一、項目立項依據(jù)

　　2017年7月,國務(wù)院發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》,人工智能已上升為戰(zhàn)略，在《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中明確提出“支持開展形式多樣的人工智能科普活動，鼓勵廣大科技工作者投身人工智能的科普與推廣，全面提高全社會對人工智能的整體認(rèn)知和應(yīng)用水平。實施全民智能教育項目，在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程”、“充分發(fā)揮各類人工智能創(chuàng)新基地平臺等的科普作用”、“鼓勵科學(xué)家參與人工智能科普”。2018年1月教育部教師工作司《教育部教師工作司2018年工作要點》強調(diào)“支持部分學(xué)校引入人工智能教學(xué)實驗，推動教師主動適應(yīng)信息技術(shù)變革”。2018年4 月，教育部印發(fā)《教育信息化2.0行動計劃》，要求落實“信息素養(yǎng)全面提升行動”，“將學(xué)生信息素養(yǎng)納入學(xué)生綜合素質(zhì)評價”，“充實適應(yīng)信息時代、智能時代發(fā)展需要的人工智能和編程課程內(nèi)容”。一系列的政策推出都把人工智能作為信息技術(shù)的更高發(fā)展階段，這毫無疑問會深層次推動信息技術(shù)教育教學(xué)改革與創(chuàng)新發(fā)展，側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思維、批判性思維、結(jié)構(gòu)化思維、創(chuàng)造力、協(xié)作力、表現(xiàn)力等多方面能力，幫助學(xué)生在新的社會就業(yè)體系和人生價值坐標(biāo)系中準(zhǔn)確定位自己。教育目標(biāo)、教育理念的改變將加速推動培養(yǎng)模式、教材內(nèi)容、教學(xué)方法、評價體系、教育治理乃至整個教育體系的改革創(chuàng)新。

　　這對學(xué)校實驗室建設(shè)和實驗教學(xué)提出了新的要求。因此，我們需要建設(shè)人工智能實驗室，為學(xué)生提供一個更具有挑戰(zhàn)性和實踐性的學(xué)習(xí)環(huán)境，引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生動手實踐、探究和創(chuàng)新的精神，以及提高他們的科學(xué)技術(shù)素養(yǎng)。

　　二、需求分析

　?。ㄒ唬W(xué)生發(fā)展需求

　　中小學(xué)生處于思維發(fā)展的關(guān)鍵期，對人工智能相關(guān)技術(shù)充滿好奇，需要通過動手實踐、項目探究的方式，理解人工智能的基本原理，提升邏輯思維、動手操作與團隊協(xié)作能力，為后續(xù)學(xué)習(xí)與職業(yè)發(fā)展搭建基礎(chǔ)。

　　（二）教學(xué)改革需求

　　人工智能實驗室能夠為學(xué)校開設(shè)人工智能、編程、機器人等課程提供專業(yè)場地與設(shè)備，推動跨學(xué)科教學(xué)模式改革，打破學(xué)科壁壘，實現(xiàn)“科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、藝術(shù)”的融合教學(xué)，豐富學(xué)校的課程體系。

　　（三）師資建設(shè)需求

　　實驗室建設(shè)將帶動教師隊伍的專業(yè)發(fā)展，通過開展人工智能教育培訓(xùn)、教研活動，提升教師的人工智能教學(xué)能力，打造一支兼具學(xué)科知識與科技素養(yǎng)的復(fù)合型教師隊伍。

　?。ㄋ模┬@品牌建設(shè)需求

　　建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化的人工智能實驗室，是學(xué)校打造科技教育特色、提升辦學(xué)品質(zhì)的重要舉措，能夠增強學(xué)校的核心競爭力，為區(qū)域中小學(xué)人工智能教育提供示范作用。

　　三、建設(shè)目標(biāo)與原則

　?。ㄒ唬┙ㄔO(shè)目標(biāo)

　　1. 短期目標(biāo)：建成符合中小學(xué)教學(xué)需求的人工智能實驗室，配備完善的硬件設(shè)備與教學(xué)資源，能夠開展編程、機器人、圖像識別等基礎(chǔ)教學(xué)活動，實現(xiàn)每班每學(xué)期不少于16課時的人工智能課程教學(xué)。

　　2. 中期目標(biāo)：形成系統(tǒng)的人工智能教育課程體系，培養(yǎng)一批優(yōu)秀的人工智能教學(xué)教師，組織學(xué)生參加各級各類人工智能競賽，取得優(yōu)異成績。

　　3. 長期目標(biāo)：將實驗室打造為區(qū)域中小學(xué)人工智能教育實踐基地，推動校際交流與合作，形成具有本校特色的人工智能教育模式，全面提升學(xué)生的數(shù)字素養(yǎng)與創(chuàng)新能力。

　　四、建設(shè)方案

　　實驗室由基礎(chǔ)設(shè)備、人工智能基礎(chǔ)實驗系列、智能控制與應(yīng)用、科技創(chuàng)新竟賽訓(xùn)練實驗儀器、無人機和智慧墻等部分組成。建設(shè)主要內(nèi)容：

　　1.實驗裝備:必備的硬件包括智能硬件、傳感器、控制器等，這些設(shè)備可以用于開展物聯(lián)網(wǎng)、機器人、智能家居和無人機等領(lǐng)域的實驗。

　　2.軟件支持:為了優(yōu)化實驗室操作效率，在設(shè)備的選擇上重點考慮軟件的支持情況，選用開源軟件，如Python、Arduino IDE等。

　　3.實驗內(nèi)容:實驗重點圍繞人工智能領(lǐng)域開展，包括自然語言處理、圖像識別、機器學(xué)習(xí)等方面。通過學(xué)生的實踐操作和項目開發(fā)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛力，提高他們的編程能力和解決問題的能力。

　　4.師資隊伍:實驗室的建設(shè)需要有專業(yè)的教師團隊來開展教學(xué)指導(dǎo)和實驗操作。通過人工智能實驗室建設(shè)，培養(yǎng)建立一支人工智能教育師資隊伍，為學(xué)生提供更具有深度和廣度的人工智能學(xué)科培訓(xùn)。

　　5.課程體系建設(shè)

　　結(jié)合中小學(xué)不同年級的認(rèn)知水平，構(gòu)建分學(xué)段、階梯式的人工智能課程體系，確保課程的系統(tǒng)性與連貫性：

　　小學(xué)階段（3-6年級）：以“趣味啟蒙”為主，開設(shè)《人工智能趣味入門》《圖形化編程》《機器人組裝與調(diào)試》等課程，通過游戲、手工、簡單編程，讓學(xué)生了解人工智能的基本概念，培養(yǎng)動手能力與創(chuàng)新思維。

　　初中階段（7-9年級）：以“基礎(chǔ)實踐”為主，開設(shè)《Python編程入門》《人工智能實驗箱應(yīng)用》《無人機編程》等課程，讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)的代碼編程技能，能夠完成簡單的人工智能實驗項目。

　　特色課程：開設(shè)人工智能社團、興趣小組，開展創(chuàng)客項目、人工智能競賽培訓(xùn)等活動，滿足學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求。

　　五、建設(shè)預(yù)期效果

　　（一）教育教學(xué)

　　1. 提升學(xué)生素養(yǎng)：通過系統(tǒng)的人工智能教育，培養(yǎng)學(xué)生的計算思維、創(chuàng)新思維、動手實踐能力，提升學(xué)生的數(shù)字素養(yǎng)與綜合競爭力，為未來發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

　　2. 推動教學(xué)改革：豐富學(xué)校的課程體系，推動跨學(xué)科融合教學(xué)，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，提升學(xué)校的整體教學(xué)質(zhì)量。

　　3. 打造辦學(xué)特色：形成人工智能教育特色，提升學(xué)校的品牌影響力，成為區(qū)域科技教育示范校。

　　（二）社會效益

　　1. 示范引領(lǐng)作用：為本區(qū)域中小學(xué)人工智能實驗室建設(shè)提供參考模板，推動區(qū)域人工智能教育的普及與發(fā)展。

　　2. 服務(wù)社會需求：培養(yǎng)具備人工智能基礎(chǔ)技能的青少年，契合社會對創(chuàng)新型人才的需求，為人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展儲備后備力量。

　　3. 營造科技氛圍：通過實驗室開放、科技節(jié)、成果展示等活動，向社會、家長普及人工智能知識，營造重視科技教育的社會氛圍。

　　序號    產(chǎn)品名稱    數(shù)量    單位

　　1    教師講臺    張    1

　　2    學(xué)生實驗臺    張    8

　　3    學(xué)生凳    張    48

　　4    儀器柜    張    2

　　5    電腦    臺    2

　　1、人工智能基礎(chǔ)實驗系列        

　　1    大模型人形機器人    套    1

　　2    人工智能入門套裝    套    8

　　3    人工智能創(chuàng)作套裝    套    2

　　4    趣味智能機器人創(chuàng)客實驗盒    套    4

　　5    創(chuàng)客電子實訓(xùn)箱1型    套    2

　　6    創(chuàng)客電子實訓(xùn)箱2型    套    2

　　7    創(chuàng)客電子實訓(xùn)箱3型    套    4

　　8    創(chuàng)客電子實訓(xùn)箱5型    套    2

　　9    創(chuàng)客電子實訓(xùn)箱6型    套    4

　　10    創(chuàng)客電子實訓(xùn)箱7型    套    4

　　11    創(chuàng)客電子實訓(xùn)箱8型    套    4

　　12    語音識別教學(xué)套裝    套    4

　　13    圖像識別教學(xué)套裝    套    1

　　14    Scratch編程套裝    套    1

　　15    圖形化編程套裝    套    1

　　16    數(shù)字氣象站套裝    套    1

　　17    AI水果琴套件    套    1

　　18    AI甲骨文    套    1

　　2、智能控制與應(yīng)用        

　　1    AI智能棋    套    4

　　2    3D實時追蹤攝像檢測與識別系統(tǒng)    套    1

　　3    智能小車套件    套    1

　　4    遙控機器人    套    1

　　5    聲控方向車    套    1

　　6    智能飛鳥    套    1

　　7    推球運動    套    1

　　8    八皇后智能控制儀    套    1

　　3、科技創(chuàng)新竟賽訓(xùn)練實驗儀器        

　　1    顏色識別套件    套    2

　　2    教室智能管理    套    2

　　3    扶梯套裝    套    2

　　4    路燈管理套件    套    2

　　5    停車場管理套件    套    2

　　6    圖書借還管理套件    套    2

　　7    貨車超聲波避障提示系統(tǒng)套件    套    2

　　4、無人機        

　　1    基礎(chǔ)無人機無人機竟賽訓(xùn)練場地    套    1

　　2    比賽機-全國青少年無人機大賽    套    2

　　3    訓(xùn)練機-全國青少年無人機大賽    套    2

　　4    競賽足球無人機    套    1

　　智慧墻        

　　1    AI抽屜原理    塊    1

　　2    AI編寫指令    塊    1

　　3    AI智能機械手    套    1

　　4    人工智能知識競賽    套    1