□本报见习记者 刘桐青
“这是樱花,花序近伞形,花瓣呈倒卵形,基部有短爪;这是海棠,呈碗状盛开……”江苏省昆山中学学生周子尧向“未来派Ⅱ”机器人输入了30张樱花、海棠、杏花等相似花卉的照片,不一会儿,机器人就准确识别并详细描述了每种花卉的形态特征。
“这堂‘花卉识别’课以Python语言为基础,教会了学生利用人工智能学习和感受大自然的鬼斧神工,提升了他们的观察、思考能力和信息素养。”教师王书豪向记者详细地介绍着课程内容。他表示,这堂课是人工智能在学校教育教学应用中的一个缩影。
智能筑基:打造校园AI实践阵地
校园一隅,物联网生态种植大棚内一片生机盎然。步入这片“未来农场”,首先映入眼帘的是土壤酸碱度测试实验室,里面的智能土壤pH测定仪连接着传感器、数据采集模块、处理器和通信模块,学生可以在这里近距离观察植物,学习土壤改良技术。大棚中央的智能种植区更是科技感十足:实验田中种植着草莓、樱桃等水果苗,各类花卉的种子被播撒在无土栽培的试验皿中。“这里有自动感应温度、湿度的装置,可以调节大棚顶部的天窗,提供适宜温度。”课程处主任冷亦泳介绍道,这些人工智能设备不仅让植物生长更科学,更为学生提供了沉浸式的生态学习体验。
除了物联网生态种植大棚,在各类智能教室里,学生充分体验着科技的奥妙:人工智能课程教室为学生近距离操作人工智能设备、学习信息知识提供场所;机器人实验室内,“未来派Ⅱ”“小飞”“小布”等各式各样的交互式机器人根据学生的学习情况,生成个性化学习方案。“每堂人工智能课上,我都能借助这些机器人了解新的知识,既方便又高效。”周子尧说。
系统课程:多元培育学生AI素养
“宝宝不要不开心,我永远在你身边。”人工智能课上,AI伙伴发出温柔的声音,安慰着学生蒋一凡。“我们设计的AI伙伴可以识别文字当中蕴含的情绪,提供与情绪相匹配的回答。”教师王书豪告诉记者,AI伙伴是由学生自主设计出的AI程序,按照一定标准对文本集进行自动分类标记,以此训练学生的计算思维能力。
学校通过诊断学生需求、分析学习经验、评价等各个环节,设计出最适合本校学生的人工智能课程。这些课程面向全校学生开放,已经成为每个学生的必修课。目前,学校已打磨出《“小布”机器人之验证性项目式学习》《“未来派”自编程序解决问题项目式学习》等优秀课例。
此外,学校在其他学科中也利用人工智能进行拓展。如在传统的劳动课程和通用技术课程上,增添了野鸭自动孵化、全系列电动模型制作、人脸识别系统制作等丰富的实践项目,让课程内容更加个性自主。冷亦泳带领记者参观了学校的自动化手工作坊。在这里,学生们可以在电脑上运用一款名为Fusion 360的AI软件设计各类作品,再借由多功能木工加工一体机完成切割、打磨、钻孔等一系列操作。一台由学生自主设计的智能钟摆自走钟格外引人注目——从精密的齿轮零件到整体的机械结构,全部通过AI建模设计并经由多功能一体机精准加工完成。
校企联动:AI实训赋能人才建设
在昆山工业元宇宙应用中心虚拟手术室内,高二学生刘乐斐佩戴着一款不仅可以将虚拟物体叠加到现实世界中,还能实现虚拟物体与现实物体交互的MR眼镜。只见他手里操作着摇杆,正聚精会神地观察虚拟病人身体内的病灶。“这里存在肿瘤。”AI发出提示声音,刘乐斐双手拿起控制器,模拟手术环节,小心翼翼取出了肿瘤。“这一切都太真实了,AI不仅提示我如何诊断疾病,还指导我如何做手术,让我体会到了它的神奇。”而在川崎机器人工厂内,学生们面对庞大的机器人生产线,聆听着指导教师对于机器人更迭发展的科普介绍。
这些场景都是学生们在校外实践基地开展实训活动的真实写照。校长陈纪华介绍,昆山中学位于阳澄湖科技教育园区,校园周边聚集了众多高新技术企业,形成了密集的高新技术生态圈。这一得天独厚的区位优势,为学校开展人工智能教育提供了丰富的技术支持和产业资源。
“我们每周五下午都会带领学生外出实践,走访高精尖企业的实践基地,让学生体验最新的人工智能技术,开拓视野,培养兴趣。”冷亦泳告诉记者,学校目前已和三一重机、峰飞航空科技、昆山工业元宇宙应用中心等34家高新企业和文化场馆开展校外实践基地的共建,为学生搭建人工智能实践平台。
“我们希望通过与这些企业对接,培养出更多有专业知识眼界和技术应用体验的拔尖创新后备人才。”陈纪华表示,学校将继续扩大实践场域,推进“以学生为中心”的学习方式,建立多种形式的学习共同体和实践共同体,提升学生的自我管理、自我发展、协同创新能力。