图形化编程-舞台模式

概述

AI 课程图形化编程是暗物智 AI 课科创平台的科创实验系统，便于学生在学习理论内容后进行实践，能覆盖人工智能课程的“学习-实践”核心学习场景，为学生掌握 AI 课程提供实操支持。 【理论环节】，学生侧重听取老师关于课程疑难点的讲解。 【实践环节】，基于老师的实验示范，学生可动手创作自己的实验并形成作品，深化理解和应用理论知识。 AI 课程图形化编程的特点为图形化形式的积木块，积木背后为封装的代码；学生可通过拖拽组合来编写程序的逻辑，快速实现程序效果。 AI 课程图形化编程的亮点为“AI 积木模块”和“硬件积木模块”，是基于当前 K12 人工智能教育“教学目标”和“教学场景”进行自主研发，能结合其他积木模块进行快速编程。

1.登录

AI 课程图形化编程针对暗物智 AI 课科创平台各个子系统进行开放。教研老师、学校老师、学生使用账号和密码登录电脑端后进入到实验创作中进行实操；此外，教研老师、学校老师还可以通过“顶部导航栏”的【实验平台】进入 AI 课程图形化编程平台。

2.退出

针对教学场景，当课程结束时，系统将自动退出已登入的学生账号。学生需再次登录才能使用 AI 课程图形化编程平台。

3.实验-舞台模式

学生可切换至课程的【实验】页面，查看 AI 课程图形化编程的实验列表并点击【创作】即可跳转进入【AI 课程图形化编程】。

3.1 图形化编程实验-添加扩展积木

3.1.1 实验导学

页面的左侧是【实验指导步骤】，内置了实验要求、实验步骤分解。

实验步骤中的蓝色字体为文件链接，点击可以下载文件到本地。

当创作实验题目绑定【实验模版】后，学生点击【创作】后进入到 AI 课程图形化编程环境可直接展示已预置的【实验模板】。

如下图所示。当学生点击【垃圾分类】实验的【创作】按钮后，可直接展示已预置的模板；模板包含已训练过的【AI 图像分类】的垃圾分类数据集，可点击预测窗口的预置图像数据直接进行体验；可反馈测试结果，百分比最高的标签即为模型判定最接近的样本标签。

学生也可以通过顶部导航栏【文件-从作品中打开】方式导入程序文件，程序文件将展示在页面中间的实验创作区域。

3.1.2 添加扩展积木

在图形化编程平台点击左下角按钮，可添加各类扩展

图示：点击“添加扩展”后进入下级页面，选择相应的扩展进行添加

添加扩展后，即可在左侧编程块列表看到刚刚添加的扩展编程块，使用相应编程块进行编程

3.1.3 人脸识别

添加 AI 扩展积木【人脸识别】后返回图形化编程页面，可应用该扩展积木模块进行编程。

【人脸识别】可通过人脸比对当前所选图片和图库的数据之间的相似度。

基于以上针对【人脸识别】AI 能力，可和其他 AI 积木块或硬件积木块配合完成相关的积木块程序编写。

3.1.4 语音识别

添加 AI 扩展积木【语音识别】后返回图形化编程页面，即可应用该扩展积木模块进行编程。如下图所示。

【语音识别】可实现麦克风识别当前所选的【中文】或【英文】后，显示在舞台区。

基于以上针对【语音识别】AI 能力，可和其他 AI 积木块或硬件积木块配合完成相关的积木块程序编写。

3.1.5 文字识别

添加 AI 扩展积木【文字识别】后返回图形化编程页面，即可应用该扩展积木模块进行编程。如下图所示。

【文字识别】可实现通过摄像头识别当前图像上的文字并显示识别到的“中英文结果”。

基于以上针对【文字识别】AI 能力，可和其他 AI 积木块或硬件积木块配合完成相关的积木块程序编写。

【文字识别-车牌识别】可实现通过摄像头识别当前的“车牌号码”和“颜色”并显示识别的“车牌号码”结果及蓝色、绿色、黄色、白色车牌的颜色种类。

基于以上针对【文字识别-车牌识别】AI 能力，可和其他 AI 积木块或硬件积木块配合完成相关的积木块程序编写。

3.1.6 语音合成

添加 AI 扩展积木【语音识别】后返回图形化编程页面，即可使用该扩展积木块进行编程。如下图所示。

【语音合成】可实现通过文字输入后选择不同的“语音合成”生成语音。朗读语音为暗物自研 TTS，包含“童童、小康、石浩、思思、柔柔”五种语音。

基于以上针对【语音合成】AI 能力，可和其他 AI 积木块或硬件积木块配合完成相关的积木块程序编写。

3.1.7 AI模型

添加 AI 扩展积木【AI 模型】后返回图形化页面，即可应用该扩展积木模块进行编程。

【AI 模型】可通过跳转到 AI 训练平台，训练完模型后再在图形化编程中应用；并可对历史积累的 AI 模型进行删除或重新训练。

使用过程中，注意预测弹窗中的置信度展示结果【最大值：100%】等于积木内可输入置信度【最大值：1】； 即，当希望预测弹窗的置信度大于 60%，则积木内的置信度数值应输入为【0.6】。

基于以上针对【AI 模型】AI 能力，可和其他 AI 积木块或硬件积木块配合完成相关的积木块程序编写。

通过【AI 模型，跳转到【AI 训练平台】进行“图像分类”的训练流程页。在【AI 训练平台】完成“图像分类”后返回点击【前往图形化编程】页面进行模型应用。

3.1.8 人体关键点识别

添加 AI 扩展积木【人体关键点识别】后，返回图形化编程页面，即可应用该扩展积木模块进行编程。

【人体关键点识别】可实现通过摄像头识别到身体的鼻子、左眼、右眼、左耳、右耳、左肩膀、右肩膀、左肘、右肘、左腕、右腕、左胯、右胯、左膝、右膝、左踝、右踝以及对应的 X 坐标点和 Y 坐标点；可识别到举左手、举右手、举双手、比心、叉腰、胸口交叉共六种姿态；可将人体骨架模块的颜色，从颜色、饱和度、亮度上设置为不同颜色，便于区分出不同的身体模块。

基于以上针对【人体关键点识别】能力，可和其他 AI 积木块或硬件积木块配合完成相关的积木块程序编写。

3.1.9 人体关键点识别（高精度）

添加 AI 扩展积木【人体关键点识别（高精度）】后，返回图形化编程页面，即可应用该扩展积木模块进行编程。

【人体关键点识别（高精度）】可实现通过摄像头识别到身体的鼻子、左眼、右眼、左耳、右耳、左肩膀、右肩膀、左肘、右肘、左腕、右腕、左胯、右胯、左膝、右膝、左踝、右踝以及对应的 X 坐标点和 Y 坐标点；可识别到举左手、举右手、举双手、比心、叉腰、胸口交叉共六种姿态；可将人体骨架模块的颜色，从颜色、饱和度、亮度上设置为不同颜色，便于区分出不同的身体模块。

基于以上针对【人体关键点识别（高精度）】能力，可和其他 AI 积木块或硬件积木块配合完成相关的积木块程序编写。

3.1.10 人脸属性

添加 AI 扩展积木【人脸属性】后返回图形化编程页面，即可应用该扩展积木模块进行编程。

【人脸属性】可实现通过摄像头识别到人脸的情绪，包含高兴、伤心、厌恶、愤怒、恐惧五种情绪。

基于以上针对人脸的【人脸属性】能力，可和其他 AI 积木块或硬件积木块配合完成相关的积木块程序编写。

3.1.11 神经网络

添加 AI 扩展积木【神经网络】后返回图形化编程页面，即可应用该扩展积木模块进行编程。

【神经网络】可基于神经网络的深度学习来实现分类器的效果。

基于以上针对【神经网络】AI 能力，可和其他 AI 积木块或硬件积木块配合完成相关的积木块程序编写。

1. 新增数据集：可自定义数据，下载模版并完善数据内容后，再上传到图形化编程中。

2. 选择数据集：可选择预置的不同类型数据集类型，并直接进行使用。

3. 查看预置数据集的数据详情

4. 运行实验程序

3.1.12 Block机器人（蓝牙）

添加硬件扩展积木【Block 机器人(蓝牙)】后返回图形化编程，即可应用该扩展积木模块进行编程。

【Block 机器人(蓝牙)】可设置自带的呼吸灯为不同颜色，或关闭设定的灯或外接灯带；可设置不同电机进行运动，包含不同的速度、转动的顺时针或逆时针方向、停止不同电机；可设置距离传感器、陀螺仪 X 轴角度、Y 轴角度、角速度矢量和；可设置不同方向的倾斜，包括前、后、左、右、任意五种选项。

基于以上针对硬件【Block 机器人(蓝牙)】的能力，可和其他 AI 积木块或硬件积木块配合完成相关的积木块程序编写。

可通过蓝牙连接

检测设备，查看蓝牙是否开启，硬件连接助手是否运行；

3.1.13 Block机器人（USB）

添加硬件扩展积木【Block 机器人(USB)】后返回图形化编程，即可应用该扩展积木模块进行编程。

【Block 机器人(USB)】可设置自带的呼吸灯为不同颜色，或关闭设定的灯或外接灯带；可设置不同电机进行运动，包含不同的速度、转动的顺时针或逆时针方向、停止不同电机；可设置距离传感器、陀螺仪 X 轴角度、Y 轴角度、角速度矢量和；可设置不同方向的倾斜，包括前、后、左、右、任意五种选项。

基于以上针对硬件【Block 机器人(USB)】的能力，可和其他 AI 积木块或硬件积木块配合完成相关的积木块程序编写。

可通过 USB 连接

检测设备，查看 USB 是否连接，硬件连接助手是否运行；

3.1.14 Micro:bit More

添加硬件扩展积木【Micro:bit More】后返回图形化编程，即可应用该扩展积木模块进行编程。

【Micro:bit More】可实现通过在 AI 课程图形化编程完成积木编程后烧录到硬件中进行离线操作。

基于以上针对硬件【Micro:bit More】的能力，可和其他 AI 积木块或硬件积木块配合完成相关的积木块程序编写。

可通过蓝牙连接

检测设备，查看 Micro:bit 电源和蓝牙是否开启

烧录固件

3.1.15 Micro:bit 扩展板

添加硬件扩展积木【Micro:bit 扩展板】后返回图形化编程，即可应用该扩展积木模块进行编程。

【Micro:bit 扩展板】可针对常用接口，如 IC 接口、串行接口、舵机接口、RGB 模块接口、数字/模拟接口、氛围灯进行扩展使用。

基于以上针对硬件【Micro:bit 扩展板】能力，可和其他 AI 积木块或硬件积木块配合完成相关的积木块程序编写。

3.1.16 传感器

添加硬件扩展积木【传感器】后返回图形化编程，即可应用该扩展积木模块进行编程。

【传感器】可实现通过超声波传感器检测距离；土壤湿度传感器检测湿度值；巡线传感器探头检测黑色和白色；双路巡线传感器可检测到黑黑、白黑、黑白、白白四种颜色组合，实现多种物联网实验。

基于以上针对硬件【传感器】能力，可和其他 AI 积木块或硬件积木块配合完成相关的积木块程序编写。

3.1.17 数码管

添加硬件扩展积木【数码管】后返回图形化编程，即可应用该扩展积木模块进行编程。

【数码管】可实现通过数码管的屏幕显示不同的阿拉伯数字或英文字母。

基于以上针对硬件【数码管】能力，可和其他 AI 积木块或硬件积木块配合完成相关的积木块程序编写。

3.1.18 彩虹灯带

添加硬件扩展积木【彩虹灯带】后返回图形化编程，即可应用该扩展积木模块进行编程。

【彩虹灯带】可通过 LED 灯带设计不同的色彩效果。

基于以上针对硬件【彩虹灯带】能力，可和其他 AI 积木块或硬件积木块配合完成相关的积木块程序编写。

3.1.19 IOBot智能小车

添加硬件扩展积木【IOBot 智能小车】后返回图形化编程，即可应用该扩展积木模块进行编程。

【IOBot 智能小车】可实现循线、设置左右轮速度、前进速度、停车状态、巡线检测到黑色或白色、超声波检测或判断距离、设置车头灯颜色、关闭车头灯、设置 180 读舵机、270 度舵机、360 度舵机的运动角度。

基于以上针对硬件扩展积木【IOBot 智能小车】能力，可和其他 AI 积木块或硬件积木块配合完成相关的积木块程序编写。

3.1.20 AI摄像头

添加 AI 硬件扩展积木【AI 摄像头】后返回图形化编程，即可应用该扩展积木模块进行编程。

【AI 摄像头】可实现通过摄像头进行离线状态的图像识别应用。

基于以上针对 AI 硬件【AI 摄像头】能力，可和其他 AI 积木块或硬件积木块配合完成相关的积木块程序编写。

3.1.21 手势识别

添加 AI 扩展积木【手势识别】后返回图形化编程，即可应用该扩展积木模块进行编程。

【 手势识别】可以通过摄像头以 AI 能力识别出常用手势，如剪刀、石头、布、数字 1-6；并可对左右手进行识别区分， 精准定位手部主要骨节点。

3.1.22 颜色识别

添加 AI 扩展积木【颜色识别】后返回图形化编程，即可应用该扩展积木模块进行编程。

【颜色识别】可以用摄像头拍照，也可以上传本地文件，进行颜色识别。

基于以上针对 AI 扩展积木【颜色识别】能力，可和其他 AI 积木块或硬件积木块配合完成相关的积木块程序编写。

3.1.23 天气预报

添加 AI 扩展积木【天气预报】后返回图形化编程，即可应用该扩展积木模块进行编程。

【天气预报】可以获取当前城市和其他城市实时天气或未来天气预报。

基于以上针对 AI 扩展积木【天气预报】能力，可和其他 AI 积木块或硬件积木块配合完成相关的积木块程序编写。

3.1.25 物联网（MQTT协议）

添加 AI 扩展积木【物联网（MQTT 协议）】后返回图形化编程，即可应用该扩展积木模块进行编程。

【物联网（MQTT 协议）】 模拟物联网平台发送和接收消息指令，可控制 MQTT 客户端实现相关功能。

基于以上针对 AI 扩展积木【物联网（MQTT 协议）】能力，可和其他 AI 积木块或硬件积木块配合完成相关的积木块程序编写。

3.1.26 AI作诗

添加 AI 扩展积木【AI 作诗】后返回图形化编程，即可应用该扩展积木模块进行编程。

【AI 作诗】 用 AI 随机生成诗歌、藏头诗或根据自定义内容补全诗歌。

基于以上针对 AI 扩展积木【AI 作诗】能力，可和其他 AI 积木块或硬件积木块配合完成相关的积木块程序编写。

3.1.27 物联网（MQTT协议）

添加 AI 扩展积木【物联网（MQTT 协议）】后返回图形化编程，即可应用该扩展积木模块进行编程。

【物联网（MQTT 协议）】 模拟物联网平台发送和接收消息指令，可控制 MQTT 客户端实现相关功能。

基于以上针对 AI 扩展积木【物联网（MQTT 协议）】能力，可和其他 AI 积木块或硬件积木块配合完成相关的积木块程序编写。

设置 MQTT 客户端参数

物联网模拟平台

3.1.28 超霸机器人（蓝牙）

添加扩展积木【超霸机器人（蓝牙）】后返回图形化编程，即可应用该扩展积木模块进行编程。

【超霸机器人（蓝牙）】 可通过蓝牙与超霸机器人连接，控制蓝牙模式下的超霸机器人主控执行运动、获取传感器信息、点亮屏幕等指令。

基于以上针对 AI 扩展积木【超霸机器人（蓝牙）】能力，可和其他 AI 积木块或硬件积木块配合完成相关的积木块程序编写。

3.1.29 超霸机器人（USB）

添加扩展积木【超霸机器人（USB）】后返回图形化编程，即可应用该扩展积木模块进行编程。

【超霸机器人（USB）】 可通过 USB 数据线与超霸机器人连接，控制 USB 模式下的超霸机器人主控执行运动、获取传感器信息、点亮屏幕等指令。USB 模式与蓝牙模式区别在于 USB 模式数据传输延时更短且更为稳定。

基于以上针对 AI 扩展积木【超霸机器人（USB）】能力，可和其他 AI 积木块或硬件积木块配合完成相关的积木块程序编写。

3.1.30 条码识别

添加扩展积木【条码识别】后返回图形化编程，即可应用该扩展积木模块进行编程。

【条码识别】拓展积木可以用于识别二维码和条形码，且可将识别内容显示在舞台中，也可用于生成二维码与条形码。

基于以上针对 AI 扩展积木【条码识别】能力，可和其他 AI 积木块或硬件积木块配合完成相关的积木块程序编写。

3.2 图形化编程实验-实验创作

图形化编程的实验创作区域包含3个部分，从左到右分别是【积木指令区】，【积木搭建区】和【结果预览区】，从积木区将需要的积木块拖拽至中间区搭建，在预览区中点击小绿旗可运行程序，点击小红点可停止运行。

3.3 提交实验作品

上课阶段，学生创作完成的实验作品需要提交批改，作品提交成功后允许学生修改后，重新提交。如课程已经结束，学生尚未提交，系统将自动回收学生作品。

3.4 保存到我的作品

用户创作完成的实验作品需要“保存”时，可点击顶部导航栏中的【文件】下拉列表选择【保存到我的作品】，需要“再次保存”则字段变为【再次保存】，即可“保存到我的作品”。

3.4.1 查看我的作品

用户【保存到我的作品】后，可到【作品管理】点击查看，也可选择删除该文件。