当下,人工智能已渗透到我们日常生活和学习之中,随之带来的是教育理念的变化。“人工智能要从娃娃抓起”,这要求现在的教育不仅要能培养孩子们在学习过程中的逻辑思维,还要能丰富他们关于人工智能知识的信息素养,因此必须有效的推动中小学人工智能教育教学的创新与进步。然而,目前校内教育大多偏向于一些基础理论的普及,校外教育偏向于项目编程,二者都并未注重对学生理论与实践的一体化培养,中小学生人工智能的教育存在严重的弊端。本文以构建一体化创新架构为研究目标,对于中小学生的人工智能课程,将课程内容的教学以多种形式的慕课展开,辅以游戏化教学和模块化编程方式进行教学引导,最后将所学知识落地到实践项目中。同时在文中开展构建平台的技术教学,利用开放源代码平台构建整体架构,充分发挥慕课开放、海量和在线的教学特点,补足教师在慕课教学中的短板,为其提供建设慕课平台和设计慕课教学的手段。研究结果表明,该框架可以使学生由浅入深的学到人工智能相关理论知识,循序渐进的掌握编程技巧,在参与灵活有趣的落地项目中,实现从理论知识到落地实践的价值转换;使教师掌握、利用、拓展更多的教育资源,实现个性化教学;使慕课的设计者通过社区反馈和流量分析,及时掌握框架的更新和优化方向。这是一种一体化创新的课程架构,将能从一定程度上解决目前中小学教育中面临的弊端,培养更多的信息技术人才。