2022年6月,以教育部教育裝備研究與發展中心重點資助課題《新技術在教育裝備應用的趨勢研究》為依托,《2021教育裝備新技術發展報告》由清華大學出版社正式出版發行。在人工智能實驗教學單元,報告采用威盛人工智能教育解決方案,從育人目標、育人價值、解決方案,以及區域推進人工智能實驗教學實施規劃和人工智能學科教學展望五個方面,對基礎教育階段人工智能學科建設進行了詳細論述。
該書由教育部教育裝備中心新技術處處長李紅印、副處長梁森山擔任主編,為教育行政部門制定政策和相關標準的制(修)訂提供依據與參考,也為各級各類學校教育裝備配備提供參考。
為了獲得權威典型的應用案例,課題組深入威盛等一批重點企業進行考察,了解相關課程案例的教學效果和應用情況。經過實地調研和專家座談,以及課題組細致嚴謹的論證,選擇威盛作為人工智能實驗教學的案例。教育裝備中心副主任趙憲志在調研時評價認為,威盛無人駕駛、VR、人工智能等新技術在教育中的應用,為調研報告提供了數據支撐、決策依據和典型案例,為推進全國基礎教育裝備工作的科學發展,做出了積極的貢獻。
推進人工智能教育,實驗教學是必然
2017年國務院發布《新一代人工智能發展規劃》,首次提出實施全民智能教育項目,在中小學階段設置人工智能相關課程。但人工智能課程除了師資和指導用書,還需要借助配套的實驗平臺、學習終端、教學環境等進行體系化學習和認知實踐,實驗教學模式成為人工智能教育的最佳路徑。
報告指出,人工智能是一門交叉學科并具有實驗科學屬性,人工智能算法和應用技術需要在“人工智能+x”具體應用場景中,被使用才能得以發揮和體現。因此,為了保障國家對人工智能原始性創新人才培養的戰略目標,中小學生學習人工智能應采用實驗教學的方法,在學習理論知識的同時,進行驗證性實驗和項目應用實踐,從而增強學生對人工智能的認知水平和掌握程度。
分階施教,構建科學高效的解決方案
報告以《普通高中信息技術課程標準(2017年版)》和《義務教育信息科技課程標準(2022年版)》為指導,在學習目標、課程認知、教學方式等方面制定分階施教的策略。針對普通高中和義務教育兩個階段,分別制定不同的解決方案,通過構建指導用書、實驗平臺、學習終端、教學環境等于一體的教學體系,推進人工智能學科建設。
報告采用威盛人工智能實驗學習平臺教學模型和解決方案,為不同階段的教學提供實驗平臺和學習終端支持。
高中階段,采用適配新課標各版本教材的《普通高中教科書信息技術人工智能配套實驗指導用書》與指導用書高度貼合的人工智能實驗學習平臺,以及搭載人工智能系統級芯片的人工智能學習終端。學習平臺承載與實驗指導用書深度貼合的課程案例,并預裝Keras、OpenCV、Scikit-Learn、Pandas等130余種信息技術教材中涉及的Python庫,讓學生能夠在安全的環境中自由發散思維,完成程序開發。
高中階段人工智能學科實驗需要服務器作為計算終端為校園實驗環境做技術支持。計算終端設置“一對一”的“邊—端”和“一對多”的“邊—端”兩種不同方案,內置Python原生環境,預裝實驗指導用書中所有實驗案例,強大的Al計算能力可以支撐所有的實驗教學,使學生的學和教師的教更加順利。此外,通過創造栗人工智能云平臺還可以實現數據同步,師生在校外完成教學和學習,校長和教育局管理人員也可以看到教學進度。
義務教育階段又分基礎、提高、實驗三個階段,分別以不同的學習難度和教學策略,幫助學生了解和學習人工智能知識及實踐。義務教育人工智能學習終端內置了語音識別、圖像識別、無人駕駛等相關算法模塊,可創作豐富多彩的人工智能案例作品。硬件部分實現了開源硬件與人工智能的結合,無論是算力還是內存、存儲空間都滿足中小學生學習人工智能的需要。
在人工智能實驗室方面,威盛搭建了與場景相結合的人工智能實驗展廳,在展廳內,學生不僅能夠體會人工智能所帶來的樂趣,還能感受技術對生活帶來的影響,開闊對技術應用的眼界。高中階段還設置有學習互動區、人工智能體驗區、無人駕駛汽車體驗區等,通過將人工智能實驗器材帶入教室環境,增強學生的體驗度。
報告指出,人工智能實驗教學以實踐為主旨,讓學生通過走進實驗室深度學習人工智能理論和人工智能技術,構建當前階段比較完整的人工智能認知。在理論學習與實驗教學并重的背景下,更好地掌握人工智能的課程知識點,增加理解知識的速度。
發揮技術優勢,威盛助力實驗教學模式落地
目前,已有多個省市陸續發布人工智能發展規劃和人工智能教育政策細則,人工智能實驗教學已經有了一定程度發展。威盛人工智能教育解決方案,已在全國上千所學校成功落地,取得積極的社會反響。
威盛于2016年開發出創造栗人工智能教育解決方案,推出一系列人工智能教育產品及相應的人工智能教育課程,從學習、教學、實踐等多個維度綜合提升人工智能教育水平。為了構建良好的人工智能教學和實驗環境,增強學生對知識體系的全方位了解,威盛還聯合各地教學單位,建設可復制可推廣的“VR+教育”創新示范項目,積極推動虛擬現實技術與教育應用的融合創新。
《2021教育裝備新技術發展報告》編委、威盛人工智能研究院秘書長黃鳴曦表示,很榮幸能夠和英特爾、北京宏達威愛等優秀企業以及多位業內專家一起,參與《2021教育裝備新技術發展報告》的編撰,并以威盛一線教學課程,為人工智能實驗教學提供案例支持。未來,威盛將持續加強人工智能課程體系和學習終端等裝備的創新,持續賦能學校人工智能學科建設,協助全國各地教學單位建立科學高效的人工智能教學體系。
