莫莉姣 陈岚鑫 钟柏昌

摘要： 人工智能+STEM教育是当前人工智能教育发展的一个新方向。二者的结合不仅有利于学生了解科学技术的发展，也有利于提高学生跨学科解决真实问题的能力，并能激发他们学习的主动性。“智能分类垃圾桶”就是人工智能+STEM教育的一个典型项目。本文在分析现有教学项目的基础上提出了优化方案，并结合结构创新型教学模式设计了相关教学活动，为人工智能+STEM教育的开展提供鲜活的案例。

关键词：智能分类垃圾桶;垃圾分类;STEM教育;人工智能

一、研究背景

STEM教育起源于美国，是科学（science）、技术（technology）、工程（engineering）、数学（mathematics）四门学科的简称，强调多学科的交叉整合，并形成有机整体，以更好地培养学生的创新精神和实践能力^[1]。STEM教育中包含的“技术”领域，其本质在于将技术与科学、工程和数学等知识有效融合，促进学生形成生成性成果，进而培养学生的创新能力^[2]。随着人工智能技术的快速普及，全方位提高学生对人工智能的整体认知和应用水平迫在眉睫。2017年，国务院颁布的《新一代人工智能发展规划》要求实施全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程。同年，教育部颁布的《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》将“人工智能初步”列为选择性必修模块。在国家政策积极扶持的背景下，如何借助计算机视觉、人机交互、机器学习等新兴人工智能技术创新STEM教育项目的设计，促进学生实践创新能力的培养，实现真正的跨学科融合，成为当下课程与教学研究的重要内容^{[3] [4]}。……