（一）项目背景 当前，智慧教育具有智能导学、精准推荐、定制辅导、精细评价等特点，已成为国际国内教育信息化发展的趋势。智慧教育的研究主要聚焦于智慧学习环境建设的研究、智能技术支持下的智慧教学研究和机器学习技术支持下的个性化学习研究。智慧教育的出现极大地促进了当前教育中学习空间的重构。在“学习空间”之前，人们通常使用“教学空间”来指代这种场所，将有教学活动的场所均称作教学空间。随着人们对学习过程的理解变化、智慧教育的快速发展以及人们对非正式学习的重视，学习空间逐渐由单一的物理教学空间向包含物理空间、网络空间、移动空间的多元学习空间转变。多元学习空间的提出虽然更多地体现出了“以学生为中心”的倾向，但如何具体衡量多元学习空间对学生学习效果的影响是评价多元学习空间的重要步骤。同时，在多元学习空间具体构建时，面对空间中来源不同、结构多样、数量庞大的多模数据如何进行处理存储、并在保证数据有效性的前提下对教育数据进行隐私保护是多元学习空间需要解决的另一个难点。 （二）项目简介 本项目主要目标是针对信息技术支撑下学习空间多元化、场景复杂、需求多样化，学习者及学习行为呈现出新的特点和规律，研究多元学习空间中学习行为数据化关键技术，构建“云-边缘-物联网”架构的多模态数据存储与处理平台，实现混合式学习环境下学习行为智能感知和数据化，优化学习行为模型，基于实际应用与不同学习目标函数及内容，建立可重复、可预测、可验证的对比数据集，为数据驱动的智慧教育生态构建和教育应用提供核心技术与数据支撑。 （三）关键技术 我们面向智慧教育中准确认知学生的学习状态和行为的大数据需求提出研究方案。本项目实施方案涉及教育学、物联网、云计算、人工智能、隐私保护等多个领域，主要技术路线如图所示： 图 1 技术路线图 其中，项目包括的关键技术主要有以下三点： 1.基于物联网的多模态数据实时智能感知和多时间域数据采集技术 该技术针对学习状态的数据化、特征参数量化问题，设计能够采集多 重学习空间下的智能数据感知物联网系统。主要技术难点在于抽样频率与 识别准确度的平衡、人机交互的变化规律等全新科学问题。 2.学习状态多模态数据解析和智能处理技术 利用智能感知物联网采集实时性的原始学习状态数据，包括面部表情、 脑电信号、头部姿态、交互行为等原始数据，这些数据具有数据量大、模 态多、冗余度高等特点，需要通过智能化的预处理方法转换成可以量化的 状态数据。 3.多层次数据差分隐私保护技术 学习行为数据是学习者被动采集的多方面行为数据，受到日益增长的 具有争议性的数据伦理的制约。该项技术通过数据隐私保护机制实现数据 多层次化的差分隐私安全算法；在保证学习者最大数据隐私性的前提下， 研究满足学习行为分析所需要的数据颗粒度。

　　英荔创造学堂人工智能普及教育整体解决方案 一站式 · 全流程 · 开放互联 最快3 天升级实验室，1 周内开课，快速开展AI 教学 助力学校实现「六个一」 　　一、教学硬件Hardware 　　英荔AI 互联主机 　　运行着「AI 空间联接系统」，具备Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee 等多种标准无线通讯能力。它是AI 空间中「联接」的核心，担任「传声筒」和「翻译」的职能，赋能空间内各种硬件实现交互联动。 　　智能空间编程套件 　　配置在AIoT 空间中的智能交互硬件，与品牌教育硬件互联互通，使项目创作从鼠标、键盘、屏幕扩展至整个空间，创造性地打破固化的空间交互规则，增加交互性、趣味性与沉浸感，打造更生活化的AI 学习。 　　英荔比特电子套装 　　基于编程教育常用开源硬件micro:bit 的电子积木套装，包含20 多个传感器，兼容乐高结构件，方便学生动手搭配组合，完成各类指定或自创的AI 实体应用项目。 　　品牌联盟教育硬件 　　跳出单一品牌桎梏，英荔可将众多品牌的智能教育硬件引入到AI 教学中，让其成为实验与创作可用的组件。 　　二、人工智能教学空间 AI Makerspace 　　开放的AIoT 空间联接能力 　　英荔创造学堂不仅可联接、使用丰富的教学硬件，更基于AIoT（人工智能物联网），把智能家居硬件引入到教学中，让学生直观理解「万物互联」，并得以通过AI 与编程对空间交互进行自主设计。 　　灵活的空间设计方案 　　提供从零开始的「整体空间建设」及因地制宜的「既有空间改造」，打造更贴合需求的AI 教学环境。 　　AI 教学空间分为教学引导区、创作实践区、互动体验区、作品展示区及材料储藏区。 　　三、课程体系Curriculum 　　英荔创造学堂提供完整的AI 课程体系，覆盖整个K12 阶段，提供对应的教师手册、学生手册、活动手册、教学课件及教学视频等完整的教学配套资料。 　　四、教学实施Teaching 　　英荔编程创作平台 　　基于图形化编程进行创作的平台，学生可以像拼积木一样用简单、直观的方式编写代码，提高学习体验的开放性及互动性。 　　1、支持Python，C++ 等34 种编程语言 　　2、接入TensorFlow、OpenCV 等开源AI 算法 　　3、大量扩展插件，增强与AI、硬件、空间互动的功能 　　英荔AI 训练平台 　　与英荔编程创作平台互通，让学生直观理解机器学习原理，并在图形化界面上实际操作。提供数据汇集与标注、模型训练、实时运算等功能，将AI 算力得出的结果与实验、创作相结合，提高学生应用AI 解决问题的能力。 　　英荔空间管理平台 　　方便总体了解空间设备情况，界面采用直观易懂的「动态磁贴」设计，内置自发现机制，支持快速添加新设备。 　　英荔教学云 　　教师可利用教学云集中管理班级成员，快速批量创建班级团队及分配账号，支持「词组密钥」与「图形密钥」两种登录方式，无需记忆复杂密码，方便更多年龄段学生参与创作。 　　五、教师培训及派驻服务 　　英荔拥有一支以美国卡耐基· 梅隆大学博士——杨威教授为代表的专业教研团队，面对不同教师群体提供讲师派驻服务及多样化的教师培训支持，通过在线录播、直播及面授等形式，使教师理论知识及实操能力得到快速提升。 　　六、赛事活动Competitions 　　世界青少年人工智能竞赛（WAICY）中国区赛事 　　1、CodeLab 开源社区、英荔教育共同承办 　　2、发改委主管中国信息协会大力支持 　　3、由卡耐基· 梅隆大学博士杨威教授担任顾问 　　英荔将主办2021 年世界青少年人工智能竞赛（WAICY）中国区赛事，并提供完善的参赛指导。该赛事得到中国信息协会的大力支持，面向6~18 岁青少年，方便学校对外展示科创实力和成果，并为AI 教育提供更好的教学出口，拓宽学生的成长通道。 　　WAICY 是由全球人工智能与计算机学科排名第一的卡耐基· 梅隆大学组织举办的首个世界青少年教育类人工智能大赛。 　　七、合作案例Cases 　　北京王府学校 　　北京顶尖的国际学校之一——北京王府学校与英荔创造学堂达成合作，校方正式引进人工智能编程课和专业师资。此次合作是北京王府学校推进人工智能教育的重要一步，旨在全面发展中小学生科学素养和创新思维能力。 　　作为北京市首家中外合作制学校，北京王府学校曾获「中国民办十大知名品牌学校」及「2014年度最具影响力国际教育品牌」等荣誉，是美国大学理事会授予的中国唯一的AP 教学示范校，也是北京首家剑桥大学国际教育考试中心。 　　新会尚雅双语实验学校 　　新会尚雅学校是一所办学思想独特，教育理念鲜明，教学设备先进的现代化学校。 　　英荔创造学堂与学校正式达成合作，整体建设人工智能实验室，提供包括课程、空间建设、教学硬件等方面的全流程人工智能教育服务，积极培养学生的人工智能应用能力。英荔更在学校的「未来精英」夏令营举办「AI 编程体验活动」，将近500 名学生现场亲身操作可编程机器人及智能硬件。 　　深圳实验承翰学校 　　深圳实验承翰学校是一所融小学、初中、高中和国际课程教育于一体的国际化、现代化的学校，秉承「让平凡不平凡，让优秀更优秀」的育人理念。英荔创造学堂对教室进行智能化改造，并开办「人工智能430 课堂」，旨在锻炼学生的创造性思维，培养全面发展型人才。 　　广东外语外贸大学附设佛山外国语学校 　　广外佛山外校是一所15 年一贯制全寄宿的国际化外国语学校，以「坚持全人教育，为学生终身发展负责，培养走向世界的现代人」为办学宗旨。学校引进英荔创造学堂的整体解决方案，正式开展人工智能教学，打造以学生动手实验与创作为核心人工智能实验室，帮助学生真正了解人工智能学科。 　　台州科学研学实践教育基地 　　2020 年8 月，由中科院主导、台州市椒江区教育局和前所街道助力的台州科学研学实践教育基地正式投入使用。英荔创造学堂作为人工智能教育领域的代表正式落地台州，成立创造学堂台州园区，打造台州人工智能教育的新窗口。 　　科技需要不断创新，创造学堂助力台州研学基地开展人工智能教学板块，将前沿科技融于实践教育中。        联系我们： 　　官网网站：https://longan.link/ 　　官方微信：英荔创造学堂 　　电话：400-931-8118（工作日9:00 - 18:00） 　　地址：广州市天河区天河北路233 号中信广场1005 室