前言
????????回顧過去，傳統的教育模式以知識灌輸和應試為主，雖培養出大量人才，但也存在著學生創新能力不足、實踐經驗缺乏等問題。隨著時代的進步和科技的發展，傳統教育模式已難以滿足當今社會對人才的需求。然而，當前的教育領域仍面臨著諸多困境。一方面，教育資源分布不均，優質教育資源難以普及；另一方面，教育內容與行業實際需求脫節，導致學生畢業后難以適應職場。此外，教育評價方式單一，過度強調分數，忽視了學生的個性發展和全面素質的培養。
????????為了改變這一現狀，我們提出了“AI賦能未來教育：中國教學科研新藍圖——人工智能+教育大方案”。該方案旨在通過人工智能技術的引入，推動教育模式的創新，實現教育資源的優化配置，提高教育質量，培養學生的創新精神和實踐能力。同時，我們希望通過該方案，能夠打破傳統教育的束縛，推動教育行業的變革，為中國的教育事業發展注入新的活力。
"人工智能+教育"：搭建未來教育的橋梁，培育創新英才
????????在數字化浪潮下，不少大學生和研究生陷入就業迷茫，轉行做外賣小哥、滴滴司機、直播主播或服務員。他們并不缺乏能力，而是我們的教育系統尚未跟上時代變遷。面對雇主對高學歷者技能需求的不匹配，他們的努力似乎得不到應有的回報。
????????為了幫助他們走出困境，中國的職業教育需要與時俱進。我們需要搭建“人工智能+教育”的橋梁，結合國家政策與行業需求，深化校企合作，實現教育與實踐的完美結合，共同打造云端學習平臺，培養出既符合市場需求又具備創新精神的優秀人才。
“人工智能+教育”教學科研應用的框架結構：
云端機器人架構革新：教育開源共享的新篇章
????????為了培養未來的科技人才，學校應建設一個校園云腦——這是一個通用的邊緣云計算服務平臺。它專為人工智能和機器人相關的教學、科研提供強大的算力、算法和數據支持，確保機器人能夠安全、可靠地運行，并通過先進控制算法讓它們變得更加靈活、智能。?
????????學校還將設立三個實踐中心：人工智能工程實踐中心、云端機器人DIY工程實踐中心，以及數字孿生工程實踐中心。通過這些中心，學生將能夠親身體驗和參與到X創新應用中，這些應用涵蓋了機器人+校園和數智化校園等多個應用場景解決方案，為他們提供寶貴的實踐機會和創新平臺。
“1”校園云腦：深入解析智慧校園的神經中樞
????????校園云腦擁有三大核心功能：服務器子系統、管理子系統和展示子系統。
????????其中，校園云腦服務器子系統，就像校園的“超級大腦”，它匯聚了TPU、CPU/GPU/xPU等多元算力，加上邊緣算力設備，專為大規模AI分析計算量身定制。它具備強大的計算機視覺、自然語言處理等AI能力，能輕松駕馭深度學習和強化學習算法，輕松應對各種復雜應用，讓校園生活更智能、更便捷。
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??????其次，管理子系統，是校園的“中樞神經系統”，它巧妙地協調和控制著各個子系統，確保整個校園如絲般順滑地運作。它不僅能集中管理并守護每一位辛勤工作的“校園小助手”（機器人），還能精準調度教學科研系統，助力師生們的學習和研究之旅更加暢通無阻。有了這位“中樞神經”的加持，我們的智慧校園變得更加智能、和諧且有序。
機器人管理“小能手”上線啦！它專門負責機器人的集中管理、故障排查和遠程監控，確保每位“小助手”都能高效、穩定地工作，為校園生活增添更多便利與樂趣。
教學科研“管家”來啦！它整合了AI訓練平臺、教學應用系統和機器人基礎設施，讓教學與科研如絲般順滑對接，助力師生們探索知識新境界。
“3”實踐中心：院校聯手共建前沿實踐中心
????????學校擬建三大實踐中心：人工智能、云端機器人DIY和數字孿生。因投入較大，僅頂尖院校能獨立建設。因此，我們建議頂尖院校攜手財力有限的學院，組成教育聯盟，共享這些寶貴資源，讓更多學生體驗前沿技術。同時，加強校際合作，共同舉辦如人工智能編程競賽、云端機器人創新大賽、數字孿生應用展示等實踐活動，培養創新人才，共同推動中國教育產業的蓬勃發展。
????????例如，數字孿生工程實踐中心的建設，挑戰重重。它集結了頂尖技術、豐富資源和巨額資金，融合智能制造、智慧文旅、智慧教育、智慧城市等多個領域的創新。這樣的項目通常耗資巨大，人力需求也極高，涉及計算機科學、工程學、數據科學等多個領域的專家。重復建設是資源的極大浪費。我們提議，由頂尖院校牽頭，攜手各方共建一個頂尖的數字孿生實踐中心，并向其他學院和企業開放賦能。中心一旦建成，將成為數字化轉型的搖籃，為學生提供寶貴實踐機會，推動產業創新與發展。
????????以清華與地方高校合作為例，清華提供技術支持，地方院校提供場地與部分資金，共同打造一個卓越的實踐平臺。不僅優化資源，還為更多學生們拓寬學習空間和實踐機會，推動中國教育邁向新境界。
“X”創新應用：智能機器人和數智化方案
這些“機器人+校園”的創新應用主要通過以下技術和方式實現：
- 機器人接待：利用專業的接待用語組成的語義庫（閑聊庫）和精準的人臉識別系統，機器人可以全方位地適應各種場景，進行接待和導覽服務。
- 機器人咖啡廳服務員：通過機械臂、咖啡機、傳感器和控制系統等組成部分，機器人咖啡師可以實現自動化制作咖啡的功能。人機交互界面則為用戶提供了方便的互動方式，讓用戶可以自定義咖啡的口感和配料。
- 機器人安防：利用傳感器技術（如攝像頭、紅外傳感器、雷達等）獲取周圍環境的信息，結合人工智能技術（如圖像識別、語音識別等）實現自主巡邏、入侵檢測等功能。同時，通過無線通訊技術（如藍牙、Wi-Fi等）實現機器人與安保人員和系統的實時通訊。
- 機器人配送：智能配送機器人通過激光雷達、3D深度攝像頭、超聲波傳感器以及氣壓碰撞傳感器等智能硬件零件來感知距離，實現自動避障和定位巡航功能。它們還能通過路面和攝像頭高度來計算識別路面凸起或凹陷的情況，確保配送的順暢。
- 機器人打臺球：無人自助臺球系統通過安裝在球桌上的傳感器和攝像頭實時跟蹤球的位置、速度和軌道，結合計算機視覺技術分析球的位置和狀態，并計算出下一步最佳擊球方法。然后，通過電運動裝置自動控制球桿的擊球力度和方向，完成擊球操作。
- 機器人環衛：智能環衛機器人通過底盤運動控制的雙輪差分模型、機械臂運動控制以及機械手運動控制等技術，實現垃圾的自動識別和撿拾。
???????最后是數智化方案創新應用，比如由云腦驅動的極致真實數字孿生校園，結合數字人和機器人平臺，堪稱顛覆傳統。在這里，能體驗展覽、課堂、實訓、游覽等活動，黨建和社交也能輕松達成。它打破傳統束縛，讓學生隨時在線學習，不受班級限制。遇流感疫情等緊急情況，學生可安心居家學習，健康學業兩不誤。
????????在未來，不管學生身處何方，都將享有同等優質的教育資源。在這里，每一個孩子都能獲得足夠的關注與幫助，他們的卓越才華絕不會被忽視和埋沒。?同時，透明的數字化平臺能夠實時、精準地監控教學質量，確保絕對的公平公正。
教育評價改革：關注個性與全面成長
????????當前的教育評價單一、過度倚重分數、忽視學生個性與全面發展。然而，現實社會真正需要的是那些擁有創新思維、勇于探索、具備自我驅動力、能夠解決實際問題且人格健全的跨學科高素質人才，而非應試教育中那些僅僅只會追求海量記憶和解題的“應試者”。
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????????特別是在 2023 年，隨著 AI 技術的廣泛普及和應用，當今時代更需要的是能夠高質量提出問題的人，而非數量眾多的解題者。因為 AI 大模型已經在眾多行業中扮演了解題者的角色。鑒于此，我們提出一系列切實可行的改革方案，旨在打破傳統的束縛，摒棄毫無意義的內卷現象，構建一個多元且公正的評價體系，以此來激發學生的獨特潛力，推動他們全面發展。
多元化與個性化評價體系
- 個性化學業路徑：允許學生根據興趣和特長選擇課程，并制定對應的學習計劃和評價標準。
- 過程性記錄與評估：在線學習平臺記錄學生的學習過程（作業、討論、項目等）作為評價依據。
- 建立多維評價體系：在傳統的學科知識評價基礎上，增加創新能力、團隊協作能力、批判性思維、社會責任感等評價指標。
引入科技助力評價
- 虛擬現實與增強現實評估：利用VR/AR技術模擬真實場景，評估學生在實操中的能力和表現。
- 智能評價系統：開發智能評價系統，通過自然語言處理、圖像識別等技術評估學生的作業。
- 數據驅動的評價：利用大數據技術分析學生的學習行為和習慣，預測學生的發展趨勢，為個性化評價提供支持。
增強第三方與社會評價
- 行業導師評價：邀請行業內的專家或企業導師參與，將行業標準和工作要求融入評價體系。
- 校友評價：邀請校友分享職業發展經驗和成功案例，作為學校教學和學生發展的評價參考。
- 社會實踐評價：鼓勵學生參與社會實踐活動，如志愿服務、實習等，將社會實踐成果作為評價的一部分。
激勵與引導的評價機制
- 設立獎學金與榮譽：根據評價結果設立各類獎學金和榮譽稱號，激勵學生全面發展。
- 職業規劃與指導：根據學生的評價結果和興趣，提供個性化的職業規劃和就業指導。
- 資源傾斜與優先權：對于在評價中表現優秀的學生，給予更多的學習資源和機會，如實驗室、科研項目等。
? ? ? ? 后記
????????在未來，學校將煥然一新，深度融合先進科技與創新理念。智能教學與管理系統保障學生安全與發展，數字化學習讓學生體驗豐富。靈活教學空間、個性化教育滿足學生需求，多元化師資團隊提供多樣教學。開放校園與外部合作，培養學生社會責任感。學校秉持可持續發展，打造優質教育環境，讓學生享受更好的學習體驗。
????????親愛的讀者們，對于教育的這些新變革，您有何感想呢？歡迎在評論區分享您的寶貴意見。
本文參考：
人工智能+教育”教學科研應用大方案-—達闥機器人2024年4月
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