优必选人工智能实验室建设解决方案优必选人工智能实验室建设解决方案
目录
一、项目背景 (4)
1.1人工智能定义 (4)
1.2政策支持 (4)
1.2.1关于《“十三五”国家科技创新规划》 (4)
1.2.2关于《新一代人工智能发展规划》 (5)
1.2.3关于《高等学校人工智能创新行动计划》 (6)
1.2.4关于人工智能各行业应用发展 (7)
1.3项目目标 (8)
二、项目建设内容 (8)
2.1高科技体验的浸入空间，为师生提供面向未来世界的学习空间 (9)
2.2聚焦高新技术领域和核心素养的人工智能教育课程 (18)
2.2.1课程概述 (18)
2.2.2课程愿景 (20)
2.2.3课程目标 (21)
2.2.4课程目录 (24)
2.2.5课程评价 (50)
2.3培养专业的2.0教育者队伍，为人工智能教育发展储备师资 (52)
2.3.1提升教师信息素养和人工智能教育素养 (52)
2.3.3鼓励并支持教师参与国际级认证 (53)
2.3.4鼓励并支持教师参与亚洲协会认证 (54)
2.4丰富的活动支撑，为学校增添科技活力 (54)
2.5以赛促学，学有所获 (54)
三、实施策略 (55)
3.1第一阶段： (55)
3.2第二阶段： (57)
3.3第三阶段： (57)
四、项目实施配置 (58)
4.1第一部分：空间建设 (58)
4.2.第二部分：课程硬件配置、课程资源、师资服务 (58)
4.2.1普通标准校实验室（小学）配置报价 (58)
4.2.2普通标准校实验室（初中）配置报价 ....................................... 错误!未定义书签。
4.2.3普通标准校实验室（高中）配置报价 ....................................... 错误!未定义书签。
优必选人工智能实验室建设解决方案
一、项目背景
1.1人工智能定义
人工智能（Artificial Intelligence），英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。
人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来，理论和技术日益成熟，应用领域也不断扩大，可以设想，未来人工智能带来的科技产品，将会是人类智慧的“容器”。人工智能可以对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能，但能像人那样思考、也可能超过人的智能。1.2政策支持
1.2.1关于《“十三五”国家科技创新规划》
2016年中国国务院印发《“十三五”国家科技创新规划》，提出“面向2030年，再选择一批体现国家战略意图的重大科技项目”。“人工智能”与“智能制造和机器人”均被纳入其中。
人工智能：进入“2.0时代”
全国政协常委、中国工程院院士潘云鹤指出，人工智能正在进入“2.0时代”。简单来说，新一代人工智能以更接近人类智能的形态存在，并且以提高人类智力活动能力为主要目标，它更紧密地融入人类生活，甚至扩展为人体的一部分。
智能制造：正确认识机器人
中国已出台《智能制造发展规划(2016-2020年)》。“下一阶段，我们应着重围绕传统制造业各细分领域提质增效这一主题。”全国政协委员、中国电子学会副理事长徐晓兰说，尤其是要重点关注“智能制造”和“制造业与互联网融合发展”的协同互动。
徐晓兰举例说，作为“科技创新2030—重大项目”之一，“智能制造和机器人”计划以智能、高效、协同、绿色、安全发展为总目标，构建网络协同制造平台，研发智能机器人、高端成套装备、三维(3D)打印等装备，夯实制造基础保障能力。
目前实施方案尚未完成，徐晓兰建议，编制工作应高度重视人工智能的作用。“应正确认识到机器人不只是智能制造生产线中的一个载体和一个环节，更是一个智能化的平台，能够提供柔性化、定制化生产及各类相关增值服务。”徐晓兰说，“这将带来生产组织形式和生产模式的颠覆性变革”。
1.2.2关于《新一代人工智能发展规划》
《新一代人工智能发展规划》（以下简称《规划》）是中国第一个国家层面人工智能发展的中长期规划，旨在抢抓人工智能发展的重大战略机遇，构筑中国人工智能发展的先发优势，加快建设创新型国家和世界科技强国。专家认为，在移动互联网、大数据、超级计算、脑科学等技术迅速发展的背景下，《规划》出台表明中国正积极顺应历史趋势，将人工智能作为促进产业变革与经济转型升级的关键驱动力。
从《规划》目标来看，中国人工智能的应用前景与市场潜力十分巨大：到2020年，人工智能核心产业规模超过1500亿元，带动相关产业规模超过1万
亿元；到2025年，新一代人工智能在智能制造、智能医疗、智慧城市、智能农业等领域得到广泛应用，人工智能核心产业规模将超过4000亿元；到2030年，人工智能在生产生活、社会治理、国防建设各方面应用的广度深度极大拓展，核心产业规模及相关产业规模分别超过1万亿元和10万亿元。
经过多年的积累，中国人工智能研发取得了重要进展，在专利和论文上已经居于国际前列，在语音识别、机器视觉、机器翻译领域全球领先，相关创新创业活动非常活跃。与此同时，中国人工智能还存在不少短板，例如，基础理论、核心算法、关键设备、高端芯片等方面原始创新成果还比较少；人才储备远远满足不了经济社会发展对于人工智能快速发展的需求；科研机构和企业还没有形成具有国际影响力的生态圈和产业链。
对于前述短板，《规划》提出了六大重点任务：一是建立开放协同的人工智能科技创新体系；二是培育高端高效的智能经济；三是建设安全便捷的智能社会；四是强化人工智能对军事和国防安全的支撑；五是构建安全高效的智能化基础设施体系；六是前瞻布局新一代人工智能重大科技项目。
1.2.3关于《高等学校人工智能创新行动计划》
日前，教育部印发《高等学校人工智能创新行动计划》（简称《计划》），要求推进“新工科”建设，重视人工智能与计算机、控制、数学、统计学、物理学、生物学、心理学、社会学、法学等学科专业教育的交叉融合，形成“人工智能+X”复合专业培养新模式，到2020年建设100个“人工智能+X”复合特色专业、建立50家人工智能学院、研究院或交叉研究中心。
《计划》指出，人工智能正引发可产生链式反应的科学突破、催生一批颠覆
性技术，引领新一轮科技革命和产业变革。根据《计划》，到2030年，高校要成为建设世界主要人工智能创新中心的核心力量和引领新一代人工智能发展的人才高地，为我国跻身创新型国家前列提供科技支撑和人才保障。
《计划》的重点任务包括加强新一代人工智能基础理论研究，推动新一代人工智能核心关键技术创新，完善学科布局，加强重点领域应用，推进智能教育发展。
根据《计划》，将面向国家重大战略需求适当增加研究生招生指标；探索建立以高校面向国家重大战略部署所承担的国家重大科技任务、国家级创新平台、省部级创新平台等为支撑，强化高层次人才培养的模式；在“长江学者奖励计划”等国家重大人才工程中，加大向人工智能领域优秀人才的倾斜力度。
1.2.4关于人工智能各行业应用发展
二级市场的资本涌入带动了人工智能产业落地。在应用层玩家领域，人工智能关联的最为广泛：机器人、无人机、智能家居和虚拟个人助理等。
国内多数初创公司一般在各自应用领域拥有优势技术资源，针对某一细分领域单点突破，深度挖掘，通过技术的不断提升来获取市场份额。
在健康医疗领域，人工智能应用已经非常广泛，从应用场景来看主要分成了虚拟助理、医学影像、药物挖掘、营养学、生物技术、急救室/医院管理、健康管理、精神健康、可穿戴设备、风险管理和病理学共11个领域。
在智能投顾领域，最简单的逻辑是借助人工智能技术和大数据分析，机器人结合投资者的财务状况、风险偏好、理财目标等，通过已搭建的数据模型和后台算法为投资者提供量身定制的资产投资组合建议。
在智能教育领域，如学霸君等，通过拍照搜题进行在线答疑自动批改作业等，借助智能图像识别技术，学生遇到难题时只需要用手机拍照上传到云端，系统在一到两秒内就可以反馈出答案和解题思路；另外，科大讯飞、清睿教育开发出的语音测评软件，能够很快对发音进行测评并指出发音不准的地方。
在智能法务领域，最直接的应用如智能法务助手，“合同家”通过合同工具积累数据，为企业提供基于大数据和人工智能的法务解决方案。
在智能驾驶领域，当属目前最为火热的应用领域，通过人工智能技术解放人力、降低交通事故率等，相信未来智能驾驶会让我们的出行变得更加安全、智能化。
1.3项目目标
利用我公司人工智能专家的资源，通过人工智能教育的线上线下的课程、教学活动中，让高质量的课程体系服务于更多学生。让每个孩子都具有科学思维和创新能力，有天赋的孩子能享受极致的人工智能盛宴。人工智能的教育工作者逐渐具备人工智能教育能力，让未来的智造者脱颖而出。在未来，无处不在的人工智能，各行各业对于人工智能的应用不断发展，我们希望在中小学阶段，学生具有人工智能技术的创新素养。学校成为建设世界主要人工智能创新中心的核心力量和引领新一代人工智能发展的人才起步培养中心，为我国跻身创新型国家前列提供科技支撑和人才保障打下基础。在这个中心建设未来学习的新教学模式。培养面向未来的学生，勇于创造未来的新时代学生。
二、项目建设内容
人工智能实验室集人工智能教学、科技活动、科学普及、探究比赛为一体。
项目主要从空间建设、课程建设、师资队伍建设上，促进学校人工智能教育的发展。通过先进科技的演示，学生了解最前沿的技术，揭开人工智能的神秘面纱，激发学生对人工智能的探索兴趣；课程是实验室的灵魂，本项目为中小学提供符合学生认知规律及满足国际ATEM标准的系列人工智能课程。
2.1高科技体验的浸入空间，为师生提供面向未来世界的学习空间
在空间设计上，以环境育人为理念，为学生提供合适体验协作的项目制学科空间设计；以AI为主题，充分展示人工智能，机器人、物联网、云计算等技术综合运用载体，最优质的人工智能交互体验、最新人工智能前沿科技的浸入式体验，为教学、学生进行发明创造、创新活动提供帮助。
标准校人工智能实验室建议60-80平米。
人工智能实验室logo：
实验室的整体空间运用了线条折叠的表现形式，营造出空间内容的未来感，凸显出人工智能设备所富含的的高科技。
在空间建设及课桌椅的选配上，学校可结合实际预算进行适配选择，以下示意图按照高配-低配两种配型来进行介绍。
高配版费用大约35-40万，低配版费用大约20-25万。
?人工智能实验室示意图：
高配版示意图：
（概念图-组图1-高配版）
说明：实验室内课桌以自由组合方式为主，灵活可拓展，结合课程实施情况自由调节。
（鸟瞰图-高配版）
（平面图-高配版）低配版示意图：
（概念图-组图1-低配版）
说明：实验室内课桌以自由组合方式为主，灵活可拓展，结合课程实施情况自由调节。
（鸟瞰图-低配版）
（平面图-低配版）
人工智能实验室的整体建设采用现代的人工智能设备，既营造了现代人工智能的发展，也体现了现代人工智能在教育上的应用。让学生体验到现代科技的魅力，增加学生对于人工智能行业的兴趣。出于设计原则，配合用于实际教学应用性。将实验室划分了3个区域：
一是教学互动区，满足学生的学习需求，采用协同合作基于项目制的教学方法，桌椅摆放需要利于小组讨论，并提供足够的桌面面积以便学生进行操作。
二是文化体验区，着力于对AI发展历程的展示，以及机器人竞赛课程的说明，进行科普教育。
三是展示区，用于展示学生创作的作品
?功能分区示意图
教学互动区：
图示：授课状态课桌椅形态
图示：竞赛状态桌椅形态（教学互动区-组图1-高配版）
图示：竞赛状态桌椅形态
（教学互动区-组图1-低配版）文化体验区：
（文化体验区-示意图一-高配版）
（文化体验区-示意图二-低配版）
展示体验区：墙面采用分段的展示形式，完成单个智能设备的展示，并且根据未来的需求，可以进一步拓展展示的内容。展示墙下方配有6个/8个移动储物柜，灵活存放课程教具/教材等物品。
（展示体验区-示意图一-高配版）
（展示体验区-示意图二-低配版）
2.2聚焦高新技术领域和核心素养的人工智能教育课程
2.2.1课程概述
目前，我国第一本面向中学生的人工智能教材——《人工智能基础（高中版）》于2018年4月初版，该书作为面向高中学生的书籍，主要讲授人工智能的发展历史、基本概念以及实际应用，使学生理解人工智能的基本原理，特别是数据、算法与应用之间的相互关系。而面向中小学生的书籍，市面上还非常欠缺。
优必选人工智能教育课程体系，是以人工智能为内核，以积木、机器人、单片机、算法设计、数据获取与处理、AI应用为载体和呈现形式，结合多学科知识和各种数字化工具应用为一体的人工智能课程。
在课程标准上，优必选紧扣国家小学、初中、高中涉及的科学、实践活动、信息技术等国家课程标准和教学大纲，制定了基于人工智能、编程科学等内容的《智造2.0课程标准》。面向K-12学生，在初学阶段，注重对学生“兴智”的
激发，携手学生进入人工智能的知识殿堂；进阶阶段课程，以“人工智能+”的“优智”方式，来引导学生关注真实世界，提升学生解决问题的能力；高阶阶段，注重引导学生突破自我的极限，在对人工智能的“极智”探索中，不断提升思辨能力。
学程伸缩性设计，适用性更广。贯通课程，针对K-12分设层级，层级之间在保障衔接性的同时，更考量可伸缩性，可供学校和学生可以根据学情灵活选择，这样可以最大程度给予学生有机会发展21 世纪技能以应付蓬勃发展的未来社会。
在课程内容上，以AI人工智能及机器人为核心，覆盖工程、科学、技术、艺术，以五大门类为五条线，相互贯穿、互相扶助。该五大门类基本涵盖了国内科创的需求，也是国际人工智能教育的最主流系统，并具备体系健全、可扩展的特点。
在课程实施上，结合先进的项目制教学(project based learning) 、设计导向(design based learning)教学，科创课程每6个月迭代一次，紧跟新技术和时代的发展。同时，以高水准的校内外活动、国际竞赛、国内外认证为出口，鼓励和支持学生参与其中，不断提升学生解决问题的能力、团队协作能力、沟通能力、思辨能力，创新能力，进而培养其自主学习、自主研究、良好协作的习惯。
在评价体系上，通过基于过程性的评价、表现性的评价、对结果的评价等多元评价来对构建了集课程、教师、学生三位一体的精准的评价评估环境；在学习效果评估上，无论是面向教师，还是学生，还制定或引进了专业的能力认证机制，如，面向教师的信息素养能力认证，亚洲协会认证；面向学生的信息素养能力认证，MTA认证。
2.2.2课程愿景
?根据机器学习的过程，从信息获取、任务分解、模式生成、运算实施的步骤来探索机器学习的原理与实现，同步培养学生解决问题的思维方法及习