市西中学“AI+学校”场景建设

上海市市西中学

国务院2017年7月8日《新一代人工智能发展规划的通知》指出：“必须牢牢把握人工智能发展的重大历史机遇，广泛开展人工智能科普活动。支持开展形式多样的人工智能科普活动，实施全民智能教育项目。在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育，鼓励社会力量参与寓教于乐的编程教学软件、游戏的开发和推广。建设和完善人工智能科普基础设施。”这是代表国家意志的教育主张，也是基础教育应该和必须担当的责任。上海市市西中学，作为上海市AI场景的应用单位，我们对“AI+学校”项目，进行了积极的响应与行动。

一、 基于课程的AI实验室建设

学校从2017年开始，就采用了华师大、商汤集团、上海市六所重点中学共同参与编写的教材《人工智能基础（高中版）》，开设了人工智能的拓展型与研究型课程。介绍人工智能的相关知识，学习卷积、Python语言等内容，开展学生AI内容的课题研究，并组织学生参加了首届全国中学生AI知识竞赛。基于课程的AI实验室建设方案，就是在这样的前提下进行的设计。

实验室建设方案共包括五个部分的内容。

1. 具有GPU芯片的超算中心。该中心不仅可以与校园网，以及商汤提供的数据中心数据共享，还可以支持学生课程的AI软件包、实验包调用，完成校内部分图像、视频的数据获取与识别分析。

2. 能够让学生对AI技术的体验感受区。该区域的内容包括：人脸签到、面目识别特征点显示、形象美化装饰、卫星云图识别、波士顿机器人表演、课堂情绪识别演示、颜值机、空气屏、智能音箱等内容。为学生初识人工智能、培养兴趣爱好，提供良好的环境。

3. 课程教学区。这个区域中，教师可以用信息化手段进行授课，学生可以进行Python语言学习，调用教学平台上的学习包、实验包资源，进行程序编写与调试，开展各种应用课题的研究。

4. 人工智能的硬件载体区。这里将包括视频传感的无人驾驶小车、声音控制的无人飞机、手势控制的机器人。同时好将以芯片工作室为基础，开发研究更多学生AI课题的落地或模拟实现的硬件。

二、智能化教与学平台的建设

教与学是学校“立德树人”核心任务中的重要内容。在AI技术的助推下，我们希望学生能够实现线上学习与线下学习相结合、自主学习与合作学习相结合、讲授学习与个体自学相结合、集中学习与分散学习相结合、接受性学习与研究性学习相结合、正式学习与非正式学习相结合。为此就应该关注学习环境与空间的建设，关注学生主体的差异与优势，关注学生学习组织性的的调整。这就是教与学平台建设的建设初衷，学校将首先在数学学科开展实验。

智能化教与学平台，具有图谱化的知识体系与结构，具有不同标签的学习内容和可供训练与测试的题库，支持学生的补偿性学习和提高性学习。教与学平台与一般学习网站平台的区别，还体现在人工智能功能所涉及的以下几部分内容。

1. 具有记录、获取、汇总各种大数据的功能。它将记录学生网路学习的进入时间、学习时间、学习内容、学习训练或测试的级别等。

2. 实现在数据获取的基础上，完成对学生的学习水平、状况、能力等予以客观的的评价，发现学生学习进程中的短板与不足。并对学生学习中存在的问题，进行针对性的点对点学习及训练内容的推送，实现个别化教与学的模式。

3. 具有对数学主观题的判断与鉴别功能。包括对填空题的字母、数字、文字、数学式的识别与鉴定，对于写字板图像绘制的识别与判断，对于主观题解题逻辑、思路、解题关键字、关键式的识别与判断等。这将是衡量学生学习水平与状况的重要依据，也是教与学平台建设的难点之一。

4. 能够根据获取的数据，提出教育、教学的建设性意见。对于学生个人而言，可以根据其水平与状况和错题记录，予以合适的学习群体和环境的建议，打破按年级、按年龄的班级学习组织形式。对于学生群体，则可以根据学习状况的分析，予以教师针对性的教学建议。这也是教与学平台建设的另一个难点。另外根据学生的错题记录还可以实现学生补偿学习后的水平层次的动态调整。

5. 通过教师自我描述和学生学习的评价，提供能对教师教学风格的简单描述，以支持学生学习中对于适合自己的教师进行选择。

6. 根据大数据的获取与分析，可以完成对学习内容和题库初始标签中对学习水平和层次的标注，进行动态调整。有助于对于学生学习的针对性和准确性。

三、智能化教育环境与学科教室的建设

智能化教育环境的建设，是推进教与学平台的应用、落实学校倡导的教与学方式变革的重要途径。学校已经确定了教室改造方案，建设新型学习空间的建设。

学校建设了漫思实验室的多个学科教室，不仅具备了良好的信息化教与学环境，还具备了教学说明的显示系统。包括教学时间、内容教师等内容，还可以实现远程预约、选课确认等功能。同时漫思实验室的公共学习区还设计了支持学生教与学平台智能学习的区域。强化了学生的自主学习与合作学习。

学校开展了与校外专业团队的合作，在乒乓球教学中采用了AI技术的应用研究，通过视频的采集与比对，版主较适合学生发现训练中的问题。同时开展了艺术教学中的人工智能技术应用。通过具有AI功能的软件，帮助学生在音乐创作中处理好情绪与节拍和节奏。

学校还建设了理、化、生、综合实验室，配备了实验操作视频记录设备，通过学生操作的比对、判断，助推学生实验水平的提升。

AI场景的后期计划中，学校还将与相关研发机构合作，利用文字识别技术和作文大数据比对、判断功能，完成语文学科与英语学科的作文阅卷，完成语文教学中文言文与现代文翻译的准确性判断功能。利用音视频图像识别技术，以同声传译、声音文字转换模式，助推英语学科的听说训练学习。

几年来，学校在推进人工智能技术在基础教育的应用、，普及中学生AI技术的学习方面做了不懈的探索和努力。截止到2019年，我校的学生先后参加了全国中小学生人工智能大赛、上海市中小学人工智能大赛，获奖总数超过了100项。其中六个项目分别取得了全国、全市一等奖的好成绩。2018年，中央电视台来学校进行了专题采访，同年，作为上海市高中学校的代表，参加了在浦东举行的全球人工智能大会地展示，接受了李强书记和徐矿迪院士的视察。

开展AI场景的建设，应用AI技术助推教育教学改革，对于学校的发展转型，包括学生学习组织形式的转型、学生学习方式的变革、教师教学方式的转型、学习资源与教学资源的重组、学习环境与学习空间的重构等，将有着重大的影响。对于基础教育的立德树人和学生德智体美劳五育并举全面发展，有着重要的支撑。我们市西中学有决心也有信心，为学校教育适应社会发展和科技的发展，适应人才培养的多元需求方面，提供新鲜经验。为“AI+教育”的推进，在上海乃至全国的基础教育的学校中，起到了示范性和引领性的作用。

联系人：林勤副校长

联系方式：18930599070