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人工智能课落地杭州:在校园找到肥沃的科创土壤
人工智能课落地杭州:在校园找到肥沃的科创土壤

人工智能课落地杭州:在校园找到肥沃的科创土壤

杭州市丹枫实验小学信息技术课教师留芳晴教了12年书,手中的教材更新了4次。

她正等待着“新课标”发布之后最新一版教材。据教育部发布的《义务教育课程方案(2022年版)》,信息技术这一课程名已经更改为“信息科技”,并成为中小学生必修的国家课程,在7至9年级的课程目标中,“人工智能”被反复提及。

ChatGPT已经出圈成为当下的潮流热词。教育部教育技术与资源发展中心副主任杨非在上月举办的2023数字教育大会上指出,顺应数字时代潮流,推进教育变革和创新,是世界各国共同面临的重大课题。

三年前,浙江省就已经将“人工智能”写进了信息技术课六年级的教材之中,而学生们从五年级就要开始接触编程,以及设计算法与程序,大数据、物联网也已经出现在教材的目录上,一些学校开设人工智能课程。

上世纪90年代,留芳晴读小学时,开关电脑就是一节信息技术课的重要内容,被她淘汰的五笔输入法,也是耗费了大量时间。

校园音响不行,就试试能不能用“定向声”技术解决;放学家长和学生等待时间太长,就看看用“红外线测温扫脸仪”,结合“学校上下学现状调查”“学生放学途径与家校距离调查”,能否制作出一个多屏监控扫描系统;下雨天走楼梯太滑,那就研究完楼梯的材质、坡度、不同材料的摩擦力,看是否能设计一款智能楼梯……

坐落于杭州市滨江高新区的丹枫实验小学,周围聚集了杭州市一半以上的高新技术企业。利用这一优势,学校构建了“家校社企,共建共育”的项目化教学模式。这些项目从类似“需要改进的教室”等情景出发,引导学生通过书本和信息检索找到可行的技术,再邀请在各大专业领域的科技人才到校园里,带着成熟的技术或方法,带着学生找到真正可行的研究方向。

关于人工智能教育特色课堂,浙江大学附属中学的王佳斌利用11台Pepper机器人进行了另一种探索。

王佳斌进入浙大附属中学之前,学校已从2012年开始,逐步开设了机器人、3D打印机相关的课程,后来,还建立了建立了人工智能创新实验室。

2019年,Pepper机器人所属的日本软银集团与浙江省启动了“AI+机器人”计划,2000台机器人走进269所校园,帮助各个学校进行人工智能背景下的教育教学改革。利用这款机器人,王佳斌设计了“Python与Pepper不得不说的故事”选修课程。

最开始,他将Pepper作为教学辅具,从让学生们通过语音对话、人脸识别等功能实现与机器人的互动,得到最直接的人工智能体验感。很快他就开始引导学生们将这些功能放在需要的情境之中。比如,让Pepper在食堂为同学们介绍菜品,完成选餐,或者设计适合杭州亚运会的机器人。这堂选修课上的项目成果在2021 年获得了Robocup(机器人世界杯)第四名和最佳技术论文奖的好成绩。

2019年,杭州市余杭区正式启动中小学人工智能教育进校园项目。短短两年时间,全区48所学校开设了上万节人工智能课时,是浙江省内最早实现中小学阶段人工智能课程全覆盖的区。

五年前,余杭区良渚实验学校建校时,只有叶智清一位信息技术老师。如今,他和两位新教师一起负责全校的信息技术课程,并创办了“智创未来训练营”,目前已有70多名学生参与其中。在教育局的组织下,他每个月都能和全区的老师一起交流学习,遇到难题还能直接找到科创中心的专家答疑解惑。这个建校不长的学校里,已经拥有市面上70%以上的开源硬件。

在教学过程中,留芳晴感受到信息技术课变得“更科学了”。她在浙江师范大学读书时,信息技术的教学更注重技术的应用教学,而近几年则是侧重于学科思维,“只按教材上学习鼠标键盘的简单操作,思维上得不到提升”。

随着时代的变化,教材每次改版也需要老师从头学起。但作为信息课的老师,留芳晴发现培养一个人的“信息意识”“计算思维”“数字化学习”“信息责任”等核心素养是不会改变的。

从三年级学生开设信息技术这门课开始,他们就会引导学生在网络安全周期间,设计制作一个数字化作品,带领学生把大的社会问题通过“计算思维”逐步分解成小问题,再在完成项目的过程当中,培养其他核心素养。

除了信息技术课,叶智清还在学校担任“人工智能课”教师。他认为信息技术课堂更多是传授方法,而人工智能课堂则更倾向于实践,这都是学生完成一个人工智能作品成果,必不可少的能力。

在学校开设人工智能课时的一年时间里,叶智清为了响应“让文物活起来”的号召,引导学生们做出了一款名为“AI编钟”的人工智能作品,参观者拿着小锤子,就能跟着一条灯带闪烁位置,隔空敲击编钟,演奏千年前的乐器。这一作品,获得了第四届全国中小学生创造大赛的创意奖和总决赛金奖。他们受到北京故宫博物院的邀请参加展演活动,孩子们最开心的是“通过自己的努力不用花钱就能进故宫了”,而叶智清更坚定了扎扎实实在校园里教书育人的初心。

他会在教学过程中有意识地给学生们设计问题,有解决系纽扣的问题,也有给核电站设计系统,以及关注传统文化传承等社会问题。他想培养有能力解决问题的人。

最近,新一轮的“浙江省学生信息素养提升实践活动”各个区的选拔赛已经开始。叶智清带领的30多名学生在余杭区选拔赛“奋进杯信息素养提升实践活动”中,获得了24个奖项。

自从2019年,他第一次带学生参加第二十一届浙江省中小学电脑制作活动大赛人工智能项目,就获得了初中组二等奖,杭州市一等奖之后,每年他都会带着学生参加十多项赛事。

今年,他在一次比赛中发现,B类实体机器人科学实验台赛项中,赛制要求学生把水抽出来送到其他烧杯里。他总结过该项比赛的近20年的规则制定,搬运的物体第一次从固体变成了液体——这意味着比赛难度在加大。

在他看来,这是举办方不断地根据学生能力和市场需求,将比赛规则设计得更加精妙、科学。

很多时候,学生在比赛现场表现出来的竞技水平也超出了叶智清的预期。他发现了一些学生对人工智能的热情不单单是为了比赛,一位学生在备赛过程中,为了模拟大赛的随机分配任务的规则,利用课余时间自己编写了一套随机程序。叶智清将这个程序推荐给了赛事的组委会,最终这位学生在参赛时,用上了自己设计的随机程序。

尽管总是带着学生在竞赛场上追求最好的成绩,但日常教学中,他的目光更喜欢停留在平时成绩不理想的学生身上,他会设计适合这类学生的课堂和问题,调动他们科学创新的积极性。他负责的“智创未来训练营”虽然主要是为了培养竞赛类型人才,但他不仅仅选拔自身能力突出的学生,更看重学生本身是否有学习的主动性。

王佳斌的机房也会在中午对所有学生开放,学生们带着遇到的技术难题敲门,而他们探讨的知识点早已经超出了课本范围。

比同龄人更早接触计算机的王佳斌,从高中开始就喜欢给别人讲题,在他硕士毕业时,也有不少薪资更高的工作机会,然而他还是选择回到学校从事自己热爱的教育事业。仅仅是将自己的科技经验分享给其他。

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