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为学生创造力“撑腰”,温州瓯海打造“学有所用”的人工智能教育

你有没有想过,人工智能不仅可以做到识别人脸,也可以用来识别“虫脸”?

在温州市瓯海区实验小学集团学校,为了保卫自己的小小农场,学生们设计了一款“虫脸识别”小程序,只需把摄像头对准昆虫进行拍照识别,便可以得知这只小虫子是否属于常见的数十种害虫种类之一。

“虫脸识别”小程序是学校人工智能暑期实践活动的成果之一。为了给学生学习人工智能打造真实情境,温州市瓯海区实验小学集团学校将人工智能课程与学校的“巴学园农场”相结合,鼓励学生在农场种植实践中发现问题,并灵活运用科学技术知识解决问题,将人工智能教室“搬”到了地头田间。

人工智能技术正在越来越多地影响着人们的生活,应用场景丰富多样。学校校长赵成木表示:“我校是全国人工智能培育校,市、区级也大力支持我校人工智能教育的发展,学校也很重视人工智能教育与真实生活情境的结合,让学生发现生活中的问题,再加以解决。真正培养出具备探究精神和创新能力的未来人才”。

农场里教AI,把抽象的人工智能知识具象化

“巴学园”农场位于温州市瓯海区实验小学集团学校前汇校区,这片农场占地8亩,生长着30种蔬果作物,全部都由学校学生们亲自耕种照料。“虫脸识别”的创意正是基于农场中的害虫问题被提出的。

“我们发现农场里植物的叶子被虫子啃坏了,我们想要阻止这种现象,首先是要能够识别害虫。”

在了解到学生们对害虫问题的担忧后,学校人工智能指导老师黄森森适时为学生们介绍了人工智能图像识别技术,“引导学生去思考实现‘识别害虫’功能,首要在于‘识别’,那么自然而然就促使他们去学习图像识别训练相关知识”。

为学生创造力“撑腰”,温州瓯海打造“学有所用”的人工智能教育

学生们拍摄了大量害虫照片,老师带领学生对不同品种害虫分别打上相应标签,然后上传到腾讯青少年人工智能教育平台,在平台构建“害虫模型库”,并利用扣叮编程AI能力训练出害虫识别模型,“教”电脑记住这些害虫的样子。一开始,电脑表现得比较“笨拙”,只能通过固定角度认出害虫种类,换一个拍照角度立马翻脸不认“虫”。为此,学生们进行了上百次识别训练和调试纠错,终于让人工智能记住了数十种害虫的模样,“虫脸识别”小程序正式诞生,分享到手机端即可使用。

人工智能作为计算机科学的分支,融合了数学、统计学、神经科学、语言学等多种学科知识,理解学习门槛极高,容易令学生感到枯燥,从而导致人工智能课堂流于形式。

瓯海实验小学作为温州市人工智能9所标杆校之一,“立标杆 育亮点”也是温州人工智能教育区域推进“新五个一”的“温州模式”有力举措。为此,学校基于“巴学园农场”建立了“AI巴学园”人工智能特色项目,包括“智能采摘”“智能物流”“智能分拣”等版块,围绕从种植采摘到分拣入库的农场运营全流程搭建了一整套人工智能课程体系,让人工智能教育基于真实项目开展综合性、融合性项目化教学,贴合实际、直观易懂、学有所用。

来自五年级的戴卓帆是“虫脸识别”的创作者之一。他表示,一开始他对人工智能的认知非常模糊,“之前我们都见过人脸识别,但并不明白这和人工智能有什么关系。但是在自己动手过后,我不但知道了人工智能的工作过程,还能自己去进行‘改编’,最终运用到学校的农场中去,我才真的体会到人工智能的强大,这门课一下子就变得很有趣。”

不止“虫脸识别”,学生们在农场种植中遇到过各种各样的问题:作物被偷、小鸟偷吃、浇水施肥、除草灭虫、作物收获……在老师的引导下,学生们充分利用腾讯青少年人工智能平台上的编程工具与AI积木块,设计出了“虫脸识别”“果蔬分拣”“无人机物流”等一系列AI作品。

“对于刚接触人工智能的学生来说,人工智能是抽象的,让他们利用人工智能去解决问题更是无从下手。”校长赵成木表示,通过在农场中的劳动实践,引导学生发现问题、解决问题,将有助于帮助学生快速认识人工智能,建立学习兴趣。

多样硬核技术“撑腰”,激发学生“探究天性”

将人工智能教育课堂“开”在农场上并非易事。指导教师南思诗表示,学校的人工智能教育设计理念是非常开放的,鼓励学生自由探究、大胆创新。在人工智能课堂上,教师是引导者、后勤工作者,给学生提供方向,确保学生能顺利进行学习、创作即可,如果给学生的学习行为加以预设,反而限制了他们的发挥。

以“虫脸识别”项目为例,学生想要摄像头能够认出害虫,就需要学生设计出识别精度较高的图像识别模型。南老师说:“平台上的AI模块是比较全的,很好地支持了学校的AI教育设计,学生有什么想法都可以找到对应的模块去实现。”

为了给学生的创意提供充足的发挥空间,2022年3月,温州市瓯海区引入了腾讯青少年人工智能教育解决方案。据介绍,腾讯教育依托于来自互联网产业一线的先进人工智能技术,将腾讯特色AI能力和虚拟仿真技术分别进行了轻量化封装、教育化设计。学生只需要一台电脑、一个账号,便可以体验人工智能技术在各前沿领域的应用。

为学生创造力“撑腰”,温州瓯海打造“学有所用”的人工智能教育

这种给予学生充分创意空间的项目式人工智能教育,正合瓯海区多年来“以学生为中心”的教育理念。瓯海区结合地区实践,提出要以人工智能课程建设为核心,围绕 分步实施 品牌打造,勾绘AI教育地图、“三元三级”课程建设,绘制AI素养图谱、团队建设科创并进 ,拼搭AI师资拼图、数智空间打破边界,编织AI场景视图构建区域人工智能教育“4A”图美好样态,到2025年,全区创建人工智能教育试点学校全覆盖,人工智能标杆校10所,助力“未来教育创新区”和“智慧教育示范区”建设。

据了解,瓯海区创客教育全国中小学人工智能培育学校1所,市人工智能标杆培育校2所,市人工智能学校试点学校36所,其中5所是幼儿园和1所职专。覆盖率达到44.9%。人工智能种子教师30多人,10多门人工智能项目课程和百多部的微课程。历经10年发展,瓯海区已建成智能化、数字化、一体化教育平台,区域信息化整体智治水平高,教育信息化发展指数位于全省前列。

开放的人工智能教育和丰富的平台资源支持,极大限度地释放了孩子们的创造能力。指导教师张兵认为:“我校人工智能建设以‘学生为中心,人人参与’为理念,因此我们将人工智能课程建设与学校巴学园农场相结合。引导学生运用人工智能技术去解决巴学园农场中出现的真实问题,这样才能让我校人工智能课程真正落地。而扣叮平台丰富的功能,刚好迎合我校对人工智能教育的期许。”

校长赵成木表示,温州市瓯海区实验小学集团学校一向致力于培养具有“会提问、会合作、会表达、会联结”的智慧型人才。他表示:“这个年纪的孩子先天具有发现问题的意识,我们做教育的要保护好这份天性,引导学生在学习过程中探寻根由,做好技术支持,通过具体的情境将生活和学习连结,这样才能培养真正迎合时代发展的未来人才。”

为学生创造力“撑腰”,温州瓯海打造“学有所用”的人工智能教育

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