北京王府學(xué)校

所在地區(qū)：北京 昌平區(qū)學(xué)校性質(zhì)：私立學(xué)校

學(xué)費(fèi)：0.68~22.00萬(wàn)招生階段：高中 初中 小學(xué) 幼兒園

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今天GJXX小編搜羅了北京王府學(xué)校公開(kāi)課：初學(xué)者如何實(shí)現(xiàn)人工智能進(jìn)階？希望給擇校的家長(zhǎng)們提供參考。

北京王府學(xué)校公開(kāi)課：初學(xué)者如何實(shí)現(xiàn)人工智能進(jìn)階？一起來(lái)感受一下人工智能的魅力。

美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間9月30日，在特斯拉2022AIDay上，馬斯克攜工程師團(tuán)隊(duì)帶來(lái)了Tesla Bot人形機(jī)器人“Optimus”原型機(jī)的全球首秀；

11月在上海舉行的第五屆中國(guó)國(guó)際進(jìn)口博覽會(huì)上，首設(shè)人工智能專區(qū)，觀眾不僅可以沉浸式體驗(yàn)足球訓(xùn)練、VR元宇宙辦公等項(xiàng)目，還能提前感受“未來(lái)人的一天是怎么過(guò)的”；

同樣11月在烏鎮(zhèn)開(kāi)幕的2022年世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上，能夠一邊騎行一邊導(dǎo)航的電助力自行車、用眼睛打字的眼動(dòng)輸入儀、集手機(jī)和頭盔功能為一體的智能頭盔......讓觀眾眼前一亮。

這些顛覆性的體驗(yàn)是不是讓人無(wú)比期待那天的到來(lái)？

在9月舉行的2022世界人工智能大會(huì)教育論壇，讓我們看到了這一天到來(lái)的希望，那也是屬于AI教育的希望。

2022世界人工智能大會(huì)教育論壇上，正在播放這樣一段視頻。視頻里介紹了涵蓋幼、小、初、高15年一貫制的一所學(xué)校，關(guān)于人工智能教育和人才培養(yǎng)的經(jīng)驗(yàn)。

這所學(xué)校就是北京王府學(xué)校，視頻中的老師就是辛麗蓉。她設(shè)計(jì)的課例“什么是機(jī)器學(xué)習(xí)”，此前從全國(guó)17個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)、193所學(xué)校中脫穎而出，被評(píng)為“中小學(xué)人工智能教育實(shí)踐研究項(xiàng)目”第一階段全國(guó)優(yōu)秀課例，并亮相世界人工智能大會(huì)教育論壇。

▲2022世界人工智能大會(huì)教育論壇現(xiàn)場(chǎng)視頻播放照片

辛老師在王府學(xué)校任教已有15 年，一直致力于計(jì)算機(jī)類課程的教學(xué)教研工作，參與并見(jiàn)證了學(xué)校在人工智能教育領(lǐng)域的創(chuàng)新與發(fā)展。

從全國(guó)脫穎而出的優(yōu)秀課例

上課鈴聲響起，辛老師邁著和往常同樣輕快的步子微笑著走進(jìn)教室，略帶神秘地說(shuō)：“同學(xué)們先看一組圖片。”

隨后屏幕上便出現(xiàn)了幾張紫色花的照片。有的照片是一大片，有的照片則是一株獨(dú)立，但都是形狀整齊，顏色統(tǒng)一。

看到照片，同學(xué)們有的很熟悉，名字差點(diǎn)脫口而出，辛老師微笑著做了個(gè)“噓”的手勢(shì)；有的一邊觀察，一邊說(shuō)著“好熟悉，但實(shí)在想不起名字”；還有的立刻拿起平時(shí)上課用的iPad，打開(kāi)常用的植物識(shí)別APP“形色”或是百度識(shí)圖。

“老師，這個(gè)是鳶尾花?！逼渲幸幻弥鴌Pad的同學(xué)舉手說(shuō)。

“好的，那再看另外一組圖片?！彪S后辛老師又展示了幾張，還是鳶尾花，但形狀各異，有的花瓣還有殘缺。

“這次識(shí)別不出來(lái)了?！边€是剛才那位拿著iPad的同學(xué)說(shuō)。

▲辛老師在上“什么是機(jī)器學(xué)習(xí)”的公開(kāi)課

這堂課就在鳶尾花圖片的識(shí)別中開(kāi)始了。

這是一節(jié)公開(kāi)課，也是“什么是機(jī)器學(xué)習(xí)”課例，而鳶尾花分類是機(jī)器學(xué)習(xí)的經(jīng)典案例。

機(jī)器學(xué)習(xí)是一個(gè)非常難講的內(nèi)容，對(duì)于剛剛選擇人工智能的學(xué)生來(lái)說(shuō)很難理解這個(gè)概念。

為此，辛老師多方征求意見(jiàn)，花費(fèi)一個(gè)多月時(shí)間，與高中部教務(wù)處和學(xué)科組進(jìn)行數(shù)次磨課，共同打造出了這節(jié)課的呈現(xiàn)方式。

在設(shè)計(jì)課程時(shí)，通過(guò)化繁去簡(jiǎn)、由表及里，從識(shí)別鳶尾花開(kāi)始，到為學(xué)生創(chuàng)設(shè)程序員的身份情境、思考編寫(xiě)識(shí)圖程序的邏輯，再到思考識(shí)圖APP的工作原理，從而一步步帶著學(xué)生去探究機(jī)器是怎樣學(xué)習(xí)的、數(shù)據(jù)在機(jī)器學(xué)習(xí)中的重要性，以及機(jī)器學(xué)習(xí)在人工智能課程中的核心地位。

▲“什么是機(jī)器學(xué)習(xí)”課例分享PPT

周哲和趙俊杰同學(xué)都曾上過(guò)這堂公開(kāi)課。雖然他們有一定基礎(chǔ)，但回憶起這堂課，還是認(rèn)為這種帶著同學(xué)們一步步去探究、去學(xué)習(xí)，對(duì)高中生或者初學(xué)者來(lái)說(shuō)是非常友好的步驟。

“我之前自學(xué)的時(shí)候，一上來(lái)就是直接通過(guò)看代碼理解里面是怎么運(yùn)行的，相當(dāng)痛苦。”俊杰同學(xué)表示。

用項(xiàng)目式教學(xué)激發(fā)學(xué)生內(nèi)在動(dòng)力

中學(xué)生正處于腦洞大開(kāi)的年紀(jì)。他們的好奇心、思維能力、動(dòng)手能力都很強(qiáng)。

王府高中的學(xué)生，有一部分在高一就能學(xué)完微積分，有一部分會(huì)進(jìn)行大學(xué)先修物理課、心理學(xué)、生物學(xué)的學(xué)習(xí)，還有一部分會(huì)學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)學(xué)、線性代數(shù)，具備了深度學(xué)習(xí)人工智能的前置知識(shí)。

▲劉逸飛、王燦坤等同學(xué)在科學(xué)節(jié)上

2021年6月，劉逸飛、王燦坤帶著他們的項(xiàng)目“AI人臉識(shí)別和追蹤”，亮相北京王府校區(qū)第六屆科學(xué)節(jié)。這也是學(xué)校人工智能選修課的項(xiàng)目。

在那門(mén)課上，他們學(xué)習(xí)了線性代數(shù)、Python語(yǔ)言、編程、機(jī)器學(xué)習(xí)算法等很多知識(shí)。

在課程中，他們一步步理解代碼、編寫(xiě)代碼，從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)取數(shù)據(jù)、選擇合適算法，歷經(jīng)一個(gè)多月的調(diào)整、修正，最終成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)人臉的識(shí)別與追蹤。

▲“AI人臉識(shí)別和追蹤”吸引同學(xué)們紛紛駐足觀看

同時(shí)，燦坤同學(xué)還忙著另外一個(gè)作品——會(huì)投球的機(jī)器人，那是他準(zhǔn)備用來(lái)參加機(jī)器人科技挑戰(zhàn)（FTC）活動(dòng)的。

他和另外3名同學(xué)用時(shí)4個(gè)月，讓機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了既可以依靠視覺(jué)識(shí)別自動(dòng)完成預(yù)期目標(biāo)，也可以通過(guò)手動(dòng)遙控完成預(yù)期目標(biāo)。

不僅如此，有的學(xué)生還把目光轉(zhuǎn)向?qū)嶋H問(wèn)題的解決上。

周哲同學(xué)看過(guò)很多人工智能的書(shū)。他尤其喜歡吳恩達(dá)，人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域國(guó)際上最權(quán)威的學(xué)者之一。

▲“腦部CT輔助分析工具”中編寫(xiě)的代碼

受爸爸影響，周哲同學(xué)非常關(guān)注人工智能在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，先后做了“腦部CT輔助分析工具”，探索使用各種經(jīng)典卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在輔助診斷中風(fēng)患者上的可行性；“基于機(jī)器學(xué)習(xí)診斷乳腺癌”，希望更準(zhǔn)確區(qū)分惡性腫瘤和良性腫瘤。

▲“腦部CT輔助分析工具”預(yù)測(cè)結(jié)果的ROC曲線

其中“腦部CT輔助分析工具”于今年7月入圍“青少年人工智能項(xiàng)目?jī)?yōu)秀成果”征集活動(dòng)第三階段培育項(xiàng)目。

俊杰同學(xué)則參加了UCLA和萊斯大學(xué)的夏校，Machine Learning Essential科研項(xiàng)目，全面學(xué)習(xí)了Python語(yǔ)言、機(jī)器學(xué)習(xí)、圖像識(shí)別等很多計(jì)算機(jī)方向的知識(shí)。

▲俊杰同學(xué)使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型識(shí)別手寫(xiě)阿拉伯?dāng)?shù)字

今年4月21—5月24日，俊杰同學(xué)收集了北京地區(qū)34天的疫情情況數(shù)據(jù)，包括可能被感染的人口、已經(jīng)被感染的人口、痊愈的人口，嘗試預(yù)測(cè)疫情結(jié)束時(shí)間。

▲基于SIR模型的北京新冠疫情預(yù)測(cè)圖

這是他基于SIR數(shù)學(xué)模型進(jìn)行的一個(gè)拓展和實(shí)踐。

一以貫之的AI素養(yǎng)培養(yǎng)體系

從人臉識(shí)別系統(tǒng)、疫情分析和預(yù)測(cè)，到腦部 CT 輔助分析工具、會(huì)投球的機(jī)器人，再到城市智能垃圾分類、智能救援，同學(xué)們從真實(shí)情境出發(fā)，越來(lái)越多地開(kāi)始學(xué)習(xí)運(yùn)用人工智能解決實(shí)際問(wèn)題。

他們的興趣不斷被激發(fā)，對(duì)新知識(shí)的探究欲望也愈發(fā)強(qiáng)烈。這都源于王府學(xué)校對(duì)人工智能教育、人工智能素養(yǎng)培養(yǎng)的重視和普及。

▲王府初中部“大選防作弊”項(xiàng)目立體場(chǎng)景圖

▲王府小學(xué)部“城市智能垃圾分類”項(xiàng)目立體場(chǎng)景圖

課程上，學(xué)校在小、初、高三個(gè)階段都單獨(dú)開(kāi)設(shè)有人工智能課程，包括Python 編程、人工智能編程、模型車、VEX IQ 機(jī)器人、steam 創(chuàng)客教育課程、電子電路課、樂(lè)高機(jī)器人編程等，并根據(jù)學(xué)生不同階段的成長(zhǎng)特點(diǎn)，制定了不同的培養(yǎng)目標(biāo)和方案。目前已經(jīng)形成了一以貫之的人工智能核心素養(yǎng)培養(yǎng)體系和平臺(tái)。

教學(xué)上，學(xué)校已經(jīng)探索出了一條具有學(xué)科包容性的項(xiàng)目化教學(xué)道路，既有利于學(xué)生根據(jù)自身情況進(jìn)行選擇，又可以讓學(xué)生通過(guò)完成一個(gè)個(gè)項(xiàng)目不斷滿足求知欲。

▲創(chuàng)客教室

▲北京王府校區(qū)電子閱覽室及圖書(shū)館

腦部 CT 輔助分析工具，北京 4 月份的疫情分析和預(yù)測(cè)、人臉識(shí)別系統(tǒng)、會(huì)投球的機(jī)器人都是以學(xué)生為主進(jìn)行探索，多位教師進(jìn)行相應(yīng)的輔導(dǎo)完成的。

人臉識(shí)別、自動(dòng)駕駛、智能錄音筆......人工智能正在越來(lái)越多領(lǐng)域發(fā)揮作用。而我國(guó)相關(guān)人才缺口還很大。因此，推動(dòng)人工智能教育體系尤其是中小學(xué)教育體系健康發(fā)展，已成為當(dāng)前迫切而重要的課題。雖然任重道遠(yuǎn)，但我們?nèi)砸鸸馇靶小?/p>

This year, BRS’s course case named “What is Machine Learning”, designed by BRS teacher Ms. Xin Lirong, was awarded the Outstanding National Course Case of the first stage of the "Practical Research Project on Artificial Intelligence Education in Primary and Secondary Schools". Distinguished from 17 experimental zones and 193 schools nationwide, this awarded course representing Beijing Royal School was also presented at the Education Forum of World Artificial Intelligence Conference 2022.

Giving an emphasis to inquiry-based approach, Ms. Xin Lirong led his students on a journey of exploration of machine learning through creating scenarios. In the learning process, students gained a better understanding of the importance of data in machine learning, as well as why machine learning plays a critical role in AI curriculum. 

For many years, BRS has focused on cultivating and improving students’ scientific literacy, the education for Artificial Intelligence in particular. Many different resources and platforms have been used to inspire students’ discovery and innovation in the world of science. Approaches to learning include: enhancing the school’s research-based teaching; introducing advanced resources; creating rich school-based electives courses, such as establishing BRS Maker’s Lab, Python programming, AI programming, Model car, VEX IQ robot, STEM, electronic circuit course, and Lego robot programming, just to name a few. 

By implementing the scientific teaching approach, BRS has also attached importance on enhancing our students’ innovative consciousness and scientific application skills. This teaching approach builds a real academic atmosphere for innovative scientific discovery on campus. Many BRS students including Liu Yifei, Wang Cankun, Zhou Zhe and Zhao Junjie, have seen amazing academic growth in their AI learning by participating in projects such as "AI Face Recognition and Tracking", "Robot that Throws Balls", "Brain CT Assisted Analysis Tool", "Beijing Epidemic Analysis and Prediction in April” and others.