AI教育“起飞”，“机场”在哪？或许藏在一次探险里

潮新闻客户端 通讯员 刘悦

【资料图】

全国所有的信息科技课老师们都在寻找一个“机场”。他们仿佛是一架巨大飞机的机长，面临着一趟全新的“航线”——2022年教育部颁布的《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（简称“新课标”）。

新“航线”要求，信息科技第一次作为独立科目进入课程方案，人工智能作为六大课程逻辑主线之一，纳入了必修课的学习内容。更重要的是，它提出要培养学生面对问题的分析能力和解决能力，更强调素养和思维的含量，而不再仅仅是掌握信息技术。

如果说老师们是“机长”，全国的中小学生就是这架飞机的“乘客”。这架“飞机”正在变得越来越重要，却也变得迷茫。在尚未有统一的教材、资源的情况下，能够承托它起飞、落地的“机场”到底在哪？

“机场”或许藏在一次探险里。

看上去，这只是一个普通的卡通界面——画面上有四只小企鹅，各自背着花花绿绿的书包，围着一张画着山川、河流的地图，旁边写着几个大字：“寻宝大冒险”。“玩家”的任务就是跟着这几只小企鹅，在“宝矿岛”上规划出最佳寻宝路线，找到宝矿。

事实上，这是腾讯AI创想家为青少年人工智能教育研发的体验项目之一，那四只小企鹅也不是普通的“NPC”，而是代表了四种不同的算法。

腾讯青少年人工智能教育平台AI训练馆“寻宝大冒险”

经过多年的提前规划和布局，2022年，杭州滨江区引入了腾讯青少年人工智能教育平台，学生们开始在课堂上沉浸式体验人工智能。而在这之前，作为杭州市乃至浙江省排名前列的教育示范区，滨江区早在2021年便成立了人工智能教育中心，助力区内各中小学搭建机器人实验室、创客教室等人工智能教育场所。此外，区教育局还在辖区内设立了7所人工智能教育基地学校和7个人工智能教育中心体验基地。

“人工智能教育中心是民生实事，是区教育局探索未来教育的尝试，滨江教育的视野要更具国际化、教育的理念更具现代化、教育的创新实践更具前瞻性，以培育出创造力、探究力、协作力更强的未来公民。”在人工智能教育中心成立仪式上，区教育局局长来江飞说。

在“宝矿岛”，滨江区竺可桢学校的信息科技老师程陶奕，找到了讲授迪克斯特拉算法可视化程度更高的方案。这是一种用于寻找有向图中任意两点之间最短路径的算法，可用于解决地图上的最短路径问题等领域，“讲起来比较枯燥，不具有亲和力，也非常抽象”。

腾讯教育将算法的核心知识浓缩为一次寻宝大冒险的任务——从一张宝藏小岛的地图中找到起点到终点的最短路径，草地、山林、山丘都代表着不同的消耗时间。完成任务的过程，就是深入理解算法原理的过程。

迪克斯特拉算法可视化演示

事实上，“寻宝大冒险”只是腾讯青少年人工智能教育平台这座“机场”的一个小角落，在平台的“AI训练馆”里，还有“螃蟹的探险”“星系管理员”“识花君”“房价预测”……在这里，学生们不仅可以用神经网络管理星系，用计算机视觉识别鸢尾花，还能用机器学习预测一个地方的房价。

在“游戏”中，丹枫实验小学信息科技老师黄宁感觉学生们更专注、也更放松了。“平台能够帮助学生把思维转化成为一种学习实践，在参与学习活动中，实现自我管理和自我优化，同时这种数字化的学习空间也解决了传统意义上学习场域受限、情境缺乏，以及学生主体性弱的问题。”黄宁说。

他发现，这些“游戏”不仅能够激发学生的兴趣，还能帮助学生更好地理解知识。这位年轻的老师曾经在课上引导学生设计并调用一个红绿灯的函数，然后应用在一个游戏中所有的道路场景中。“它的优势在于可以把一个复杂的程序化简，从而在过程中培养学生解决问题的创新思维。”黄宁说。

在“AI训练馆”中，钱塘实验学校的信息科技老师陈树人和学生一起体验了“人脸检测——特征提取——数据比对”的全流程。在学生掌握了算法原理后，陈树人还利用平台功能训练学生的知识迁移能力，“我在教学过程中做实验，让学生戴上墨镜或者假发，看看机器是否还能识别出来，进一步让学生掌握AI识别图像的原理”。

腾讯青少年人工智能教育平台AI体验馆的“人脸识别”

在此之前，陈树人不得不到网上搜索一些图片或者视频，这些素材不仅质量参差不齐，有些资料还要付费才能获取。

如今，只需点击登录，就可以获取丰富的课程资源，甚至课件。在这座新“机场”，学生不仅可以体验语音识别的功能，还会附带知识点剖析。比如语言模型是用于计算单词序列的概率，能够体现出词与词之间的先后关系，而声学模型是用于计算频谱特征映射到基础发音单元的概率。

这座“机场”也降低了“乘客”的出行成本。人工智能教育所需的硬件器材往往造价高昂，对于学校而言是一笔不小的开支。陈树人说，自己所在的学校一个年级就有600多个孩子，一堂机器人相关的课程上下来，设备的损耗率很高。

腾讯青少年人工智能教育平台将实体教具虚拟化，打造了行业创新的纯软件SaaS服务模式，不仅降低了学校的开课成本，也为抽象概念的具象化、可视化教学，创造了条件。

这座“机场”托着所有的师生开启了一条崭新的航线。而落地之前，也为“乘客”提供了足够的缓冲和坚实的支撑，让他们从“趣味”过渡到知识，平稳落地。

从这座新“机场”起飞，师生们能够抵达更多、更远的地方。航线另一头的“新大陆”，可能是竞赛一等奖，可能是在母亲节给妈妈的一个礼物，也可能是“火星”。

黄宁任教的丹枫实验小学周边有不少居民楼，有时候广播系统声音过大会影响了他们的休息生活。六年级的孩子们发现了这一问题，他们开始思考，如何设计校园音响系统，在减少对外噪声的同时，增加操场内广播声音的覆盖面？

在黄宁的指导下，孩子们对学校音响系统的现状进行调研，自主查阅了常见音响系统的资料，提出了使用“定向声”的技术来解决这一问题。

为了支持孩子们的想法和创意，学校特意邀请了区内科技公司的技术骨干，与黄宁共同指导孩子们制作校园模型，并测试安装定向声音响系统。最终，项目为解决学校音响问题提出了可行的方案，引发了社会广泛的关注和讨论。

丹枫实验小学学生开发的校园定向声系统模型

在更大的一张图纸上，青少年人工智能教育正在滨江区的各中小学校生根开花。从人脸识别、智能快递、餐饮机器人，到学习助手、日常生活创意，再到赛事奖项……每一次的探索，都给孩子们的心灵种下了人工智能启蒙的种子，而年轻的“科创新一代”也在滨江几十所中小学内不断涌现。

陈树人记得，钱塘实验学校一位四年级的学生曾经做了一个古诗词学习助手小程序，点进去之后可以欣赏历朝历代与杭州有关的古诗词，比如苏轼寓居杭州时为西湖写作的诗词等；另一位低年级的学生曾经在母亲节当天，独立用算法为妈妈生成了一个爱心。

黄宁的学生中，有人制作了一个Windows系统的模拟器，里面不仅能画图、玩贪吃蛇、听音乐，还能学古诗、背单词——使用者用类似“扫雷”的方式找到正确的单词时，就会弹出单词的释义和发音，学过的单词还能加入“词库”。这个影响了一代人的经典操作系统，如今已经可以被一个六年级的小学生轻松复制。

程陶奕的学生则在信息学竞赛上成绩突出，在今年3月举办的机器人界“奥林匹克”——世界机器人大赛（TGE虚拟引擎机器人挑战赛）中，他带的4名学生获得了全国一等奖，12名学生获得了全国二等奖。

竺可桢学校学生在世界机器人大赛（WRC）上取得佳绩

这座新“机场”还推出了专属“目的地”——火星。

腾讯青少年人工智能教育平台支持了扣叮仿真机器人竞赛项目，以虚拟仿真技术为基础，邀请学生们在仿真火星中以工程师角色控制机器人，使用编程、路线识别、自动控制等综合技术完成特定任务。

在“火星”上，学生们将在罗威尔环形山附近降落，前往南极高原建立基地坐标。途中，他们将在施密特环形山、菲利普斯环形山、格林环形山采集火星样品和火星陨石、安装调试观测设备、搜寻火星水资源。每完成一项任务，平台将自动统计对应得分，最终按照积分进行排名。

虚拟仿真环境中的Robotics X Max操作演示

“新大陆”再也不是一片单调的景观，而是令人眼花缭乱的丛林、沙漠、大海，是这个宇宙的任意一个角落。

黄宁相信，无论技术将来取得怎样的进步，这些拥有了学习能力、创新意识的孩子是不会被人工智能取代的。“人的自主能动性、可创造性，不是人工智能可以去完全模仿的。”黄宁说。

如果学生是“乘客”，那么老师们就是开飞机的人。每架飞机的飞行风格，都由“机长”决定。

如今的信息课，早已不需要从电脑的开关机开始学起了。十几年前的信息科技课以文字的录入、软件的学习和操作为主，包括教孩子们怎么用word、PPT、excel。但是面对新一代的“数字原住民”，简单的电脑操作知识早已无法满足他们的需求。

程陶奕拥有丰富的信息学竞赛经验，他在学校常态化的信息科技课程之外，还开设了偏编程性质的拓展课，选拔有相关特长的学生进行培养。

钱塘实验学校的一二年级和中高年级不在同一个校区，很多家长直到三年级才开始接触信息科技课老师，往往会陷入迷茫。为了缓解家长的焦虑，钱塘实验学校会组织嘉年华等活动，释放家校协同育人的价值和能量。

丹枫实验小学则结合滨江区高新技术产业发达的区位特色，推进以项目化为载体的家校社企联动的学习活动。黄宁介绍，丹枫的老师们带领学生和科技企业进行紧密合作，在调研、搭建 和验证AI模型的过程中，有的同学实现了黑板防眩光、人类识别领取手环、绿植智能灌溉等功能，还有的同学更是自发创想设计出了自己心目中的“完美厕所”。

黄宁学生制作的《模拟windows 10》界面

这种校本化的探索实践，不仅带来了课程标准下的教学组织形式创新，也潜移默化地改变着老师们的角色定位。“在学生自主思考、自己动手的前提下，如果还遇到问题，老师就更多地作为引导者的角色而存在，引导学生们思考，而不是直接把知识搬给他们”，程陶奕说，自己最大的变化，就是在教学中会更加关注学生的思维逻辑、创新意识和知识迁移解决问题的能力。

作为“机长”，老师们也需要定期接受“培训”。

《2021年人工智能教育蓝皮书》中指出，目前最阻碍教师在教学中有效应用人工智能技术的因素是：缺乏成熟的智能产品，以及配套的资源与服务，其次是中小学中缺乏对一线教师进行人工智能相关课程的系统培训。

新“机场”正在试图解决这一障碍。2022年8月，滨江区教育局曾联合腾讯教育、光海科技对人工智能教师进行了一次培训。腾讯教育还与中国教育科学研究院共同打造教师人工智能教育标准，提升教师人工智能素养及授课能力。

腾讯青少年人工智能教育平台资源中心

人工智能教师师训，在数字平台的助力下也变得更加触手可及。在腾讯青少年人工智能平台，有一个专门为老师们设计的“资源中心”，里面储存着十几项教学内容的课件、教案、学生手册，还可以直接在上面布置作业。黄宁始终记得，在学生们的强烈要求下，他们一起重现了北京冬奥会开幕式上“雪花”的情景——从一朵到一束，学生们使用着图形化编程工具，认真地绘制着一朵朵“小雪花”，最终画出了一片“花海”。

那一刻他很清楚，自己作为“机长”，托着孩子们的想象力与创造力，稳稳地降落在了大地之上。