鱼在水中游，菜在水上长，这套看似简单的生态循环，一旦加上人工智能的“大脑”，会碰撞出怎样的火花？5月27日，在上海市普陀区金鼎学校，这里的孩子们正在上一堂跨学科STEM课程。他们不仅在校内搭建真实的“鱼菜共生”系统，更利用传感器与AI技术实现智能化检测，化身“都市小农夫”，在动手实践中探索生态与科技的融合奥秘。
上午9时，走进金鼎学校的科技课堂，一套由移动花架改造的“鱼菜共生智能系统”正在安静运转。从花架搭建到鱼缸配置，整套装置全部由学生自主完成。系统中铺设的石英石和过滤系统能够培养硝化细菌，将鱼类粪便转化为植物可吸收的氮磷钾等营养元素，形成一个闭环的生态循环。“鱼菜共生是一种自然生态循环，鸡毛菜、小青菜都可以跟鱼类共生。蔬菜净化水质，鱼类提供养分，形成一个小型生态模拟。”六年级学生丁宇认真介绍。
而真正让这套系统“活”起来的，是人工智能技术的引入。与几周前刚接触传感器时的生涩不同，今天的课堂上，学生们已经能熟练操作TDS和pH测试仪器，进一步学习加装水温及空气温湿度传感器。“我之前有编程基础，但对这些传感器接触不多。通过这门课程，我认识了更多传感器，也获得了更多实践经验。”学生江祉涵说。在教师指导下，他们正在编写程序，将多维数据实时传输至校园物联网平台，未来将实现自动预警、自动增氧等智能化管理。
真实的工程实践中，失败与迭代是最好的老师。学生们在初版系统中发现，每个种植槽下方都设计了三个下水孔，导致水流量过大，便自主利用3D打印技术重新设计零部件，规划水流路径。硬件集成上，他们也用3D打印制作了整块硬件底板，将传感器规整集成。课堂调试同样充满趣味，当零件接错时，数据看板上偶尔会测出较为离谱的数据。“有时候引脚接错，测出水缸中pH值显示两百多，温度飙到四百多度。课程肯定是有难度，但我觉得这就很有意思。”学生高海博直言，正是这些“幽默”的数据，让大家在反复纠错中体会到了探索的真实乐趣。
这门课程共设计了12个课时，以“鱼菜共生智能系统”为载体。教师团队特意选在春夏季节开展教学，该时节蔬菜蓬勃生长、鱼儿不断繁殖，学生最容易获得“养鱼成功、种菜成功”的成就感。“我之前对养鱼种菜一无所知，这门课让我了解到原来有这么多重要的知识，在探索的过程中就能找到乐趣。”学生狄淑颖表示。
“学生最缺的不是知识，而是动手实践的平台与场域。”金鼎学校人工智能教师李宏亮深有感触，通过“鱼菜共生智能系统”这一跨学科载体，融合人工智能、信息科技与劳动教育，学生不仅能学到各学科素养，更在真实问题中锻炼了工程思维、科学素养和低碳环保意识。
据了解，该项目也是普陀区科协“区校联动”科普项目的重要组成部分。项目自2022年启动，本年度已是第四个周期，目前已将AI科普课程送进9所中小学校。下一步，区科协将继续以“人工智能+”为主题，为青少年提供更多元、沉浸的科普服务，让孩子们在科技的滋养中拓宽视野，为全面发展打下坚实基础。
记者：胡文怡
编辑：戴琳
