“创新、实践、发明一站式”人工智能实验室的建设与应用

赵克己 朱静艳

项目概述

作为江苏省高品质示范高中首批建设立项学校（G20），学校把“ 虚拟与现实融合，开启智慧教育的新范式”作为重点子规划，我们把“人工智能教育创新实验室”作为其中的一个重要项目，争取打造省内一流的人工智能实验室，打造人工智能基础教育新范式，进一步推进本地区人工智能人才的培养。

主要功能：

展示：分区域展示语音、视觉、文本、运动几个领域的处理过程算法原理，同时可以作为教学时的实践空间。

教学：主要教学空间，研究中学人工智能教学，探索适合中学生人工智能的知识体系。

竞赛：以项目学习课题为主导，组织学生们进行课题制作；以外部赛事为目标，进行针对性能力培养。

拟解决问题

无处不在的人工智能应用，对中小学生掌握AI技术、培养AI思维提出了迫切需求。国家出台一系列政策推进中小学AI教育。我们学校响应号召开始立项积极投身到人工智能教学实践研究中。

1、建设省内一流人工智能实验室。

2、尝试开发适合本地区高中生的人工智能课程。

3、促进教师专业化发展，培养一支人工智能教学教师队伍。

推进过程

1、2020年3月 参加科技部全国中小学人工智能教育实验校工作会议

2、2020年6月 申报常州市教育信息化项目

3、2020年7月 开始研究比较实验室建设方案。

4、2020年7月 增加朱静艳老师为项目负责人

5、2020年8月 确定硬件场所建设方案，向区财政申报经费预算。

6、2020年9月 探索使用aplo平台在选修课上进行人工智能教学实践。

7、2021年9月 探索使用商汤教育平台在选修课上进行人工智能教学实践。

8、2020-2021年陆续添置人工智能相关的开源硬件设备

9、2022.6 开始参与教育部课程教材研究所中小学人工智能教育实践研究项目

10、2022年9月 挑选两个实验班进行人工智能教学实践。

11、2022年9月 组织学生参加人工智能相关竞赛：“第四届长三角中学生数据应用创新研究活动”

12、2022年10月修改硬件场所建设方案，继续向区财政申报经费预算。

13、2023年5月 组织学生参加机器人竞赛

阶段成果

1. 在人工智能原理与方法的课程实践中积累一些教学案例，初步有了自己的体系。

(1) 2022.10信息化教学实验区建设交流研讨人工智能课程专题教研活动市级公开课《图像理解-用KNN进行动物分类》

(2) 2023.3 受邀参加课程教材研究所组织的人工智能教育实践项目第一届成果交流展示会，会议在成都举行，并在展示会上上了一节展示课：《鸢尾花分类（体验机器学习的一般流程）》

2. 项目组成员基于实践感受，总结了一批论文

(1) 2020/12郑霞“中小学人工智能教学发展及现状研究”获武进区二等奖

(2) 2021/09张峰凡-“虚拟现实技术支持智能实训的逻辑进路与实践选择”发表在《职业教育》

(3) 2021/10郑霞“高中人工智能校本课程教学实践研究”发表在《中小学电教》

(4) 2021/12郑霞“基于项目式教学的高中人工智能课程校本实践”获师陶杯省二等奖”

(5) 2022/02郑霞“深议项目式教学中提升学生计算思维的有效策略——以高中人工智能课程为例”发表在《学苑教育》

(6) 2022/07赵克己吴忠波“高中人工智能课程对德育教学质量影响因素之探究”发表在《吉林教育》

3. 同步开展《高中人工智能课程的构建与实践研究》课题研究。

(1) 2021年3月设计立项，2021年9月被批准为武进区备案课题

(2) 2021年9月通过开题论证，2022年11月参与中期评估

辐射效应

(1) 2022.6月13日 赵克己应邀给常州人工智能实验区做题为《人工智能课程导学》讲座

(2) 2022年8月2日 郑霞应邀给常州人工智能实验区做题为《智能车控制 》课例分享交流

(3) 2022年8月12日 赵克己应邀给全国人工智能实验区做题为《分类与识图认物 》课例分享交流

(4) 2022年8月17日 赵克己应邀给常州人工智能实验区做题为《感知器分类探秘 》课例分享交流

(5) 2022年9月赵克己作为全国人工智能实验区教师代表参与上海人工智能实验室的国际人工智能教育会议宣传片拍摄。

(6) 2023年5月 赵克己应邀给常州人工智能实验区做题为《人工智能课程与传统编程、机器人课程的区别》的讲座

存在困难与下阶段计划

1. 目前的困难：

(1) 实验室硬件尚未到位，资金预算还在争取中

(2) 课程开发方面的整体内容规划尚未完成

2. 下阶段计划：

(1) 总结目前实践过程的经验和教训，继续进行图像声音等其它领域的人工智能教学实践探索。

(2) 进一步探索更契合高中生的课程内容，完成整个课程内容规划。

(3) 继续学习研究原理性知识，探索“深度学习和神经网络原理”和“对抗生成网络”在高中实施的可行性。

(4) 进一步推进硬件环境建设

(5) 指导学生参加更多人工智能相关竞赛，以竞赛促进项目组成员深度参与。