全国青少年人工智能活动特色单位等荣誉
河南省驻马店高级中学,始创于1927年,是驻马店市直属普通高中,河南省首批示范性高中、首批河南省普通高中多样化发展示范校,河南省文明校园(标兵)、河南省首批学科基地、全国青少年人工智能活动特色单位,学校有高中和初中两个学部,占地总面积378亩,现有100多个教学班,在校学生近7000人,教职工504人,我校十分重视教育信息化工作,已建好稳定的校园局域网,局域网连接校园所有教学、办公计算机设备,无线局域网也逐步扩大覆盖校园区域,教职工全部应用计算机进行日常办公,90%以上能进行多媒体教学。学校定期对教师进行计算机校本培训,每学期举办两次信息及时与课程整合的公开课比赛,效果良好。
我校非常重视科技教育工作。着眼培养学生的创新力和创造力,在信息化教学取得显著成果的基础上,又全面开展了以课程为支撑,以项目式学习为特征,以科创社团为平台,以信息化为特色的创新教育,丰富和重构了教学组织形式,并不断加大科技教育领导力度、资金投入以及科技教师队伍建设。尤其是近年来,科技教育取得明显成效:科技竞赛生在全国、省、市各种科技创新大赛和活动中纷纷斩获大奖,共计200多项,在2022年世界机器人大赛中荣获国家二等奖两个、三等奖一个;在2021年世界机器人大赛中荣获国家二等奖一个、三等奖一个,ENJOY AI 2021赛季河南选拔赛中获得第二名;在2020年第34届全国青少年科技创新大赛中荣获国家一等奖1个,省级一等奖22个、二等奖28个、三等奖27个,省优秀科技教师1个;在2019年全国青少年人工智能创新挑战赛中荣获银奖两个、铜奖一个,河南省科技创新大赛中荣获一等奖18个在2018年全国青少年编程和智能设计大赛中获得国家一等奖1个;在河南省五大学科奥赛中获得一等奖人数已达十多个,学生已拥有国家发明专利6项。
2019年国家在中小学,设置人工智能相关课程,推进普及教育,学校积极响应国家号召,在硬件建设方便非常重视,学校建设创新实践室3间,分别是科技交流实验室,配备计算机、小型局域网和物联网和人工智能教学套件30套,加工实验室配有激光切割、3D打印、机床加工等加工工具,机器人实验室配有水中机器人和无人机等操作设备。学校开设相关课程有:科技创新项目、人工智能、机器人、无人机、创客教育、生涯规划等课程,建立科技社团4个:驻高科创社团、驻高机器人社团、驻高无人机社团、驻高信息奥赛社团,有专职教师4人。从2018年开始学校开始在社团课里面的加入人工智能内容,涉及人脸识别、自然语言处理系统、无人驾驶等人工智能内容。
我校面向高一学生开设人工智能课程,分为普适课和科创社团。普适课面向全体高一学生,利用信息技术课程,基于新教材信息技术必修一人工智能与数据分析该章节,进行普适教育。人工智能社团课每学期设置为13课时,每周一节课,学校开设社团相关课程有科技创新项目、人工智能、机器人、创客教育、生涯规划等课程,建立科技创新社团、人工智能社团、机器人社团、信息学社团。
高中开展人工智能教育,核心是课程与教师。驻高在课程方面,构建基于人工智能技术发展框架的计算智能、感知智能、认知智能、创新等几个层次相对应的高中人工智能教育课程体系。课程内容涵盖智能机器人、数据挖掘、计算机视觉、无人驾驶、图像处理、虚拟现实技术等前沿人工智能技术的有关普及性内容。
科技创新专职教师4人:何丹丹,39岁,郑州大学网络工程专业,原教授信息技术学科,参与国家科技创新大赛辅导员、创客骨干教师、机器人骨干教练员、科学影像等项目培训;赵艳敏,26岁,研究生教育技术专业,原教授信息技术学科,曾荣获中小学“人工智能+教育”工作坊优秀案例,开发人工智能校本课程及教材;左海燕,42岁,本科计算机专业,原教授信息技术学科,参与河南省创客骨干教师、机器人骨干教练员等项目的培训;许红旭,26岁,本科教育技术专业,原教授信息技术学科,参与河南省创客骨干教师、机器人骨干教练员等项目的培训。
驻高的人工智能课程分为三个阶段:人工智能的感知与知识普及、人工智能的认知与项目实践、人工智能的探究与应用创新。
每个阶段分别对应相应的课程体系,使用相适应的教学器材,用于不同学习阶段的学生的学习需求。
阶段一:人工智能的感知与知识普及
人工智能的感知与知识普及课程,简称“普及课程”。
普及课程以人工智能基础感知为教学目标,带领学生进行体验互动,学会调用成熟人工智能模块,并具有将其应用于日常生活学习中的简单能力。
课程配套原理认知平台——人工智能原理平台
该平台专门为中学生深入了解人工智能原理开发,功能包含语音识别原理切段分析,图像识别原理切段分析等。
如语音识别,过程分为8个步骤,声音录制——格式转换——静音切除——声音分帧——声学特征提取——帧到状态——状态到因素——因素到单词——识别结果。每个步骤,都直观的通过图像或文字的解读,使中学生的了解达到一定深度。
全校普及课程配套硬件设备——人工智能实验箱
该产品基于树莓派开发,包含搭载“百度大脑”的专用人工智能控制核心、高灵敏度声音、图像传感器、输出设备、LED显示器等,并且配置专用编程平台,在满足教学实验课的情况下,更鼓励学生进行创新,通过简单的图形化或Python编程,以成熟的树莓派人工智能硬件模块体系进行创意实现。助力“科创”。瓦楞纸的外壳设计,一方面使学生在动手搭建的过程中,“触摸”元器件,感知人工智能机器人的构成,另一方面可以作为耗材,在创意创新的时候不受约束。
阶段二:人工智能的认知与项目实践
人工智能的认知与项目实践课程,简称“实践课程”。
实践课程以人工智能基础认知为教学目标,带领学生进行项目式实践,学会使用人工智能工具完成简易项目,并对人工智能的原理具有一定的理解。
全校实践课程配套硬件设备——机器视觉人工智能学习小车
机器视觉人工智能学习小车课程,是人工智能系列课程之一。
课程以项目制结合最终任务挑战为主线,重点围绕计算机视觉技术,结合“机器视觉人工智能学习小车”教具和图形化编程软件设计,编写对应的项目程序和最终任务挑战程序。学生将学习如何用计算机视觉进行视觉巡线、形状和颜色识别、物体检测等,进而控制小车逐步实现自动驾驶的基本功能,了解背后的基本技术原理和实现方式。
阶段三:人工智能的探究与应用创新
人工智能的探究与应用创新课程,简称“创新课程”。
创新课程以人工智能创新应用为教学目标,带领学生进行人工智能创新项目设计搭建,能够结合实际,将人工智能应用于生产生活并有所创新。
全校创新课程配套编程平台
人工智能平台是一款基于Scratch 3.0开发的一款人工智能编程平台,在支持现有Scratch 3.0所有功能的基础上,同时支持以下几个功能:
AI 功能
Arduino 硬件编程
硬件与计算机交互编程
全校创新课程配套硬件设备——人工智能+mind+创意开源硬件套装
该套装提供常用的传感器、执行器以及结构件,配合人工智能编程平台使用,帮助学生进行人工智能探索开发。如目前家庭中用到的各种智能模块。常用于Iot + AI领域的科技创新赛事及活动中,帮助学生更容易的实现自己的人工智能创意。
竞赛课程体系
在全校开展人工智能课程体系之外,对于优秀的学生,可参加中小学电脑制作活动的人工智能比赛。
通过人工智能教育培训,驻马店高级中学培养人工智能素质教育的学生有200多名,创新项目100多个,其中科创项目“智能失物招领系统”在2018年全国青少年创意编程与智能设计大赛中获得一等奖1个,“基于人工智能的交通信号系统设计”2018年全国青少年科技创新大赛中获得一等奖1个,“人工智能的冬运会安检系统”在2019年全国青少年人工智能大赛中获得金奖1个,银奖2个。
驻高的人工智能教育探索也体现在教育软件方面,我校邀请人工智能专家、教育专家、一线教师、高新技术企业组成校内外人工智能教育教学团队,发挥校外专业人员的专业优势。学校创建创新大课堂,邀请全国著名高校的教授定期为学生开设科技讲座。
驻高在学科教育也进行了人工智能融合的探索,学校对每一位学生进行人工智能潜能分析,依托北京师范大学的脑AT技术,对学生的学习潜能进行深度分析,让每一位学生了解自己的认知体系和学习风格特点,再依托人工智能自适应系统和清华大学、北京航空航天大学、北京师范大学强大的“智教”人工智能专家,转变教与学的方式,实现个性化教学,减轻学生过重学业负担,提高教育生产力,在学业质量稳步提升的基础上,力求解放学生的时间、空间,拓展学生的思想自由度,促进学生的全面发展。
目前,驻高已经构建了创新人才培养模型,借助人工智能手段和创新思维转变大大提高了课堂效率,实现了传统教学无法做到的快速诊断、即时评价、断点再续等;课堂教学由教师教为主转变为以学生学为主,学生的学习意识和习惯发生本质变化,主动生成、动态生成、互动生成成为课堂教学的主旋律;驻高的人工智能教育的经验被全市推广,驻马店一高、二中、四中、实验小学等学校纷纷学习经验,驻高也帮助各学校开设人工智能社团课程。为驻马店市的创新人才培养体系打好坚实的基础,驻高的探索受到市委市政务的认可与好评,朱是西市长亲自为驻高点赞,并鼓励更多学校向驻马店高级中学学习。学校将积极为成为省人工智能示范学校做好充分的准备,更好地推动人工智能教育的普及,为将来的实践技能培养、综合知识学习、新技术方向人才建设和人才储备。