2022年6月,以教育部教育装备研究与发展中心重点资助课题《新技术在教育装备应用的趋势研究》为依托,《2021教育装备新技术发展报告》由清华大学出版社正式出版发行。在人工智能实验教学单元,报告采用威盛人工智能教育解决方案,从育人目标、育人价值、解决方案,以及区域推进人工智能实验教学实施规划和人工智能学科教学展望五个方面,对基础教育阶段人工智能学科建设进行了详细论述。

该书由教育部教育装备中心新技术处处长李红印、副处长梁森山担任主编,为教育行政部门制定政策和相关标准的制(修)订提供依据与参考,也为各级各类学校教育装备配备提供参考。

为了获得权威典型的应用案例,课题组深入威盛等一批重点企业进行考察,了解相关课程案例的教学效果和应用情况。经过实地调研和专家座谈,以及课题组细致严谨的论证,选择威盛作为人工智能实验教学的案例。教育装备中心副主任赵宪志在调研时评价认为,威盛无人驾驶、VR、人工智能等新技术在教育中的应用,为调研报告提供了数据支撑、决策依据和典型案例,为推进全国基础教育装备工作的科学发展,做出了积极的贡献。

推进人工智能教育,实验教学是必然

2017年国务院发布《新一代人工智能发展规划》,首次提出实施全民智能教育项目,在中小学阶段设置人工智能相关课程。但人工智能课程除了师资和指导用书,还需要借助配套的实验平台、学习终端、教学环境等进行体系化学习和认知实践,实验教学模式成为人工智能教育的最佳路径。

报告指出,人工智能是一门交叉学科并具有实验科学属性,人工智能算法和应用技术需要在“人工智能+x”具体应用场景中,被使用才能得以发挥和体现。因此,为了保障国家对人工智能原始性创新人才培养的战略目标,中小学生学习人工智能应采用实验教学的方法,在学习理论知识的同时,进行验证性实验和项目应用实践,从而增强学生对人工智能的认知水平和掌握程度。

分阶施教,构建科学高效的解决方案

报告以《普通高中信息技术课程标准(2017年版)》和《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》为指导,在学习目标、课程认知、教学方式等方面制定分阶施教的策略。针对普通高中和义务教育两个阶段,分别制定不同的解决方案,通过构建指导用书、实验平台、学习终端、教学环境等于一体的教学体系,推进人工智能学科建设。

报告采用威盛人工智能实验学习平台教学模型和解决方案,为不同阶段的教学提供实验平台和学习终端支持。

高中阶段,采用适配新课标各版本教材的《普通高中教科书信息技术人工智能配套实验指导用书》与指导用书高度贴合的人工智能实验学习平台,以及搭载人工智能系统级芯片的人工智能学习终端。学习平台承载与实验指导用书深度贴合的课程案例,并预装Keras、OpenCV、Scikit-Learn、Pandas等130余种信息技术教材中涉及的Python库,让学生能够在安全的环境中自由发散思维,完成程序开发。

高中阶段人工智能学科实验需要服务器作为计算终端为校园实验环境做技术支持。计算终端设置“一对一”的“边—端”和“一对多”的“边—端”两种不同方案,内置Python原生环境,预装实验指导用书中所有实验案例,强大的Al计算能力可以支撑所有的实验教学,使学生的学和教师的教更加顺利。此外,通过创造栗人工智能云平台还可以实现数据同步,师生在校外完成教学和学习,校长和教育局管理人员也可以看到教学进度。

义务教育阶段又分基础、提高、实验三个阶段,分别以不同的学习难度和教学策略,帮助学生了解和学习人工智能知识及实践。义务教育人工智能学习终端内置了语音识别、图像识别、无人驾驶等相关算法模块,可创作丰富多彩的人工智能案例作品。硬件部分实现了开源硬件与人工智能的结合,无论是算力还是内存、存储空间都满足中小学生学习人工智能的需要。

在人工智能实验室方面,威盛搭建了与场景相结合的人工智能实验展厅,在展厅内,学生不仅能够体会人工智能所带来的乐趣,还能感受技术对生活带来的影响,开阔对技术应用的眼界。高中阶段还设置有学习互动区、人工智能体验区、无人驾驶汽车体验区等,通过将人工智能实验器材带入教室环境,增强学生的体验度。

报告指出,人工智能实验教学以实践为主旨,让学生通过走进实验室深度学习人工智能理论和人工智能技术,构建当前阶段比较完整的人工智能认知。在理论学习与实验教学并重的背景下,更好地掌握人工智能的课程知识点,增加理解知识的速度。

发挥技术优势,威盛助力实验教学模式落地

目前,已有多个省市陆续发布人工智能发展规划和人工智能教育政策细则,人工智能实验教学已经有了一定程度发展。威盛人工智能教育解决方案,已在全国上千所学校成功落地,取得积极的社会反响。

威盛于2016年开发出创造栗人工智能教育解决方案,推出一系列人工智能教育产品及相应的人工智能教育课程,从学习、教学、实践等多个维度综合提升人工智能教育水平。为了构建良好的人工智能教学和实验环境,增强学生对知识体系的全方位了解,威盛还联合各地教学单位,建设可复制可推广的“VR+教育”创新示范项目,积极推动虚拟现实技术与教育应用的融合创新。

《2021教育装备新技术发展报告》编委、威盛人工智能研究院秘书长黄鸣曦表示,很荣幸能够和英特尔、北京宏达威爱等优秀企业以及多位业内专家一起,参与《2021教育装备新技术发展报告》的编撰,并以威盛一线教学课程,为人工智能实验教学提供案例支持。未来,威盛将持续加强人工智能课程体系和学习终端等装备的创新,持续赋能学校人工智能学科建设,协助全国各地教学单位建立科学高效的人工智能教学体系。

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