投石中小學(xué)人工智能實驗室:AI科學(xué)創(chuàng)新教育平臺
近年來,國家密集出臺了一系列推動人工智能與教育深度融合的政策文件。2025年8月,國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于深入實施“人工智能+”行動的意見》明確要求“把人工智能融入教育教學(xué)全要素、全過程,創(chuàng)新智能學(xué)伴、智能教師等人機協(xié)同教育教學(xué)新模式,推動育人從知識傳授為重向能力提升為本轉(zhuǎn)變”。同時,教育部等九部門聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于加快推進教育數(shù)字化的意見》進一步強調(diào),要“以人工智能技術(shù)推動科研范式變革,提高科研組織效率,衍生學(xué)科增長點,助力建設(shè)一批新興學(xué)科、交叉學(xué)科”。這些政策共同構(gòu)成了推動AI與教育深度融合的宏觀政策框架,為我們的產(chǎn)品研發(fā)與推廣創(chuàng)造了歷史性機遇。
為此,投石面向中小學(xué)客戶,打造了AI+科學(xué)創(chuàng)新教育平臺,運用藝術(shù)與科技融合的理念,在國內(nèi)率先創(chuàng)新提出將STEAM教育融合AIGC工具形成作品的展示路徑。投石始終把硬件協(xié)同創(chuàng)新、跨平臺工具運用、AI驅(qū)動的跨學(xué)科項目實踐等關(guān)鍵理念運用于中小學(xué)生的作品指導(dǎo),將AI驅(qū)動的開發(fā)工具革新、AI與編程的創(chuàng)造性融合、AI支持的藝術(shù)與工程創(chuàng)新等實用新型方法賦能于AI+教育業(yè)務(wù)領(lǐng)域,助力國家AI人才培養(yǎng)戰(zhàn)略。
2025年6月,在投石智能為服務(wù)南京市玄武區(qū)教育局AI+跨學(xué)科主題實踐成果交流活動中,投石科技提出STEAM與AIGC融合展示的技術(shù)支撐路徑。在國內(nèi)首創(chuàng)將STEAM教育體系與AIGC工具結(jié)合,形成標(biāo)準(zhǔn)化科創(chuàng)作品展示路徑,解決AI教育中內(nèi)容碎片化問題。并通過硬件協(xié)同創(chuàng)新、跨平臺工具整合及AI驅(qū)動的項目實踐,賦能學(xué)生作品開發(fā)。投石智能可以為中小學(xué)人工智能教育提供全流程技術(shù)解決方案,如為數(shù)百件中小學(xué)學(xué)生科創(chuàng)作品提供交互實現(xiàn)路徑的專業(yè)指導(dǎo);定制開發(fā)核心硬件(如AIGC拍照機、互動騎行裝置等)及配套軟件;負(fù)責(zé)展廳布展、調(diào)試及展期運維,確保現(xiàn)場100多件AI科創(chuàng)展品流暢運行。
2025年,南京師范大學(xué)附屬實驗學(xué)校“旺旺旺”科技創(chuàng)意紙塑工作坊中,投石智能為工作坊提供了多款A(yù)I技術(shù)產(chǎn)品,包括AI智能香腸狗、全息倉機器狗、全息風(fēng)扇、全息禮盒及AIGC繪畫拍照系統(tǒng)。通過AI技術(shù)將照片轉(zhuǎn)化為“狗”主題卡通風(fēng)格圖像,支持風(fēng)格遷移、圖像增強等功能,用于美育實踐;AI智能香腸狗:將AI模塊嵌入紙塑作品,實現(xiàn)人機智能問答,賦予傳統(tǒng)手工藝“數(shù)字生命”成果展示:該工作坊在全國第八屆中小學(xué)學(xué)生藝術(shù)展演中獲教育部及省市領(lǐng)導(dǎo)表揚,并獲央視等媒體報道。

當(dāng)教室會“思考”,當(dāng)課本能“對話”
你是否想象過,學(xué)校的墻壁會“說話”,向你講述星辰大海的奧秘?
你是否期待過,歷史書里的偉人能“復(fù)活”,與你面對面暢談古今?
今天,這不再是科幻電影!我們帶來的AI+科學(xué)創(chuàng)新教育平臺,正將校園從傳統(tǒng)的知識傳授地,升級為一個能感知、會思考、可互動的“智慧生命體”。
平臺特點
深度融合,而非生硬疊加
我們不止提供硬件,更提供與課程標(biāo)準(zhǔn)深度融合的全場景解決方案,鼓勵教師將AI工具與不同學(xué)科教學(xué)相結(jié)合。讓AI真正為教學(xué)目標(biāo)服務(wù),成為教師信賴的得力助手,而非負(fù)擔(dān)。
激發(fā)興趣,驅(qū)動內(nèi)在探索
告別填鴨式教學(xué)。我們的裝置通過視覺、語音、手勢或觸摸、人工智能大模型方式與學(xué)生游戲化、情景化的交互,點燃學(xué)生的好奇心與求知欲,讓他們從“要我學(xué)”變?yōu)?ldquo;我要學(xué)”。
營造全域?qū)W習(xí)環(huán)境,打造科技新名片
讓AI走進學(xué)校,融入校園的各個角落。例如,將普通教室改造成AI+科學(xué)創(chuàng)新教育的功能教室,在圖書館設(shè)置推薦書單的AI館員,在走廊布置科技走廊,隨時解答疑問的智能助手,打造一個“無處不可學(xué)”的智慧校園生態(tài)。
個性化設(shè)計,靈活的布局
獨立的六邊形邊框設(shè)計,可單獨安裝,也可任意拼接安裝,根據(jù)用戶行為和偏好,設(shè)計不同的風(fēng)格的墻面。
應(yīng)用場景
人工智能教室/科創(chuàng)教室
校園科技走廊
AI+科學(xué)創(chuàng)新教育平臺產(chǎn)品(持續(xù)更新中)
1.“AI機械手猜拳”裝置

AI機械手猜拳游戲作為 “機械互動 + 娛樂競技” 的結(jié)合體,結(jié)合了機械工程、機器人技術(shù)、人工智能和計算機視覺,通過攝像頭攝取圖像或視頻,利用深度學(xué)習(xí)識別用戶手部動作,高性能AI主控根據(jù)捕獲識別的手掌動作,同步控制機械手掌,從而還原人手掌各姿態(tài)。
簡單來說,它是一個集成了人工智能的機械手臂(通常是多指靈巧手),能夠:
感知環(huán)境:
通過攝像頭、力傳感器、觸覺傳感器等“看見”和“感受”物體。
理解意圖:
通過AI算法理解人類的指令(語音、手勢甚至腦電波)。
智能決策:
決定如何抓取、操作或回應(yīng)。
靈巧操作:
像人手一樣完成精細(xì)、復(fù)雜的任務(wù)。
游戲玩法:
通電后,啟動開機按鈕,等leapmotion紅燈亮起(約1~2分鐘左右),即可把手放置高于leapmotion距離15厘米~20厘米左右進行識別,機械手會捕捉您手“石頭”/“剪刀”/“布”的動作和您進行猜拳游戲。
主要組成
硬件:機械手掌 1套、控制板 1套、小主機電腦 1臺、Leapmotion 1個、開關(guān)按鈕 1個、適配器 2個、結(jié)構(gòu)體 1套。
軟件:機械手猜拳軟件。
操作系統(tǒng):Windows系統(tǒng)。
應(yīng)用場景
科普教育與 STEAM 教育場景:
機械手猜拳的核心是 “機械結(jié)構(gòu) + 傳感器 + 算法控制”的協(xié)同,天然適合作為直觀的科技教學(xué)載體,幫助學(xué)習(xí)者理解自動化、人工智能、機械工程等基礎(chǔ)原理。
中小學(xué)科技課 / 興趣班:
教師可通過拆解機械手猜拳的 “決策邏輯”(如攝像頭識別手勢、算法生成隨機 / 策略性出拳)、“機械執(zhí)行”(舵機驅(qū)動關(guān)節(jié)運動、爪子開合力度控制),讓學(xué)生直觀理解 “輸入(手勢)→處理(算法)→輸出(機械出拳)” 的自動化流程,替代抽象的理論講解。
大學(xué)機器人 / 自動化專業(yè)實驗課:
作為入門級實踐項目,學(xué)生可基于開源硬件(如 Arduino、ROS 機器人系統(tǒng))搭建猜拳機械手,涉及 “機器視覺(OpenCV 識別手勢)”“運動控制(Inverse Kinematics 逆運動學(xué)計算關(guān)節(jié)角度)”“人機交互邏輯設(shè)計” 等核心知識點。
科技館 / 青少年活動中心展品:
作為互動科普裝置,吸引兒童和青少年主動體驗。例如:設(shè)置 “人機對戰(zhàn)排行榜”,玩家擊敗機械手后可獲取 “機械小達人” 證書,同時屏幕同步顯示機械手的 “思考過程”(如 “我識別到你出了‘布’,我選擇出‘剪刀’”),潛移默化傳遞 AI 與機械的工作原理。
外形尺寸

2.“AI智能體”裝置

AI智能體是一個能夠感知環(huán)境、進行推理、制定決策并執(zhí)行行動以實現(xiàn)特定目標(biāo)的智能系統(tǒng)。它通過對話方式接收用戶的輸入,由大模型自動調(diào)用插件或工作流等方式執(zhí)行用戶指定的業(yè)務(wù)流程,并生成最終的回復(fù)。你可以把它想象成一個“數(shù)字員工”或“虛擬助手”,但它遠比簡單的聊天機器人更強大和自主。
核心定義:
智能體 = 大語言模型 + 推理能力 + 工具使用 + 記憶
與傳統(tǒng)的、只能被動回答問題的AI助手(如早期的Siri或單輪對話的ChatGPT)不同,AI智能體具有主動性、目標(biāo)導(dǎo)向性和持續(xù)性。
主要組成
硬件:10寸電容觸摸屏 1個、安卓板 1個。
軟件:AI智能體軟件 1套。
操作系統(tǒng):安卓系統(tǒng)。
核心能力與特點
自主規(guī)劃與分解任務(wù):
給定一個復(fù)雜目標(biāo),智能體能夠自動將其分解為一系列可執(zhí)行的子任務(wù)。
工具使用與操作:
智能體可以調(diào)用外部工具和API來擴展其能力。例如:搜索信息、處理數(shù)據(jù)、操作軟件等。
記憶與上下文管理:
智能體擁有長期和短期記憶,能夠記住整個任務(wù)流程中的關(guān)鍵信息、之前的決策和結(jié)果,從而在長周期任務(wù)中保持連貫性。
推理與反思:
這是智能體最核心的能力。它能夠?qū)Ξ?dāng)前情況、已有信息和行動結(jié)果進行“思考”。
應(yīng)用場景
個人生活助理:
自動管理你的日程、郵件,幫你訂餐、預(yù)訂旅行,并根據(jù)你的健康數(shù)據(jù)提供個性化建議。
軟件開發(fā):
自動編寫代碼、測試、調(diào)試和部署程序,極大提升開發(fā)效率。
客戶服務(wù):
不再是簡單的問答機器人,而是能夠真正處理復(fù)雜問題、查詢訂單、辦理退換貨的全流程客服。
科學(xué)研究:
自動閱讀海量科學(xué)文獻,提出假設(shè),設(shè)計實驗(在模擬環(huán)境中),并分析實驗結(jié)果,加速新藥研發(fā)、材料發(fā)現(xiàn)等。
商業(yè)與金融:
進行市場分析、生成商業(yè)報告、自動執(zhí)行復(fù)雜的投資策略。
游戲與模擬:
創(chuàng)建具有高度智能和適應(yīng)性的非玩家角色,或用于訓(xùn)練自動駕駛、機器人等復(fù)雜系統(tǒng)。
內(nèi)容創(chuàng)作與營銷:
自動完成從市場調(diào)研、文案撰寫、圖片生成到社交媒體發(fā)布的全套內(nèi)容營銷流程。
外形尺寸

3.“挑戰(zhàn)10秒”裝置

挑戰(zhàn)10秒”裝置本質(zhì)上是一種基于反應(yīng)速度判定的計時互動工具,本挑戰(zhàn)10秒共三關(guān)。當(dāng)自復(fù)位按鍵被按下時,自動進入關(guān)卡,數(shù)碼管開始倒計時。當(dāng)剛好在第一關(guān)的1.000s-1.500s,第二關(guān)的1.000~1.300s,第三關(guān)的1.000s~1.100s被按下,對應(yīng)播報闖關(guān)成功的聲音,否則發(fā)出挑戰(zhàn)失敗的音效。測一測你的反應(yīng)速度吧!
主要組成
硬件:數(shù)碼計時牌 4位、 Arduino控制板 1個、繼電器模塊 1個、音頻板 1個、按鈕 2個.
軟件: “挑戰(zhàn)10秒”互動軟件。
操作系統(tǒng):windows系統(tǒng)。
應(yīng)用場景
學(xué)生反應(yīng)力/手眼協(xié)調(diào)訓(xùn)練:
用于學(xué)生的反應(yīng)速度測試。例如:模擬緊急情況,將倒計時設(shè)為 15 秒,倒計時結(jié)束前按下對應(yīng)按鈕,通過 “拍停” 游戲鍛煉手部精細(xì)動作和時間感知能力。
品牌快閃店互動裝置:
品牌在快閃活動中設(shè)置該裝置,將倒計時與品牌元素結(jié)合(如倒計時數(shù)字顯示品牌 LOGO),玩家成功闖關(guān)可參與抽獎,增強品牌互動體驗。
科技館 / 科普展覽:
作為 “人類反應(yīng)速度” 的科普裝置,展示神經(jīng)傳導(dǎo)與動作反應(yīng)的時間差,搭配文字說明科學(xué)原理,兼具娛樂與教育意義。
企業(yè)團隊拓展活動:
分組進行反應(yīng)速度比拼,成功次數(shù)多的團隊獲獎勵,提升團隊協(xié)作和競爭意識??稍O(shè)置接力挑戰(zhàn),增加難度(如每人依次拍停,總耗時需在一定范圍內(nèi))。
外形尺寸

AI+科學(xué)創(chuàng)新教育平臺產(chǎn)品尺寸圖
AI+科學(xué)創(chuàng)新教育平臺產(chǎn)品組合及排布方式
(僅部分展示)
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