今年9月1日，《开学第一课》如约而至。第四篇章中，航天英雄杨利伟与孩子们连线太空站，同唱《百年正青春》。舞台现场，由越疆科技带来的100台智能机器人DOBOTMagicianLite与5台CR10协作机器人组成红旗方阵，为杨利伟与孩子们助阵表演。科技感十足的创意舞台秀，充分展现出当前人工智能教育领域的创新成果与科技魅力。“这些科技元素的展现代表了一种时代精神，传递的是时代的创新力量，我们希望以此激发青少年对人工智能的兴趣，点亮他们的科技强国梦。”越疆科技副总裁、教育事业群总经理杨俊表示。
藏在机械臂中的教育思维
当今世界，人工智能成为国际竞争的新焦点、经济发展的新引擎，已上升到国家战略高度。然而，当前我国人工智能人才缺口巨大。AI赋能，教育先行。2017年，国务院印发的《新一代人工智能发展规划》，明确指出在中小学阶段设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育。近年来，多地都在探索与推动中小学人工智能教育，为人工智能专业人才的培养发挥“奠基”作用。
“K12阶段的人工智能教育有其自身特点——以创新能力培养为核心，以兴趣培养与知识框架建立为主要内容，在此基础上注重培养学生的计算思维、工程思维、创新思维。基于这些诉求，应用于中小学课堂的人工智能教育硬件应具备兼容性、可拓展性、可搭建性等特点。”据杨俊介绍，此次在《开学第一课》中亮相的MagicianLite是越疆科技面向中小学人工智能教育领域研发的机械臂，它具有安全灵活、无限拓展及开放兼容等特点。机械臂体积精巧，易于部署，完美适应中小学实验桌尺寸，降低教学空间要求；支持碰撞检测，遇阻即停，确保学习和使用过程的安全性；末端工具可替换（如吸盘、柔性手爪、夹笔器等），可拓展性强，能够执行更多教学任务；具有丰富的拓展接口，可连接各种传感器及相关配件，扩大了学生创新应用的空间；兼容图形化编程、Python编程，满足全龄段学生的学习需求。
“MagicianLite被赋予了类似人的手、脚、脑、眼等器官的功能，模拟、延伸和拓展人的智能。相较人型机器人或人工智能小车，MagicianLite基于丰富的软硬件交互方式及多样化兼容拓展接口，可以搭建各种各样的工作场景，支持学生实现更多创意。”杨俊总结道。
入局K12人工智能教育赛道
目前，MagicianLite已应用于国内600多所中小学，越疆科技的人工智能教育课程也在深圳、上海、青岛、日照、贵州等多地中小学落地。从MagicianLite到人工智能教育课程，当被问及K12阶段人工智能教育培养目标时，杨俊认为在回答这个问题之前要先理解人工智能的内涵。“行业内部将人工智能简单地分为两大类：第一类是技术层，聚焦垂直领域技术，主要做算法与数据；第二类是应用层，探究如何把人工智能知识与技术应用于社会生活与生产中，从而改善我们的生活。我们所做的就是偏应用的实践，也更注重培养应用型人才。因此，我们认为K12阶段的人工智能教育并不是要从小培养算法人才，而是要提高孩子们的人工智能素养，激发他们的兴趣与热情，为下一个阶段的学习打下坚实的基础。”
立足国内中小学人工智能教育现状，越疆科技联合南京师范大学、北京师范大学、华东师范大学等师范院校的人工智能教育专家团队，构建了集“硬件、软件、课程体系、实验室建设、师资培训、国家赛事”于一体的人工智能教育体系，形成教育生态闭环。
在课程体系方面，越疆科技携手国家技术课标组及南京师范大学等专家团队共同研发了192课时的人工智能课程体系。该课程以系统学习人工智能知识体系为核心，把语言编程与机器人作为人工智能学习的基础，采用PBL项目式学习方式，引导学生从现实问题出发，通过模拟搭建人工智能应用场景展开探究式学习，最终完成知识建构与能力提升。
以产品撬动思维转变的过程是怎样发生的？杨俊以项目式教学案例“智能采摘”为例进行阐述。首先，要学会观察，观察哪些果实能摘、哪些果实不能摘，以及具体如何采摘；其次，利用3D建模设计末端执行器；再次，利用视觉识别技术，对水果的成熟程度、形状大小、生长位置等信息进行识别；最后，通过智能程序算法赋能机械臂完成对水果的采摘、分类等任务。“在从结构搭建、配件选择，到问题分解、问题解决的过程中，学生要学习并运用机器控制、视觉识别技术、三维设计建模、编程知识、
现代农业等知识，其间学生的工程思维、计算思维、创新思维得到培养，空间想象能力、团队协作能力、动手实践能力和问题解决能力获得锻炼与提升。”此外，该课程资源里还包含垃圾分类、智选超市、智能饮吧、智能快递等上百种不同行业的人工智能应用场景，帮助学生了解各行业背景与发展，同时学习各人工智能应用系统背后的设计逻辑以及带来的社会和经济价值，增强学生人工智能意识，提升学生核心素养。
积极构建人工智能教育生态圈
国内中小学人工智能教育，如今还处在起步和探索阶段。作为人工智能教育领域的积极行动者，杨俊切身感受到当前亟须突破的瓶颈问题是缺少包含人工智能教育在内的国家层面的义务教育信息技术课程标准。“我认为这是起点，缺少国家课程标准，人工智能教育的普及性开展会遭遇许多现实困难。诸如：没有课时，场地不够，教师认识高度不够，教师专业储备不足，等等。一些地方为了推动人工智能教育，在地方性课程纲要中纳入人工智能相关内容。然而，与国家课程相比，地方性课程的约束力相对较低，很难产生较大范围的效益。”
基于这样的现状，越疆科技以地级市为基本单位，推进中小学人工智能教育的普及与落地。其中，越疆科技与山东省青岛市达成了深度合作。2020年4月，越疆科技与青岛市教育局签署合作协议。双方按照“资源共享、优势互补、互惠互赢”的原则，充分发挥各自的资源与技术优势，在中小学教育、职业教育以及人工智能赛事、人工智能师资培训等方面开展合作，与青岛正在开展的人工智能教育课程进行整合、完善、补充。“客观地讲，国内很多城市都在探索人工智能教育，但因各种各样的原因未能真正落实。因为其中不只是硬件与教材的问题，还需深度地介入教研教学、课程开发、教师评价，以及赛事组织。只有做得很垂直，才能把人工智能教育真正开展起来。现阶段我们希望通过与青岛的深入合作，打造高水平、示范性的人工智能教育先行城市，将其作为区域性人工智能教育样板，有效开展人工智能教育，切实提升学生的素养与能力，然后再积极地去做一些拓展。”杨俊表示。
许多学者曾提出要构建“人工智能教育生态圈”，如此人工智能教育才能打破时间与空间的限制，各个学校才能因地制宜开展更适合自己的课程。在这个教育生态圈中，学生、教师、学校、社会都是其重要组成部分。越疆科技作为人工智能企业，如何与学生、教师、学校及其他社会组织，实现联动协同、优势互补、合作共赢呢？在杨俊看来，企业要承担的作用是将社会真正的人才需求传递给学校。“越疆科技属于产教融合型企业，本身就会对接大量的先进制造业，所以我们对于智能制造业发展到什么样的程度、行业需要什么样的人才等，会有更具象化的理解。我们希望把这些信息传递出来。因为学校培养出来的人才是要对接社会的，以实际的生产场景指导人工智能的教育教学，才能保证学生学得不偏。”
人工智能教育是一项长期系统性工程。目前，越疆科技正在打造覆盖中小学教育、职业教育及高等教育的全链式人工智能教育体系，积极推进人工智能多层次人才培养。“我们强调终身教育、终身学习的概念，这也是未来智能时代需要的学习能力。”杨俊总结道。
（作者：王梦茜）
