为信息科技教学定制一个Python编程环境

Python和其他编程语言不同,可选的IDE(编程集成环境)很多,但很多并不是为中小学的信息科技教学设计的,鉴于此,作者所在研究团队根据一线教学需求,开发了XEdu信息科技教学版,集成了教学中涉及的绝大多数库和模块,降低了中小学教师教学Python的技术门槛。

中小学人工智能课程需要何种智能硬件?——现状分析与发展方向

深度学习代表人工智能技术的最新发展,是中小学人工智能课程的核心内容。人工智能教育硬件是中小学生学习人工智能不可或缺的工具,其发展现状和发展方向理应得到重视。首先,结合人工智能课程的核心内容和人工智能技术的发展趋势,探索了中小学人工智能课程的目标定位。然后,依据教育性、代表性、受众面和面向深度学习等原则确定了智能硬件样本,对智能硬件样本的计算资源、硬件功能、应用性能和资源服务进行分析发现,中小学人工智能教育硬件存在计算资源整体较低、应用性能重复度高、新手工具相对缺乏和学段分层不够明显等问题。基于此,提出要落实学段课程目标以构建良好硬件生态、提供在线接入服务以弥补计算资源短缺、构建共建共享平台以形成多方协同机制等举措,以期促进我国智能硬件行业和中小学人工智能课程的高质量发展。

设计一个有AI味的启动仪式道具

问题的提出2017年10月,在全国中小学校园创客嘉年华活动启动仪式中,笔者设计了一个名叫“汇·聚”的启动仪式道具,10多位国内创客骨干教师各持一块micro:bit(开源硬件),不断按下按键,每按一次都能在大屏幕上涂抹一个“点”的颜色,当“点”越来越多,就组成了活动启动的画面。2023年3月,在上海人工智能实验室主办的高校教育技术学专业AI课程建设高峰论坛上.

走向“智能计算”时代的计算思维

2024年4月26日,孙凝晖院士在全国人大常委会专题讲座中提出“人类社会正进入智能计算时代”。对于“计算”一词,中小学信息技术教师并不陌生。《普通高中信息技术课程标准(2017年版)》将“计算思维”作为课程核心素养,《义务教育信息科技课程标准(2022年版)》则进一步强调了“计算思维”的重要地位。但是,“计算思维”一词中的“计算”与孙院士提出的“智能计算”中的“计算”含义是否一致?

青少年AI教育:从应用技术到引领未来

2023年的秋天,一位在教育基金会工作的朋友来徐汇西岸看我,当她了解到我现在专注于中小学AI教育时,脱口就问:你们开发AI伦理方面的课程了吗?这是一个很好的问题。我承认自己没有在AI伦理方面投入太多精力,但在课程设计中已经有意识地避免技术“滥用”。至于我为什么没有关注AI伦理,是因为AI发展太快了,而基础教育远远落在后面,对AI做正确的科普反而更紧迫。

把机器人小车升级为无人驾驶小车

问题提出智慧交通是人工智能应用的一个重要场景,无人驾驶则是一种利用各种传感器、控制系统和人工智能算法实现对汽车自主控制的技术,是智慧交通的核心技术。在中小学开设无人驾驶课程,让机械结构、智能控制和深度学习等技术融合起来,是一门很有价值的跨学科课程。但无人驾驶课程开设难度较大,除了对授课教师要求较高外,还需要一系列硬件支持,比如内置支持模型推理能力芯片的小车价格往往达数千元。

“学科融合”理念下的中草药种植项目的设计和实施

温州科技高级中学的中草药种植项目涵盖了生物学、农学、化学、工程学等多个学科,通过系列项目式课程的设计与实施,学生在学习中草药知识的同时,培养了问题解决能力、团队合作能力、批判性思维和创造力。此外,项目还包括智能灌溉系统的搭建和智慧种植园平台的构建,实现了对中草药生长环境的智能监控和数据分析。学生在种植过程中需要解决大量的真实问题,从而培养了科创能力。

用OpenHydra搭建本地人工智能教学平台

在中小学普及人工智能教育不仅需要合适的工具和课程,还需要本地的人工智能教学平台。各种人工智能实验的开展,都需要借助特定的软硬件环境支持。OpenHydra是在这一背景下推出的国产开源项目,用于搭建一个本地的人工智能教学平台。本文分析了中小学人工智能教学平台的核心功能,并介绍了在一台算力服务器上快速搭建OpenHydra的过程,最后对OpenHydra项目提出了新的期望。

当劳动教育遇上人工智能——探索劳动科创应用的新路径

本文探讨了人工智能如何与劳动教育相结合,以及人工智能对劳动教育的影响,并从中小学劳动教育的现状出发,结合教师和学者在领域内的课程实践,提出了人工智能融入劳动教育实践的几个应用方向,以期能够促进学生的学习动机,为学生提供更加丰富、多元的学习资源和体验,帮助他们更好地掌握相关技能和知识,培养正确的劳动观念和态度。

借助XEduHub快速开发人工智能体验作品

问题提出.学习人工智能要从体验开始,青少年只有体验过人工智能,才可能产生兴趣。为此,学校人工智能学习空间(实验室、功能教室等)的展示区域或科普走廊,应部署一些有趣的人工智能体验产品,不仅让学习空间充满人工智能味,也让学生在交互中感受人工智能的魅丽。有条件的学校还可选择采购和订制企业开发的人工智能体验作品,以追求更好的展示效果。

用人工智能解决真实问题的技术地图

随着深度学习技术的发展,人工智能的门槛逐步下降,借助大量数据和开源算法即可获得相应的智能,已经成为人们的共识。本文以“解决真实问题”为核心问题,介绍了适合青少年使用的模型训练和部署工具,并以“害虫识别”为例,介绍了具体的工作流程和技术工具,形成技术地图。

凸显“结构决定性能”的“通用高分子材料”教学研究与实践

本文介绍了高分子科学的基本内容,通过对《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》相关要求和教材内容的解读,围绕“结构决定性能”的化学学科核心观念,对“通用高分子材料”的教学采用先总后分、问题导学的策略,促进学生对高分子材料结构与性能的深刻认识。

设计一个低门槛的AI硬件交互活动

AI模型与开源硬件互动的内容,能够有效提升学生的学习兴趣。作者选择ESP32-CAM为Wi-Fi摄像头,以普通的麦昆小车为载体,为青少年的线下交流设计了一个AI硬件交互活动。这一活动内容有趣,形式新颖,加上其“低门槛”的特点得到广大教师的好评。同时,活动也为中小学人工智能教育提供了新的课程内容和开发思路。

基于开源软硬件搭建校园未来农场

作者基于“物联网实践与探索”和“农业生产劳动”的教学需求,用“开源软硬件”和“物联网”技术设计了校园未来农场。该农场在设计方案时采用的是SIoT、Domoticz和掌控板,搭建成本和技术门槛很低,具有较高的教学应用和推广价值,适合于中小学信息科技教育、科创教育和劳动教育等相关场景。

全链路AI课程设计与开发——以视力检测AI助手为例

全链路AI的开发是指将AI技术应用在数据集制作、模型训练和模型应用等多个环节。本文依据全链路AI开发思路,实现了一款视力检测AI小助手的制作。除了在项目开发过程中使用了手部检测模型、关键点提取模型和手势判断模型这三个AI模型外,这款视力检测AI小助手还在多处应用了AI技术,如借助大模型的多轮对话完成较复杂程序的编写,解决数据归一化问题等,为中小学实施人工智能教育提供了新的思路。

Mind+结合XEduHub开发AI交互作品

在图形化编程工具Mind+和通用AI推理库XEdu Hub的支持下,中小学生使用简短的代码就能设计出有趣的AI交互作品。本文在介绍Mind+和XEdu Hub的同时,分析了AI交互作品的核心环节,指出作品可以由感知输入、智能处理和执行呈现三个部分组成,希望为中小学开展AI教育提供新的思路。

借助Gradio制作AI体验活动的教学课件

Gradio是一个用于构建机器学习或者数据科学算法演示的开源库,数行代码即可搭建出一个Web交互界面。本文从教师搭建用于学生体验AI活动的教学课件这一需求出发,介绍了Gradio的安装和基本语法,并结合一个车牌识别模型的部署案例,呈现了Gradio的强大功能和教学价值。

用XEdu做一个趣味甲骨文学习系统

作者基于甲骨文和AI技术设计并制作了一个互动性强且具趣味性的甲骨文学习系统,从技术分析和实现两个角度呈现了这一项目的开发过程,并介绍了从数据采集、模型训练到模型部署的全过程,给出了将项目转化为课程的设计方案。

让ESP32-CAM小车“智能”起来

ESP32-CAM是一块性价比较高的开源硬件,适合用来做带拍照功能的Wi-Fi小车,如FPV小车。本文以一款开源的迷你小坦克为例,介绍了一种借助普通电脑算力,将小车升级为智能小车的技术方案。其核心思路是用普通电脑来实时处理Wi-Fi小车的摄像头画面信息,然后发送指令控制小车。这种“云边端协同”的做法为中小学“低成本”实施人工智能教育、开展无人驾驶方向的课程提供了一种可行的路径。

为人工智能应用程序设计图形用户界面

在中小学人工智能教育中,训练模型是最核心的学习内容之一。当人工智能模型训练完成之后,无论是结合多模态技术解决真实问题,还是部署模型演示推理能力,往往都需要设计图形用户界面。本文在介绍PySimpleGUI这一Python界面设计工具的同时,以一个目标检测的ONNX模型为例,结合OpenCV、BaseDeploy、BaseDT等工具,完整地呈现了一个带图形界面的人工智能应用程序的开发过程。