上海
魚在水中游，菜在水上長，這套看似簡單的生態循環，一旦加上人工智能的“大腦”，會碰撞出怎樣的火花？5月27日，在上海市普陀區金鼎學校，這里的孩子們正在上一堂跨學科stem課程。他們不僅在校內搭建真實的“魚菜共生”系統，更利用傳感器與ai技術實現智能化檢測，化身“都市小農夫”，在動手實踐中探索生態與科技的融合奧秘。
上午9時，走進金鼎學校的科技課堂，一套由移動花架改造的“魚菜共生智能系統”正在安靜運轉。從花架搭建到魚缸配置，整套裝置全部由學生自主完成。系統中鋪設的石英石和過濾系統能夠培養硝化細菌，將魚類糞便轉化為植物可吸收的氮磷鉀等營養元素，形成一個閉環的生態循環。“魚菜共生是一種自然生態循環，雞毛菜、小青菜都可以跟魚類共生。蔬菜凈化水質，魚類提供養分，形成一個小型生態模擬。”六年級學生丁宇認真介紹。
而真正讓這套系統“活”起來的，是人工智能技術的引入。與幾周前剛接觸傳感器時的生澀不同，今天的課堂上，學生們已經能熟練操作tds和ph測試儀器，進一步學習加裝水溫及空氣溫濕度傳感器。“我之前有編程基礎，但對這些傳感器接觸不多。通過這門課程，我認識了更多傳感器，也獲得了更多實踐經驗。”學生江祉涵說。在教師指導下，他們正在編寫程序，將多維數據實時傳輸至校園物聯網平臺，未來將實現自動預警、自動增氧等智能化管理。
真實的工程實踐中，失敗與迭代是最好的老師。學生們在初版系統中發現，每個種植槽下方都設計了三個下水孔，導致水流量過大，便自主利用3d打印技術重新設計零部件，規劃水流路徑。硬件集成上，他們也用3d打印制作了整塊硬件底板，將傳感器規整集成。課堂調試同樣充滿趣味，當零件接錯時，數據看板上偶爾會測出較為離譜的數據。“有時候引腳接錯，測出水缸中ph值顯示兩百多，溫度飆到四百多度。課程肯定是有難度，但我覺得這就很有意思。”學生高海博直言，正是這些“幽默”的數據，讓大家在反復糾錯中體會到了探索的真實樂趣。
這門課程共設計了12個課時，以“魚菜共生智能系統”為載體。教師團隊特意選在春夏季節開展教學，該時節蔬菜蓬勃生長、魚兒不斷繁殖，學生最容易獲得“養魚成功、種菜成功”的成就感。“我之前對養魚種菜一無所知，這門課讓我了解到原來有這么多重要的知識，在探索的過程中就能找到樂趣。”學生狄淑穎表示。
“學生最缺的不是知識，而是動手實踐的平臺與場域。”金鼎學校人工智能教師李宏亮深有感觸，通過“魚菜共生智能系統”這一跨學科載體，融合人工智能、信息科技與勞動教育，學生不僅能學到各學科素養，更在真實問題中鍛煉了工程思維、科學素養和低碳環保意識。
據了解，該項目也是普陀區科協“區校聯動”科普項目的重要組成部分。項目自2022年啟動，本年度已是第四個周期，目前已將ai科普課程送進9所中小學校。下一步，區科協將繼續以“人工智能+”為主題，為青少年提供更多元、沉浸的科普服務，讓孩子們在科技的滋養中拓寬視野，為全面發展打下堅實基礎。
記者：胡文怡
編輯：戴琳
上觀號作者：上海普陀
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