в реальных условиях – от планирования выставки, дизайна экспонатов, настройки функций ИИ до справления с неожиданными ситуациями на месте выставки (например, неисправности оборудования, отсутствие интереса у детей).  

4. Улучшаются социально-эмоциональные навыки: благодаря роли «малого наставника-оркестратора», эмпатия студентов (создание выставок, соответствующих когнитивным возможностям маленьких детей), навыки общения, чувство ответственности и способность преодолевать трудности (активное адаптирование при негативных отзывах) значительно улучшаются. Взаимодействие с людьми разных возрастов способствует развитию лидерских качеств студентов.  

5. Внутреннее стремление к обучению и высокое чувство уверенности в себе: изменение роли ученика (от ученика к учителю) и успехи, достигнутые благодаря технологиям, значительно повышают интерес учеников к обучению и их уверенность в себе. 85% учеников могут самостоятельно анализировать данные и делать выводы. 100% учеников четко понимают свой прогресс через «Карту своих умений в области обучения».  

(2) На уровне целевых пользователей (детских садов): эффективное стимулирование интереса к познанию  

На мероприентике происходили активные взаимодействия между посетителями и экспонатами; в среднем каждый экспонат имел 5 взаимодействий. После мероприентика данные показали, что дети в детских садах значительно лучше интересуются овощами, которые им раньше не нравились или были незнакомыми (например, тыквы, перцы, кресс-бри, и т. д.). Этот полный опыт, сочетающий визуальные, аудиальные и тактильные ощущения, эффективно преодолевает ограничения внимания маленьких детей, позволяя им учиться в процессе игры.  

(3) На уровне учителей и школ: повышение уровня образования через использование информационных технологий  

Команда учителей в процессе разработки и реализации проектов углубила свои знания в области концепций PBL и STEAM. Было значительно улучшено их способность использовать технологии (в частности, ИИ), создавать междисциплинарные курсы, создавать реальные учебные ситуации и проводить разнообразные оценки. Была создана система образовательных методов и ресурсов, которые можно использовать в различных проектах: технологии, реальные ситуации, изменение ролей участников обучения.  

Школа нашла путь реализации диджитализации образования и инноваций в образовательном процессе с использованием доступных инструментов ИИ и технологий open source. Это позволяет осуществлять процесс диджитализации с низкой стоимостью и высокой эффективностью, что способствует усилению особенностей и влияния школы.  

3. Богатый и разнообразный результат:

(1) Отчеты по данным: «Отчет о знаниях детей в детском саду о овощах», «Сравнительная карта знаний до и после выставки».  

(2) Творческие проекты: видео-альбомы с динамичными сценами «Борьба за ресурсы овощей», музыкальные клипы на тему «Фестиваля овощей», сборники дизайнов логотипов овощей, эмодзи, дизайн одежды в стиле овощей.  

(3) Интерактивные игры: адаптированная версия веб-игры “Овощи 2048”, игры в сборку овощей, интерактивные устройства для сортировки овощей.  

(4) Практика для разных возрастов: видео с реальных фотографий в детском саду, тексты, которые должны рассказывать ученики, список рекомендаций по улучшению.  

(5) Инструменты оценки: «Отчет о оценке этапов проекта», «Карта навыков в области технологий Супэкс», серия учебных заданий и таблиц для наблюдений в формате AI.  

5. Опыт и размышления: углубление использования цифровых и интеллектуальных технологий, непрерывное развитие  

Успешная практика проекта «Секреты садового бога» принесла ценные знания для инноваций в образовании в младших классах начальной школы. Кроме того, это указало направления для дальнейших улучшений в будущем.  

1) Ключевой опыт  

1. Реальные проблемы – это основа всего проекта: реальные проблемы, выявленные в жизни в школе и развитии студентов, являются основой жизнеспособности проекта и вовлеченности студентов.  

2. Технологии являются способствующими факторами: необходимо четко определить роль цифровых технологий, таких как ИИ, как инструментов для усиления творческих идей и повышения эффективности. Это способствует глубокому обучению и развитию навыков студентов, избегая при этом использования технологий в способах демонстрации или в качестве замены разумного мышления.  

Важно учитывать особенности развития мозга маленьких детей: будь то выбор технических инструментов (упрощение команд, удобная интерфейсная обстановка), способы организации учебных заданий (короткие, конкретные, многосенсорные) или способы оценки (визуализация, игровой формат) – все это должно соответствовать особенностям развития маленьких детей.  

4. Преобразование ролей – способ стимулировать активность: предоставление студентам реальных ролей, таких как «кураторы», «учителя-наставники», «дизайнеры», может значительно повысить их чувство ответственности и внутренние мотивы.  

5. Итеративный процесс в замкнутом цикле способствует развитию: замкнутый цикл «потребности – дизайн – реализация – обратная связь – итерация» обеспечивает эффективность проекта и развитие способности студентов к самоанализу.  

6. Сочетание пяти вида образования является целью проекта: проект естественно сочетает в себе добродетели (чувство ответственности, сотрудничество), интеллект (исследования, познание), физическую активность (практические действия), красоту (художественное творчество) и творчество (превращение идей в реальные продукты). Это способствует всестороннему развитию учащихся.  

(2) Размышления и направления оптимизации  

1. Повышение соответствия технологии и стабильности:

(1) Разработка/использование более простых интерфейсов взаимодействия с детьми, предназначенных для использования ИИ (например, усиление голосовых команд, использование иконок для управления).  

(2) Усилить тестирование совместимости технологий на раннем этапе (например, решение проблемы задержек при создании динамических книг).  

(3) Исследовать возможности использования технологий распознавания эмоций с помощью ИИ. Проводить реальное время анализ участия детей в выставке и их эмоциональных реакций, чтобы предоставлять „маленьким наставникам“ непосредственные отзывы и рекомендации по улучшению ситуации.  

2. Углубление понимания и расширение курсов:

(1) Продолжительное расширение: включение более глубоких аспектов, таких как наблюдение за жизненным циклом овощей (например, в контексте практики выращивания овощей на территории учебного заведения) и исследования в области питательной науки.  

(2) Усиление сотрудничества между школой и семьей: проведение конкурсов по творческому использованию овощей в семье, семейных мастер-классов для родителей и детей. Это способствует расширению влияния проекта на семью и укреплению совместного образования в школе и семье.  

3. Улучшение процесса оценки и сбора данных:

(1) Использование инструментов ИИ для автоматического записи процесса творчества студентов (например, скриншоты действий, записи голоса), что позволяет более полно отслеживать процесс их развития.  

(2) Исследовать использование технологий анализа изображений с помощью ИИ для количественного анализа распределения внимания детей во время выставки (время пребывания) и частоты взаимодействия с экспонатами. Это позволит получить более объективные данные, которые могут помочь в оптимизации дизайна экспонатов.  

(3) Дополнительное уточнение направлений оценки и описания уровней на “Карте навыков в области экспериментальных наук”.  

4. Содействие обмену ресурсами и региональному распространению: систематизация качественных ресурсов, созданных в рамках проектов (учебные материалы, базы предложений для ИИ, примеры работ, методы преподавания), их распространение через региональные платформы образования или национальные платформы интеллектуального образования. Это способствует использованию этих ресурсов большим количеством школ и учителей.  

6. Заключение  

“Приключения Цайбао” – это яркий пример успехов начальной школы в Шэньчжэньском институте образования и науки. Этот проект использует реальные проблемы, связанные с жизнью в школе, в качестве основы, а инструменты ИИ в национальной экосистеме интеллектуального образования служат инструментами для решения этих проблем. С помощью проектно-исследовательского подхода ученики первого класса смогли пройти путь от понимания информации до творческого творчества. Это показывает, как цифровые технологии могут способствовать интеграции пяти видов образования, как они могут помочь в решении проблем, связанных с абстрактным пониманием и глубоким обучением у маленьких детей, и как они могут стимулировать творческий потенциал и практическую мудрость детей. Концепции и модели, представленные в этом проекте, такие как “жизнь – это учебный процесс, технологии – это инструменты”, “ученики – это создатели и распространители”, “ИИ как усилитель творчества” – представляют собой ценные примеры инноваций в образовании и цифровой трансформации в начальной школе. Мы будем продолжать работать над улучшением технологической адаптивности, глубины учебных программ, точности оценок и распределения ресурсов, чтобы каждый ребенок мог исследовать реальные проблемы в эпохе цифровых технологий, видеть все, связывать все, творить что-то новое, и расти здорово и счастливо.