HTTP/1.1 200 OK Cache-Control: private Pragma: no-cache Content-Type: text/html; charset=utf-8 Expires: Thu, 19 Nov 1981 08:52:00 GMT Server: 微软-IIS/7.5 X-Powered-By: PHP/5.2.17 Set-Cookie: youdianinfo_historycn=1349; expires=Sat, 08-Aug-2020 20:59:48 GMT; path=/ Set-Cookie: PHPSESSID=p4iem0785e9nr47gm7n6h9s2j5; path=/ X-Powered-By: ASP.NET Date: Thu, 09 Jul 2020 20:59:48 GMT Content-Length: 59140 高中标准人工智能实验室建设方案

七位一体人工智能教育体系是澳门太阳娱乐集团官网提出了,旨在从实验室VI规划、硬件、App、教材、课程课件、师资培训以及平台应用七个方面全面入手,为学校提供整体化解决方案。

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1.课程先容
1.1 建设背景-信息技术课先容
信息技术作为当今先进生产力的代表,已经成为我国经济发展的重要支柱和网络强国的战略支撑。信息技术覆盖了获取、表示、传输、存储和加工信息在内的各种技术。自电子计算机问世以来,信息技术沿着以计算机为核心、到以互联网为核心、再到以数据为核心的发展脉络,深刻影响着社会的经济结构和生产方式,加快了全球范围内的常识更新和技术创新,推动了社会信息化、智能化的建设与发展,催生出现实空间与虚拟空间并存的信息社会,并逐步构建出智慧社会。信息技术的快速发展,重塑了人们沟通沟通交流的时间观念和空间观念,不断改变人们的思维和交往模式,深刻影响人们的生活、工作与学习,已经超越单纯的技术工具价值,为当代社会注入了新的思想与学问内涵。提升中国公民的信息素养,增强个体在信息社会的适应力与创造力,对个人发展、国力增强、社会变革有着十分重大的意义。
普通高中信息技术课程是一门旨在全面提升学生信息素养,帮助学生掌握信息技术基础常识与技能、增强信息意识、发展计算思维、提高数字化学习与创新能力、树立正确的信息社会价值观和责任感的基础课程。课程围绕高中信息技术学科核心素养,精炼学科大概念,吸纳学科领域的前沿成果,构建具有时代特征的学习内容;课程兼重理论学习和实践应用,通过丰富多样的任务情境,鼓励学生在数字化环境中学习与实践;课程倡导基于项目的学习方式,将常识建构、技能培养与思维发展融入到运用数字化工具解决问题和完成任务的过程中;课程提供学习机会,让学生参与到信息技术支撑的沟通、共享、合作与协商中,体验常识的社会性建构,增强信息意识、理解信息技术对人类的影响,提高信息社会参与的责任感与行为能力,从而成为具备较高信息素养的中国公民。
2017版普通高中信息技术课程标准将信息技术课程分为必修,选择性必修和选修模块三类共10个模块,如图1-1所示。

必修课程根据学生全面发展需要设置,全修全考;选择性必修课程根据学生个性发展和升学考试需要设置,选修选考;选修课程由学校根据实际情况统筹规划开设,学生自主选择修习,学而不考或学而备考,为学生就业和高校招生录取提供参考。

本方案围绕信息技术课程下选择性必修模块4:人工智能初步课课程教学大纲开展设计,首先先容了该课程的教学要求,其次围绕教学要求设计出满足该课程开设的整体化实验室建设解决方案。

1.2 人工智能初步课课程概况

人工智能是通过智能机器延伸、增强人类改造自然和治理社会能力的新兴技术。近年来,人工智能的发展呈现出深度学习、跨界融合、人机协同等新特征,推动了社会各领域从数字化、网络化相智能化的跃升,深刻改变着人们的生活方式和思维模式。本模块是针对人工智能的发展特征,从基础常识与应用、简单人工智能模块搭建及开发等方面设置的选择性必修模块。
通过本模块的学习,学生应该了解人工智能的发展历程及概念,能描述典型人工智能算法的实现过程,通过搭建简单的人工智能应用模块,亲历设计与实现简单智能系统的基本过程与方法,增强利用智能技术服务人类发展的责任感。
本模块包括“人工智能基础”、“简单人工智能应用模块开发”、“人工智能技术的发展与应用”三部分内容。

1.3 人工智能课课程内容要求

(1)描述人工智能的概念与基本特征;知道人工智能的发展历程、典型应用与趋势。
(2)通过剖析具体案例,了解人工智能的核心算法(如启发式搜索、决策树等),熟悉智能技术应用的基本过程和实现原理。
(3)知道特定领域(如机器学习)人工智能应用系统的开发工具和开发平台,通过具体案例了解这些工具的特点、应用模式及局限性。
(4)利用开源人工智能应用框架,搭建简单的人工智能应用模块,并能根据实际需求配置适当的环境、参数及自然交互方式等。
(5)通过智能系统的应用体验,了解社会智能化所面临的伦理及安全挑战,知道信息系统安全的基本方法和措施,增强安全防火意识和责任感。
(6)辩证认识人工智能对人类社会未来发展的巨大价值和潜在威胁,自觉维护和遵守人工智能社会化应用的规范和法规。

1.4 人工智能初步课教学提示

在本模块教学中,教室既可以通过案例分析、项目设计等方式,引导学生拓展思维,也可以向学生展示或剖析比较典型的智能系统,如早期的专家系统以及深蓝(Deep Blue),沃森(Watson),阿尔法围棋(AlphaGo)和百度大脑等系统。
在引导学生发现问题、尝试用人工智能方法解决问题的过程中,让学生初步了解和体验人工智能的特点,感受智能技术对生活与学习带来的影响,进一步激发学生学习和探究新技术、新常识的积极性,提高他们综合应用信息技术的能力。
在学习有关人工智能基础常识方面的内容时,可多采用案例剖析法,让学生在模仿中习得,在创造中推新。尽可能利用学生在必修、选择性必修等课程学习中取得的经验,降低学习障碍,保证学习效果。
在学习简单系统开发内容时,可以采用小组合作、项目学习等方式组织教学,充分利用丰富的开源硬件和人工智能应用框架等资源,搭建面向实际生活的应用场景,发挥学生的自主学习与探究学习的能力,鼓励学生积极探究、大胆实践、激发学生的创新思维。

1.5 人工智能初步课学业要求

学生能描述人工智能的基本特征,会利用开源人工智能应用框架,搭建简单的智能系统(计算思维)。了解人工智能的新进展、新应用(如机器学习,自动翻译,人脸识别,自动驾驶等),并能适当运用在学习和生活中(数字化学习与创新)。了解人工智能的发展历程,能客观认识智能技术对社会生活的影响(信息意识、信息社会责任)。

2.七位一体人工智能教育服务

 


 
2.1 空间设计-初中人工智能实验室
为配合学校《人工智能初步》课程的开设,建设人工智能初步实验室,并提供相关软硬件支撑,为学生们创造动手实践的场地空间。标准的人工智能初步实验室效果图下图2-1所示,实验室整体空间为1间12*8米标准教室,配备有典型的人工智能应用场景沙盘-智能家居沙盘一台,学生桌椅及教学电脑若干,可供30名学生同时上课实验。

 

 
2.2 硬件-核心硬件先容
 
2.2.1 人工智能学习套件
对于中小学生来说,对于人工智能的学习应该更多的集中在各种数据(语音数据、图像数据、传感器数据)的采集,以及对识别后的数据进行处理,让学生直观的感受到人工智能技术为澳门太阳娱乐集团官网的生活带来的改变。

澳门太阳娱乐官方网站K12-G02-02型人工智能学习套件,将各种人工智能硬件(语音识别模块,图像识别模块)以模块的形式展现出来,方便学生学习和使用,同时,每组套件自成网络,多组套件学习互不干扰。配合本方案配套的教学资源,可以展开丰富的教学活动。
 

2.2.2 人工智能开发沙盘-智能家居

产品概述

K12-P01-11型人工智能开发沙盘-智能家居结构部分由不锈钢底座和亚克力家居实景模型两部分组成,实景模型按照两室三卫一厅一花园户型设计。人工智能开发沙盘-智能家居装配有-智能家居系统核心设备智能家居网关,用于控制房间灯光的智能两位开关,用于控制房间窗帘的智能窗帘电机,用于控制家电设备的智能插座,用于采集环境数据的温湿度传感器,用于安防监控的摄像头、智能门磁、人体感应探测器以及用于遥控家电设备的红外遥控器等设备。所有设备之间均采用Zigbee无线通信协议进行互联互通。用户既可以直接使用配套提供的Android APPApp对整个智能家居系统进行控制体验智能家居应用,也可以根据配套提供的二次开发资源,设计并自行开发上位机App,完成课程实验。
智能家居开发沙盘由沙盘实景和4个工作台组成,每个工作台支撑3-4名学生一组进行实验,每个工作台上分别安装有多个传感器及控制器节点,各个节点通过Zigbee网络相连,工作台内嵌台式电脑,学生需在电脑上使用Python语言开发程序采集传感器数据,控制灯光、窗帘等设备,并通过设计,实现智能家居系统的设计。系统由无线路由器、摄像头、智能家居网关、多功能控制板、各传感器和实行器以及PC控制端组成。系统管理App安装和运行在PC端上,各设备数据保存在网关中,用户可以通过我司的API接口调用和控制设备。


2.2.3 机器人探索实验套装

1)套件概述
该机器人探索实验套装基于Arduino uno主控板进行研发设计,采用总线式电子模块,实现全部统一通讯方式,可支撑基于Scratch2.0 二次开发的图形化编程AppRobo3,支撑Arduino IDE ,支撑手机端控制App和编程操作APP 操控,支撑Python编程。利用该套件,可以开展机械拼装、电路搭建、图形化编程等教学机器人课程,可以拼接搭建出巡线机器人、避障机器人、表情机器人、六足机器人、机械手机器人、坦克、灭火机器人、手柄操控、多彩的世界、脸谱机器人、超声雷达、无人送货机器人、绘图机器人、物联网机器人、游戏机、音乐盒、调速风扇、数字温度计、触角昆虫、追光猎手、数字计时器、防盗报警器等创客作品。
机器人探索实验套装还配套48节课程,包括走进机器人的世界、音乐会、绚丽的城市、大鱼吃小鱼、智能路灯、声音的力量、表情的魅力、智趣弹球、运动的魅力、无线遥控、安全第一、防盗报警器、赛道达人、灵活的机器人、玩转多才多艺的机器人、数学小能手、“源于兴趣,忠于热爱”、希翼之光、探知世界、猜拳游戏、模拟演练、灰黑世界、希翼捕手、温感调节、争分夺秒、智能警报、数学微妙、探路先锋、机械之力、时间使者、天籁之声、开心乐园、无人送货、超级雷达、多彩世界、智慧停车、智慧迷宫、消防灭火、京剧变脸、无线控制、京剧变脸、越野竞赛等。
同时,机器人探索实验套装也提供纸质版教材、拼装案例纸质说明书、拼装视频、巡线走迷宫、机械手案例、图形化编程App的详细说明等教学资源,方便实际教学工作的开展。
2)产品图片

 

2.2.4 四旋翼训练无人机

无人机实训设备配置自主研发的专业飞控,由多种传感器将飞行器本身的姿态数据传回飞控,再由飞控通过运算和判断下达指令,由实行机构完成动作和飞行姿态调整。学生通过学习传感器、机载计算机和伺服作动设备三大部分,实现的功能主要有无人机姿态稳定和控制、无人机任务设备管理和应急控制,也可以在飞控学习的过程中了解无人机的多种控制方法最终达到运用无人机完成各种场景的实际任务.
无人机实训设备采用轻量化材料设计,在减轻机身重量的同时保证了机身的安全性和实用性、同时加大了载重量,为多场景的运用提供了更大的可能。
无人机教学训练设备装配的各种传感器,包括GPS、气压计、陀螺仪、指南针以及地磁感应等,可以精准采集角速率、姿态、位置、加速度、高度和空速等。
遥控器利用专属算法保证信号传输的稳定性、材料制作和设计上都保证了安全性。
无刷电机在保证节能的同时,较一般电机使用寿命增加2倍以上。
穿越无人机设备在飞行速度上有了突破,能够达到最高140km/h的时速,自主研发的机身设计也能保证飞行过程中飞机动作的流畅性和稳定性。
完整详尽的实验引导书,并提供无人机组装到飞行的所有资料供学生学习和开发。
无人机实训设备紧密围绕无人机应用技术专业培训计划教学大纲进行设计,可以满足无人机原理及装配、无人机检修,无人机驾驶操控、无人机数据处理等无人机应用技术专业的专业课程实验开设。

 

2.3 App-编程及应用App

2.3.1 Python语言概况

如本课程教学内容要求的第7点所述,要求学生掌握一种程序设计语言的基本常识。面对市面上常用的几十种编程语言中,无论从难易程度还是普及性来说,Python语言无疑是最适合高中生了解、学习和掌握的一门编程语言。
Python 概况
Python 是一个高层次的结合了说明性、编译性、互动性和面向对象的脚本语言。
Python 的设计具有很强的可读性,相比其他语言经常使用英文关键字,其他语言的一些标点符号,它具有比其他语言更有特色语法结构。
Python 是一种说明型语言: 这意味着开发过程中没有了编译这个环节。
Python 是交互式语言: 这意味着,您可以在一个Python提示符,直接互动实行写你的程序。
Python 是面向对象语言: 这意味着Python支撑面向对象的风格或代码封装在对象的编程技术。
Python 是初学者的语言:Python 对初级程序员而言,是一种伟大的语言,它支撑广泛的应用程序开发,从简单的文字处理到 WWW 浏览器再到游戏。
Python 特点
(1)易于学习:Python有相对较少的关键字,结构简单,和一个明确定义的语法,学习起来更加简单。
(2)易于阅读:Python代码定义的更清晰。
(3)易于维护:Python的成功在于它的源代码是相当容易维护的。
(4)一个广泛的标准库:Python的最大的优势之一是丰富的库,跨平台的,在UNIX,Windows和Macintosh兼容很好。
(5)互动模式:互动模式的支撑,您可以从终端输入实行代码并获得结果的语言,互动的测试和调试代码片断。
(6)可移植:基于其开放源代码的特性,Python已经被移植(也就是使其工作)到许多平台。
(7)可扩展:如果你需要一段运行很快的关键代码,或者是想要编写一些不愿开放的算法,你可以使用C或C++完成那部分程序,然后从你的Python程序中调用。
(8)数据库:Python提供所有主要的商业数据库的接口。
(9)GUI编程:Python支撑GUI可以创建和移植到许多系统调用。
(10)可嵌入: 你可以将Python嵌入到C/C++程序,让你的程序的用户获得"脚本化"的能力。


 

2.4 教材-人工智能(高中版)

澳门太阳娱乐官方网站七位一体高中人工智能教育服务配套教材-《人工智能(高中版)》于2019年3月26日由广东教育出版社正式发行,该教材由业内权威专家执笔主编,采用先进的PBL(项目式学习)思维,每一个章节都由一个项目组成,情景化,代入感强,由浅入深的引领学生学习人工智能的来龙去脉和典型应用案例,可读性强,趣味性高,非常适合用作高中阶段学生学习。

 

2.5 课程体系

澳门太阳娱乐官方网站根据课标要求,结合高中生特点,配合教材和硬件,精心设计了一系列课程体系(如下表所示),并配套有完整的教案,课件及实训手册,省去老师备课工作。

序号
课程名称
类型
课时数
教学目标
1
初识人工智能
理论
1
1.了解人工智能的定义、主要流派及其发展历史
2.了解人工智能技术包括了什么,如:机器学习、自然语言处理、计算机视觉、人机交互、增强现实&虚拟现实
3.了解人工智能在零售、家居、农业、交通、公共安全、创作方面的应用
2
“分门别类”的人工智能算法(1)
理论
演示
1
1.了解什么是分类算法、聚类算法、回归算法(课后作业:尝试用python实现相关算法)
3
“分门别类”的人工智能算法(2)
练习
1
1.了解什么是分类算法、聚类算法、回归算法(课后作业:尝试用python实现相关算法)
4
“神通广大”的AI语言-Python
演示
练习
1
1.掌握Python环境搭建,并学习Python语法
5
用Python实现无线灯光控制
练习
1
1.学会使用Pycharm编写Python程序
6
python环境搭建
练习
0.5
1.学会安装python
2.学会安装pycharm
3.学会安装pip
7
python基础语法
练习
0.5
1.python基本命令
2.掌握python基本语法结构
8
python数据结构
练习
0.5
1.了解列表、字典、序列、元组等数据结构
9
循环、选择结构
练习
0.5
1.了解for循环、while循环的使用
10
python文件读写
练习
0.5
1.了解python文件的读写方法,
2.了解excel、txt等文件的读写
11
python方法
练习
0.5
1.了解python方法的创建及使用
12
练习
0.5
1.了解类的定义
2.掌握类的创建
3.掌握类的使用
13
模块
练习
0.5
1.了解模块的使用
2.掌握模块的创建
14
“言听计从”的风扇(1)
演示
练习
1
1.了解语音识别基本原理,掌握语音处理库的使用
2.学会使用Python控制智能硬件
15
“言听计从”的风扇(2)
练习
1
1.使用Python实现“听话”的电风扇
16
“慧眼识人”的门(1)
演示
练习
1
1.了解人脸识别基本原理,掌握人脸识别技术的使用
2.学会使用Python控制智能门
17
“慧眼识人”的门(2)
练习
1
1.使用Python实现会“认人”的门
18
“对答如流”的聊天机器人(1)
演示
练习
1
1.了解聊天机器人原理,学习Python网络套接字编程
19
“对答如流”的聊天机器人(2)
练习
1
2.学会调用人工智能开放API实现聊天机器人
20
“颠覆视野”的增强现实技术(1)
演示
练习
1
1.了解增强现实技术实现原理
2.学习Python Web编程
3.学习Flask、PyOpenGL库
21
“颠覆视野”的增强现实技术(2)
练习
1
1.通过开源增强现实库BAR4Py实现简单的增强现实程序
22
“体贴入微”的智能家电控制系统(1)
演示
练习
1
1.了解智能家居系统实现原理及其构成
2.了解人工智能结合物联网技术在智能家居系统的应用
23
“体贴入微”的智能家电控制系统(2)
练习
1
1.掌握智能应用需求分析方法
2.学会设计智能应用的方法
24
“看家护院”的智能安防系统(1)
演示
练习
1
1.学会通过Python实现智能应用
25
“看家护院”的智能安防系统(2)
练习
1
1.继续通过Python实现智能应用
26
“代替人工”的机械臂
理论
练习
2
1.了解机械臂的工作原理
2.通过python编程控制机械臂
27
“不费人力”的流水线
理论
练习
2
1.了解传送带的工作原理
2.通过python编程控制传送带
28
实现智能分拣系统
理论
练习
2
1.了解工厂中分拣的流程
2.通过python编程实现智能分拣系统
29
农产品盘点
理论
练习
2
1.了解RFID技术
2.了解RFID在仓储盘点中的应用
3.用python实现仓储盘点功能
30
农产品储存环境控制
理论
练习
2
1.了解农产品存储对环境的要求
2.了解使用传感器及控制设备调节储存环境
31
人工智能的伦理与安全
理论
1
1.了解人工智能产生的伦理问题,及人工智能的发展给人类带来的挑战
2.了解人工智能技术会产生哪些方面的安全隐患及其原因
3.了解防患方法和相关法律法规。
合计
32课时

 

2.6 培训服务


澳门太阳娱乐官方网站清醒的意识到,现在普教开展人工智能教育最大的瓶颈在于师资力量的严重匮乏,因此,澳门太阳娱乐官方网站提供可开展形式多样的师资培训,学生培训活动,形式和具体时间安排,可根据项目需求,详细制定。
 

 


 


2.7 创飞谷-在线学习平台


澳门太阳娱乐官方网站创飞谷普教人工智能在线学习平台已经正式上线(c.chuangfeigu.com),该平台的上线使得更多的人可以随时随地在线进行学习,线上提供丰富的视频和课件资源,大大扩充了学习的空间和时间,欢迎大家登录体验。

 



 

3.实验室设备清单

序号
设备名称
设备型号
数量
单位
1
人工智能学习套件-高级版
K12-G01-02
6
2
人工智能开发沙盘-智能家居
K12-P01-11
1
3
交通套件
IOT-P02-04-00
2
4
机器人探索实验套装
 
10
5
四旋翼训练无人机
BY-330
2
6
创飞课堂云平台
FRO-CCG-01
30
7
课程包
FRO-AIG-01
32
课时
8
师资培训服务
 
3

 

 
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