T-CESE 3-2024 青少年人工智能技术水平测试技术技能标准

青少年人工智能技术水平测试技术技能标准2024-10-16发布2024-11-1实施前言 I 12.规范性引用文件 13.术语和定义 14.青少年人工智能技术水平测试技术技能标准概述 25.启蒙级综合能力要求及技能要求 45.1综合能力要求 45.2启蒙级核心知识点和技能要求 45.3测试形式及硬件要求 56.一级综合能力要求及技能要求 56.1综合能力要求 56.2一级核心知识点和技能要求 56.3测试形式及硬件要求 67二级综合能力要求及技能要求 77.1综合能力要求 77.2二级核心知识点和技能要求 77.3测试形式及硬件要求 88三级综合能力要求及技能要求 98.1综合能力要求 98.2三级核心知识点和技能要求 98.3测试形式及硬件要求 9四级综合能力要求及技能要求 9.1综合能力要求 9.2四级核心知识点和技能要求 119.3测试形式及硬件要求 10五级综合能力要求及技能要求 10.1综合能力要求 10.2五级核心知识点和技能要求 10.3测试形式及硬件要求 11六级综合能力要求及技能要求 11.1综合能力要求 11.2六级核心知识点和技能要求 11.3测试形式及硬件要求 12七级综合能力要求及技能要求 12.1综合能力要求 12.2七级核心知识点和技能要求 12.3测试形式及硬件要求 13八级综合能力要求及技能要求 2013.1综合能力要求 2013.2八级核心知识点和技能要求 2013.3测试形式及硬件要求 2014权重表 2114.1理论知识权重表 2114.2技能要求权重表 2215标准符合性规定 2215.1测试标准符合性 2215.2测试晋级条件 22前言《青少年人工智能技术水平测试技术技能标准》（以下简称标准）规定了青少年人工智能技术水平等级划分及其相关技术技能要求。本《标准》按照GB/T1.1-2020《文件化工作导则第1部分：文件化文件的结构和起草规则》的规定起草。本《标准》由中国电子教育学会提出。本《标准》由中国电子教育学会青少年教育分会归口。本《标准》指导专家：李双寿、谢广明、郭宝龙、肖俊、王巍、李瑞峰、方海光、赵卫东、翁恺、彭图、梁孔明。本《标准》起草单位：工业和信息化部教育与考试中心、北京信通传媒有限责任公司、深圳市创造由你科技有限公司、北京聪明核桃教育科技有限公司、广州群鹿文化科技有限公司、北京童程童美科技有限公司、欣欣相融教育科技（北京）有限公司、北京盛通教育集团乐博乐博教育科技有限公司。本《标准》主要起草人：郝志强、于琨、赵晨阳、谭志彬、付方明、咸汝平、杨荣、王慧、张平贺、杨帆、杨有才、朱浩、李欢、陈明阳、张鹏、张盟、高岭、刘丫、李长贺、毛啸、李佳、高伟怡、李逸超。本《标准》的发布团体共同约定如下知识产权规定。1.本《标准》的知识产权（不含标准内容涉及的专利和软件著作权）归所有联合发布团体共同所有，任何机构（无论是否为起草单位和发布团体）和个人（无论是否为起草人）不得在未授权的情况下处置知识产权。任何机构和个人使用本《标准》名称时必须同时注明文件封面上的全部文件代号并说明发布机构，说明发布机构时必须列出全部联合发布团体，列出顺序与封面顺序一致（可注明排名不分先后）。本《标准》的全部或部分内容如被国家文件、行业文件使用，该内容的起草人须被列入国家文件、行业文件起草人，否则视为抄袭。本《标准》由联合发布团体共同授权专业出版机构独家出版。2.本《标准》由联合发布团体的成员约定采用，同时供社会自愿采用。1青少年人工智能技术水平测试技术技能标准本《标准》规定了青少年人工智能技术能力等级划分及其相关能力要求。本《标准》根据不同级别给出了相应的知识点说明和能力要求。本《标准》适用于青少年人工智能编程能力教学及测评。2.规范性引用文件下列标准中的内容通过文中的规范性引用而构成本《标准》必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本《标准》；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本《标准》。GB/T29802信息技术学习、教育和培训测试试题信息模型。3.术语和定义下列术语和定义适用于本《标准》。3.1教育机器人Educationrobot教育机器人是由生产厂商专门开发的以激发学生学习兴趣、培养学生综合能力为目标的机器人成品、套装或散件。它除了机器人机体本身之外，还有相应的控制软件和教学课本等。3.2开源硬件Opensourcehardware开源硬件是指用与自由软件、开源软件相同的方式设计的计算机和电子硬件。每一种开源硬件平台都有自身的优势，可满足不同使用者的需求。开源硬件走进中小学课堂，有助于创客教育的开展，也促进了学生实践、交流、创新等能力的发展。3.3人工智能关键技术Keytechnologiesofartificialintelligence人工智能是一个交叉学科，涉及数学、计算机、控制学等学科，人工智能技术关系到人工智能产品是否可以顺利地应用到我们的生活中。在人工智能领域，人工智能主要包含了机器学习、知识图谱、自然语言处理、人机交互、计算机视觉、生物特征识别、AR/VR七个关键技术。3.4算法Algorithm在数学和计算机科学中，算法是如何解决一类问题的明确规范。算法可以执行计算、数据处理、自动推理和其他任务。3.5计算思维Computationalthinking2计算思维是指个体运用计算机科学领域的思想方法，在问题解决过程中涉及的抽象、分解、建模、算法设计等思维活动。具备计算思维的学生，能对问题进行抽象、分解、建模，并通过设计算法形成解决方案；能尝试模拟、仿真、验证解决问题的过程，反思、优化解决问题的方案，并将其迁移运用于解决其他问题。3.6工程思维Engineeringthinking工程思维是以系统分析和比较权衡为核心的一种筹划性思维。其核心要素是，在工程设计活动中，形成的系统性思维和问题解决能力，能系统化地解决问题。工程思维主要包括工程决策思维、工程设计思维、工程实施思维和工程评价思维。3.7程序Block包含设备实现对应功能的按键集合，可以通过设备及场景展示效果。3.8传感器Sensor一种设备、模块或子系统，其目的是检测环境中的事件或变化，并将信息发送给其他电子设备，或按一定规律转换为电信号或其他需要的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。3.9数据分析Dataanalysis数据分析是指用恰当的统计分析方法对收集的数据进行分析，将它们加以汇总、理解和消化，以求最大化发挥数据的作用。数据分析是为了提取有用信息和形成结论而对数据加以详细研究和概括总结的过程。3.10跨学科Beinterdisciplinary指不同学科之间的融合与交叉，以利用不同学科的知识研究和解决问题。3.11了解Know指对学习内容有基础的认识和记忆，包括具体概念、作用、意义等。3.12理解Understand对所学知识有一定的认识，能解释、举例或变形、推断，并能利用所学的知识解决简单问题。3.13实践应用Practicalapplication能对具体问题进行分析，并将所学到的应用知识与实际问题结合在一起创造性地解决问题。4.青少年人工智能技术水平测试技术技能标准概述本《标准》将青少年人工智能技术水平测试能力要求划分为九个等级，每级分别规定相应的总体要求及对知识点的掌握程度和对应的技能要求。本《标准》第5、6、7、8、9、10、11、12、13章的内容均为青少年人工智能技术水平测试技术技能标准的能力要求。3依据本《标准》进行的能力测试，应符合相应等级的综合能力要求、技能要求和对核心知识点的掌握程度。本部分不限定实践操作的具体产品。青少年人工智能技术水平测试技术技能标准共包括九个级别，具体描述如表1所示。表1青少年人工智能技术水平测试技术技能标准划分等级能力内容技能要求相关知识要求启蒙级人工智能基础知识认知能区分人工智能的常见装置和应用能根据水平、竖直、对称和平衡等特点灵活搭建作品能根据数据的统计和分类方法完成数据的统计和分类人工智能应用基础知识认知统计和分类的基本计算方法一级搭建简单结构能绘制简单的思维导图，简单讲解设计思路能利用结构的稳定性搭建简单结构简单思维导图的设计规则简单结构搭建方法二级搭建传动结构能搭建常见的传动机构，并通过编程实现传动能有逻辑地描述常见的事件，并绘制复杂的思维导图能根据实验数据总结规律传动结构的搭建方法复杂思维导图的设计规则三级搭建移动机器人能使用传感器搭建移动机器人能编程控制移动机器人，让其完成简单任务能绘制简单的设计图能利用互联网查找专业资料并筛选有效信息传感器的使用方法机器人程序的编写方法信息的查询方法控制移动机器人能使用多种传感器搭建复杂的移动机器人能通过编程自主控制移动机器人，并完成复杂任务能根据任务分析结果，并对设计提出改进方案传感器的综合使用方法机器人完成复杂任务的编程方法任务分析方法，方案优化方法五级应用算法解决问题能使用人脸识别、语音识别等人工智能技术解决生活中的问题能使用代码（C++、Python等）编写简单的算法能分析给定的任务，并提出多种设计方案，选择最佳方案算法的应用程序编写规则代码语言的编写规则4六级应用数据模型能根据设定主题，提出问题并独立解决问题能从问题中抽象出数据模型，并应用到其他领域数据模型的处理规则七级应用人工神经网络能使用IO类、AD类、串行类传感器搭建作品能根据视觉识别训练和验证方法实现数据的训练串口类传感器的使用方法数据训练的规则八级调用平台接口能使用文本调用方法调用平台的人工智能接口完成任务能书写完整的工程笔记和科学论文平台接口的调用规则工程笔记和论文的编写规则5.启蒙级综合能力要求及技能要求5.1综合能力要求青少年人工智能技术水平测试技术技能标准启蒙级综合能力要求分为如下几项。a）知识认知要求：能按照图片搭建简易结构；能完成简单的编程游戏任务。b）技术应用要求：能根据结构中水平、竖直、对称、平衡等特点完善作品；能根据物品分类标准对物品进行分类。c）思维设计要求：能对生活中的常见物体进行简单统计、分类和比较。5.2启蒙级核心知识点和技能要求启蒙级共包括13个技能要求，具体说明如表2所示。表2启蒙级核心知识点和技能要求综合能力技能内容技能要求相关知识要求1.知识认知1.1人工智能基础认知1.1.1能够根据人工智能定义区分产品是否属于人工智能产品1.1.2能够辨认影视作品和生活中的人工智能应用和机器人形象，如医疗机器人、教师机器人等1.1.3能够了解人类和机器人的相互交互1.1.1人工智能基础应用1.1.2人工智能技术特点1.1.3人机交互的认识1.1.4人工智能在教育、医疗等领域的体现1.2机器人结构作用区分1.2.1能够描述水平、竖直、对称、平衡和稳定结构特点1.2.2能够描述轮子和轴的作用1.2.1硬件结构特点1.2.2机械结构特点1.3信息伦理与信息安全1.3.1能够了解信息概念1.3.2能够了解信息安全的概念1.3.1信息概念1.3.2信息安全概念52.技术应用2.1搭建机器人机械结构2.1.1能够依照样例搭建简单结构2.1.2能够使用水平、竖直、对称、平衡和稳定结构搭建作品2.1.3能够使用轮子和轴搭建次自动车2.1.1机械结构搭建方法2.1.2零件的作用2.2分类常见物品2.2.1能够根据大小、颜色、形状等对生活中常见物品进行分类2.2.2能够从长度、重量等方面对生活中常见物品进行分类、统计和比较2.2.1物品属性区分方法2.2.2物品的分类方法3.思维设计3.1计算思维表达3.1.1能够掌握对物品进行测量的方法3.1.2能够对物品进行简单的测量3.1.1测量方法的概念3.1.2测量方法的使用5.3测试形式及硬件要求测试形式为笔试和实践操作，其中实践操作部分要求考生在现场完成指定内容的搭建和编程等任务。满分为100分，60分合格。测试的硬件要求如下：a）结构搭建：应具备梁、板、块、轮子和轮轴等结构。b）编程任务（以下两种方式均可）：使用纸和笔绘制简单的程序并阐述其原理；使用实物化编程工具编写简单的程序。6.一级综合能力要求及技能要求6.1综合能力要求青少年人工智能技术水平测试技术技能标准一级综合能力要求分为如下几项。a）知识认知要求：能描述机器人含义，并列举简单应用场景；能区分电子产品种类，能根据数学知识搭建作品。b）技术应用要求：能使用积木搭建简易机械结构；能根据物品属性对物品进行分类。c）思维设计要求：能绘制简单的思维导图并简单讲解设计思路。6.2一级核心知识点和技能要求一级共包括18个技能要求，具体说明如表3所示。表3一级核心知识点和技能要求综合能力技能内容技能要求相关知识要求61.知识认知1.1人工智能应用基础1.1.1能够描述机器人的含义1.1.2能够描述人工智能和机器人之间的关系，如手术机器人、陪伴机器人等1.1.1机器人的区分规则1.1.2人工智能与机器人的关系分析方法1.1.3人机交互的过程1.2人工智能载体1.2.1能够区分笔记本电脑、台式机、平板电脑、服务器、手机等1.2.2能够根据齿轮和单级齿轮传动的特性搭建作品1.2.3能够根据等臂杠杆、省力杠杆、费力杠杆的特性搭建作品1.2.1电子产品区分方法1.2.2硬件结构基础知识1.2.3杠杆的结构知识1.3数学基础认知1.3.1能够根据三角形、四边形、四面体、长方体结构搭建作品1.3.2能够根据对称原理、平衡原理、重心原理和稳定性原理搭建作品1.3.3能够根据三角形稳定结构、四边形伸缩结构完善作品1.3.1几何特点知识1.3.2搭建的操作原理1.3.3多边形的特性1.4信息伦理与信息安全1.4.1能够了解数据时效性意义1.4.2能够了解数据可靠性意义1.4.1数据时效性1.4.2数据可靠性2.技术应用2.1搭建机械结构2.1.1能够用积木搭建生活中常见的物品，如自动车等2.1.2能够运用板、块、梁、销、轴、套、卡扣等基本构件搭建作品2.1.1机械结构搭建方法2.1.2零件的作用2.2常见物品分类2.2.1能够通过颜色、形状、材质对物品进行分类2.2.2能够通过功能对物品进行分类2.2.1物品的属性2.2.2物品的分类方法3.思维设计3.1计算思维表达3.1.1能够绘制思维导图，如自动车的搭建步骤3.1.2能够根据要求填充相关的数据3.1.3能够进行数据判定3.1.1思维导图绘制规则3.1.2数据的分析方法6.3测试形式及硬件要求考试分为上机理论考试和实践操作两个环节：上机理论考试部分需要考生完成判断题和选择题，满分为100分，60分合格。实践操作部分要求考生在现场完成指定的搭建、编程等任务，并按要求作答画图题、思维导图题和问答题，满分100分，60分合格。两个环节的成绩均达到60分才可通过考试。测试的硬件要求如下：7a）结构及传动部分包括但不限于以下内容：梁、板、块、销、轴、轴套、车轮等结构（能搭建生活中常见的物体）；两种（或两种以上）不同大小的齿轮；相关配套的连接件。b）工具及耗材包括但不限于以下内容：尺子、胶水、剪刀、纸板等。7二级综合能力要求及技能要求7.1综合能力要求青少年人工智能技术水平测试技术技能标准二级综合能力要求分为如下几项。a）知识认知要求：能根据传动结构和相关传感器搭建作品；能记录数据并对数据进行简单分析。b）技术应用要求：能搭建简易传动结构，能使用编程结构模块控制作品运动。c）思维设计要求：能通过简单的实验数据总结规律；能对常见事件进行逻辑描述并绘制思维导图。7.2二级核心知识点和技能要求二级共包括22个技能要求，具体说明如表4所示。表4二级核心知识点和技能要求综合能力技能内容技能要求相关知识要求1.知识认知1.1人工智能基础应用1.1.1能够根据语音合成的原理，控制装置的运动和停止1.1.2能根据语音识别的原理，实现语音识别功能1.1.3能够了解人类和机器人的区别和关系1.1.1语音合成方法1.1.2语音识别方法1.1.3人类和机器人的区别和联系1.2编程知识应用1.2.1能够使用顺序结构编写音乐的程序1.2.2能够使用无限循环结构控制装置1.2.3能够理解单分支结构控制装置的原理1.2.4能够使用软件中的模块制作顺序结构、单分支结构、无限循环结构的程序1.2.1顺序结构编程方法1.2.2无限循环结构编程方法1.2.3单分支结构编成方法1.3物理知识应用1.3.1能够根据滑动摩擦力与滚动摩擦力的特点应用于作品实现1.3.2能够根据增大或减小物体间摩擦力的方法完善作品1.3.3能够根据物体的惯性分析运动现象1.3.1滑动摩擦力和滚动摩擦力区分方法1.3.2物体的惯性分析方法81.4传感器控制1.4.1能够根据单色LED的工作方式控制LED的亮灭1.4.2能够根据蜂鸣器的工作方式播放音序1.4.3能够根据按钮的工作原理控制电机的转动与停止1.4.4能够根据直流电机的工作方式控制电机的转动方向与转速1.4.1单色LED控制方法1.4.2蜂鸣器的应用方法1.4.3按钮的工作原理1.4.4直流电机的应用方法1.5信息伦理与信息安全1.5.1能够了解数字设备1.5.2能够了解数字设备使用规范1.5.1数字设备1.5.2数字设备使用规范2.技术应用2.1搭建机械结构2.1.1能够使用齿轮、滑轮制作二级传动的机械结构2.1.2能够使用零件制作简易的曲柄连杆、曲柄滑块、曲柄摇杆结构，知道它们的运动轨迹2.1.1齿轮和滑轮的使用方法2.1.2曲柄连杆、曲柄滑块、曲柄摇杆结构的区分方法2.2使用简易工具2.2.1能够使用秒表、直尺、螺丝刀完成作品2.2.2能够根据连接独立电池盒的方法完成作品2.2.1秒表、直尺、螺丝刀的使用方法2.2.2连接电池盒的方法3.思维设计3.1计算思维表达3.1.1能够对常见事件进行逻辑描述并绘制思维导图3.1.2能够记录数据并对数据进行简单分析3.1.3能够通过简单的实验数据总结规律3.1.1数据分析方法3.1.2实验数据及规律的总结方法7.3测试形式及硬件要求考试分为上机理论考试和实践操作两个环节。上机理论考试部分要求考生完成判断题和选择题，满分为100分，60分合格。实践操作部分要求考生在现场完成指定的搭建、编程等任务，并且按要求作答画图题、思维导图题和问答题，满分100分，60分合格。两个环节的成绩均达到60分才可通过考试。测试的硬件要求如下：a）结构及传动部分包括但不限于以下内容：梁、板、块、销、轴、轴套、车轮等结构（能搭建生活中常见的物体）；两种（或两种以上）不同大小的齿轮；相关配套的连接件。b）动力模块包括但不限于以下内容：直流减速电机或同类电机（能进行连续转动的动力输出）。9c）电子模块包括但不限于以下内容：可实现三种颜色（颜色建议为红、黄、绿）的灯（建议为LED输入设备（建议为按键、开关、键盘、麦克风等）；声音设备（建议为蜂鸣器、扬声器等）。d）控制模块包括但不限于以下内容：标准接口控制器（不建议使用杜邦线连接）；编程软件（图形化编程或代码编程软件）；辅助设备（笔记本电脑、下载线等）。e）工具及耗材包括但不限于以下内容：尺子、胶水、剪刀、一字螺丝刀、十字螺丝刀、螺丝、螺母f）其他要求：考生自带笔记本电脑，确保笔记本电脑电量充足，在不供电情况下，笔记本电脑电量至少可以维持2个小时的正常工作。8三级综合能力要求及技能要求8.1综合能力要求青少年人工智能技术水平测试技术技能标准三级综合能力要求分为如下几项。a）知识认知要求：能运用传感器控制机器人移动，完成简单任务。b）技术应用要求：能使用互联网查询专业资料，并筛选有效信息；能绘制简单设计图。c）思维设计要求：能根据任务结果进行分析，并对设计提出改进。8.2三级核心知识点和技能要求三级共包括25个技能要求，具体说明如表5所示。表5三级核心知识点和技能要求综合能力技能内容技能要求相关知识要求1.知识认知1.1人工智能基础应用1.1.1能够使用电脑的摄像头完成文字识别1.1.2能够根据算法完成程序的编写1.1.3能够描述图灵测试的流程1.1.4能够描述冯·诺依曼计算机的组成1.1.5能够理解机器学习的应用场景1.1.6能够描述机器人的应用场景及未来发展趋势1.1.1文字识别应用指令1.1.2图灵测试流程知识1.1.3计算机基础知识1.1.4人工智能未来的发展趋势1.2编程知识应用1.2.1能够计算比较运算的表达式，如大于、小于、等于、不等于、大于等于、小于等于1.2.2能够使用穷举法预判分支结构的全部结果1.2.3能够根据变量的作用使用变量1.2.4能够根据条件循环的含义（while循环）设置合适的条件控制循环体1.2.1比较运算的计算方法1.2.3穷举算法指令规则1.2.4条件循环指令规则1.3传感器控制1.3.1能够通过超声波传感器测量的数值控制装置做出特定的动作（测量两个物体间的距离、启动与停止等）1.3.2能够通过使用灰度传感器测量的灰度值控制装置做出特定的动作（巡线、启动或停止控制等）1.3.3能够使用数码管显示传感器的数值1.3.4能够通过RGB值控制全彩LED显示相应颜色1.3.5能够利用传感器制作巡线小车，让小车巡着直线、折线（折角范围45°~135°)与曲线行驶1.3.6能够通过编程控制自动驾驶小车1.3.1超声波传感器的使用方法1.3.2灰度传感器的使用方法1.3.3数码管的使用方法1.3.4自动驾驶小车的编程指令规则1.4信息伦理与信息安全1.4.1能够了解数字身份作用1.4.2能够了解数字身份意义1.4.1数字身份作用1.4.2数字身份意义2.技术应用2.1搭建机械结构2.1.1能够根据差分控制制作双马达小车2.1.2能够使用差分控制让小车直行、点转与翼转2.1.3能够使用蜗轮蜗杆装置制作蜗轮蜗杆结构2.1.4能够根据设计图纸完成搭建2.1.1差分控制方法2.1.2蜗轮蜗杆装置搭建方法2.2使用简易工具2.2.1能够根据纸（瓦楞纸）、金属（钢、镁合金、铝合金）、塑料（聚乙烯、聚丙烯）、亚克力（聚甲基丙烯酸甲酯）的特点应用在不同场景中2.2.2能够根据木头材质的特点将其应用在作2.2.1纸（瓦楞纸）、金等材质的特点区分方法2.2.2木头材质的特点区分方法3.思维设计3.1计算思维表达3.1.1能够根据程序流程图的绘制方法，表示顺序结构、分支结构、无限循环结构3.1.2能够利用物联网查询信息并筛选信息3.1.1程序流程图的绘制方法3.1.2信息查询方法8.3测试形式及硬件要求考试分为上机理论考试和实践操作两个环节。上机理论考试部分要求考生完成判断题和选择题，满分为100分，60分合格。实践操作部分要求考生在现场完成指定的搭建、编程等任务，并且按要求作答画图题、思维导图题和问答题，满分为100分，60分合格。两个环节的成绩均达到60分才可通过考试。测试的硬件要求如下：a）结构及传动部分包括但不限于以下内容：具备梁、板、块、销、轴、轴套、车轮等结构（能搭建生活中常见的物体）；两种（或两种以上）不同大小的齿轮；一组连杆机构；相关配套的连接件。要求至少能搭建一个可自主运动的小车。b）动力模块包括但不限于以下内容：直流减速电机或同类电机（能进行连续地转动动力输出）；与上述电机配套的驱动装置。c）电子模块包括但不限于以下内容：可实现三种颜色（建议为红、黄、绿）的灯（建议为LED输入设备（建议为按键、开关、键盘、麦克风等）；声音设备（建议为蜂鸣器、扬声器等）；至少能显示4位数字的显示设备（建议为4位数码管）、电阻调节设备（建议为旋转电位计、滑动电位计等）；灰度识别或颜色识别设备（灰度传感器）；距离检测设备（建议为红外测距、超声测距）；温度检测设备；湿度检测设备；声音识别设备（能识别声音信号即可）。d）编程工具包括但不限于以下内容：标准接口控制器（建议兼容开源硬件）；编程软件（图形化编程或代码编程软件）；辅助设备（笔记本电脑、下载线等）。e）工具及耗材包括但不限于以下内容：尺子、胶水、剪刀、一字螺丝刀、十字螺丝刀、螺丝、螺母、胶枪、钳子、裁纸刀等。f）其他要求：考生自带笔记本电脑，确保笔记本电脑电量充足，在不供电情况下，笔记本电脑电量至少可以维持2个小时的正常工作。9四级综合能力要求及技能要求9.1综合能力要求青少年人工智能技术水平测试技术技能标准综合能力要求分为如下几项。a）知识认知要求：能根据传感器特点搭建复杂作品，能运用多种机械结构搭建机器人。b）技术应用要求：能搭建适应不同环境的机器人，并通过编程自主控制机器人移动。c）思维设计要求：能根据任务完成结果，对结果进行逻辑推理，并提出改进方案。9.2四级核心知识点和技能要求四级共包括26个技能要求，具体说明如表6所示。表6四级技术技能标准综合能力技能内容技能要求相关知识要求1.知识认知1.1人工智能基础应用1.1.1能够根据深度学习的定义，理解深度学习的处理方式1.1.2能够根据人脸识别的过程，使用摄像头判断相应的人脸特征1.1.3能够对100以内的十进制数与二进制数进行相互转换1.1.4能够根据素数的特征，编写程序对200以内的数字进行素性判定1.1.5能够理解人机交互应用的作用1.1.1深度学习应用知识1.1.2人脸识别计数原理1.1.3进制转换的计算方法1.1.4人机交互应用的作用和人工智能未来发展1.2编程知识应用1.2.1能够使用逻辑与或非设置程序控制条件1.2.2能够使用逻辑或与非和比较运算符表示开区间、闭区间1.2.3能够根据整型与字符串型两种变量的特点，在程序中设置并使用变量进行编程1.2.4能够设置简单的函数（求中间值、求和、取余等），并调用使用函数1.2.5能够使用函数封装一些简单功能（双电机控制、判断灰度等）1.2.6能够使用冒泡排序算法对不超过6个数字的集合进行排序1.2.7能够根据辗转相除法编程对两个100以内的非素数（质数）进行辗转相除1.2.8能够根据递归的方法，解释6层以内的汉诺塔问题1.2.1逻辑与或非的应用方法1.2.2比较运算符的计算方法1.2.3整型和字符串型的区分方法1.2.4函数的使用与封装规则1.2.5冒泡排序程序算法1.2.6辗转相除程序算法1.2.7递归程序算法1.3综合传感器控制1.3.1能够根据舵机的特点调节和控制舵机1.3.2能够根据电位计的特点调节电位计1.3.3能够利用声音传感器实现声音的识别1.3.4能够根据光敏电阻的使用方法实现功能1.3.5能够使用颜色传感器识别和读取物体上1.3.6能够设置颜色传感器识别特定的颜色（红、绿、蓝）1.3.1舵机的原理特点1.3.2电位计的工作特点1.3.3声音传感器的工作特点1.3.4光敏电阻的使用方法1.3.5颜色传感器的使用方法1.4信息伦理与信息安全1.4.1能够了解数据安全防护原理1.4.2能够了解数据安全防护措施1.4.1数据安全防护原理1.4.2数据安全防护措施2.技术应用2.1机器人结构搭建2.1.1能够使用齿轮、蜗杆、连杆制作机械夹手作品2.1.2能够搭建具有多种功能的移动机器人，使其适应不同复杂环境2.1.1齿轮、蜗杆、连杆结构应用规则2.1.2机器人的搭建方法2.2使用机械结构2.2.1能够使用齿轮、连杆结构完成小车的拼装2.2.2能够使用梁、板、块、销、轴、轴套、车轮等结构拼搭小车2.2.1连杆结构应用规则2.2.2结构件的使用方法3.思维设计3.1计算思维表达3.1.1能够通过计算来分析设计中的误差，并优化设计3.1.2能够使用软件对数据进行简单的统计和分析3.1.1误差分析方法3.1.2数据分析方法9.3测试形式及硬件要求考试分为上机理论考试和实践操作两个环节。上机理论考试部分要求考生完成判断题和选择题，满分100分，60分合格。实践操作部分要求考生在现场完成指定的搭建、编程等任务，并且按要求作答画图题、思维导图题和问答题，满分100分，60分合格。两个环节的成绩均达到60分才可通过考试。测试的硬件要求如下：a）结构及传动部分包括但不限于以下内容：具备梁、板、块、销、轴、轴套、车轮等结构（能搭建生活中常见的物体）；两种（或两种以上）不同大小的齿轮；一组连杆机构；相关配套的连接件。要求至少能搭建一个可自主运动的小车。b）动力模块包括但不限于以下内容：直流减速电机或同类电机（能进行连续转动的动力输出）；舵机或同类电机（能实现角度控制输出）；能反馈电机转速的直流电机或同类电机（能进行持续的转动动力输出）；与上述电机配套的驱动装置。c）电子模块包括但不限于以下内容：可实现三种颜色（建议为红、黄、绿）的灯（建议为LED、显示屏等）；输入设备（建议为按键、开关、键盘、麦克风等）；声音设备（建议为蜂鸣器、扬声器等）；至少能显示4位数字的显示设备（建议为4位数码管、LED点阵等）、电阻调节设备（建议为旋转电位计灰度识别或颜色识别设备（建议为灰度传感器距离检测设备（建议为红外测距、超声测距等温度检测设备；湿度检测设备；声音识别设备（能识别声音信号即可）。d）编程工具包括但不限于以下内容：标准接口控制器（建议兼容开源硬件）；编程软件（图形化编程或代码编程软件）；辅助设备（笔记本电脑、下载线等）。e）工具及耗材包括但不限于以下内容：尺子、胶水、剪刀、一字螺丝刀、十字螺丝刀、螺丝、螺母、胶枪、钳子、裁纸刀等。f）其他要求：考生自带笔记本电脑，确保笔记本电脑电量充足，在不供电情况下，笔记本电脑电量至少可以维持2个小时的正常工作。10五级综合能力要求及技能要求10.1综合能力要求青少年人工智能技术水平测试技术技能标准五级综合能力要求分为如下几项。a）知识认知要求：能使用多种传感器控制机器人动作，能使用编程的算法应用到匹配的任务中。b）技术应用要求：能使用代码（C++、Python等）编写程序；能利用人脸识别、语音识别等人工智能技术解决应用问题。c）思维设计要求：能对任务分析，提出多种设计方案。能将人工智能算法应用到不同学科，创造性地解决生活中的问题。10.2五级核心知识点和技能要求五级共包括20个技能要求，具体说明如表7所示。表7五级核心知识点和技能要求综合能力技能内容技能要求相关知识要求1.知识认知1.1人工智能基础应用1.1.1能够描述人工智能的行业应用1.1.2能够使用百度、阿里、腾讯、科大讯飞等人工智能平台的接口应用完成场景1.1.3能够描述人工智能在图像处理、语音识别、自动驾驶等领域的应用1.1.4能够理解人机交互的原理1.1.1人工智能技术应用1.1.2人工智能平台接口方法1.1.3人机交互的原理1.2编程知识应用1.2.1能够根据变量的作用范围编写程序1.2.2能够编程实现插入排序、合并排序、快速排序、顺序查找、二分法等基本算法1.2.3能够通过一种编程语言（如Python、C++等）对作品编写程序1.2.1编程变量的程序应用方法1.2.2复杂算法的综合应用1.3传感器复杂操作1.3.1能够熟练使用各种传感器搭建作品1.3.2能够根据正反馈、负反馈等基本定义完善作品1.3.3能够理解PID控制原理1.3.1传感器的使用和选择方法1.3.2正反馈、负反馈应用方法1.3.3PID控制原理1.4信息伦理与信息安全1.4.1了解信息隐私与安全1.4.2了解信息隐私与安全的意义1.4.1信息隐私与安全2.技术应用2.1搭建机器人结构2.1.1能够选择各种合适的工具搭建作品2.1.2能够使用各种材料搭建作品2.1.1工具的使用方法2.1.2材料的选择方法2.2使用精密工具2.2.1能够熟练使用激光切割机，并利用切割的图形进行搭建2.2.2能够根据任务设计适合的机械工程图2.2.1激光切割机的使用2.2.2机械工程图的设计3.思维设计3.1计算思维表达3.1.1能够提高算法程序的效率3.1.2能够从众多数据中找出规律，并用公式表达3.1.3能够将人工智能算法应用到不同学科中3.1.4能够对大数据进行分析和归纳3.1.1方案评价方法3.1.2数据分析和归纳方法10.3测试形式及硬件要求考试分为上机理论考试和实践操作两个环节。上机理论考试部分要求考生完成判断题和选择题，满分100分，60分合格。实践操作部分要求考生在现场完成指定的搭建、编程等任务，并且按要求作答问答题和连线题，满分100分，60分合格。两个环节的成绩分别达到60分才可通过考试。测试的硬件要求如下。a）结构及传动部分包括但不限于以下内容：具备梁、板、块、销、轴、轴套、车轮等结构（能搭建生活中常见的物体）；两种（或两种以上）不同大小的齿轮；一组连杆机构；相关配套的连接件。要求至少能搭建一个可自主运动的小车。b）动力模块包括但不限于以下内容：直流减速电机或同类电机（能进行连续转动的动力输出）；舵机或同类电机（能实现角度控制输出）；能反馈电机转速的直流电机或同类电机（能进行持续的转动动力输出）；与上述电机配套的驱动装置。c）电子模块包括但不限于以下内容：可实现三种颜色（建议为红、黄、绿）的灯（建议为LED、显示屏）；输入设备（建议为按键、开关、键盘、麦克风等）；声音设备（建议为蜂鸣器、扬声器等）；至少能显示4位数字的显示设备（建议为4位数码管、LCD、LED点阵等）、电阻调节设备（建议为旋转电位计、滑动电位计等）；灰度识别或颜色识别设备（建议为灰度传感器）；距离检测设备（建议为红外测距、超声测距等）；温度检测设备；湿度检测设备；声音识别设备（能识别声音信号即可）；无线连接外网设备（建议为Wi-Fi模块等）；图像采集及传输设备（建议为摄像头等）。d）编程工具包括但不限于以下内容：标准接口控制器（建议兼容开源硬件）；编程软件（图形化编程或代码编程软件）；辅助设备（笔记本电脑、下载线等）。e）工具及耗材包括但不限于以下内容：标准接口控制器（不建议使用杜邦线连接，建议兼容开源硬件）；编程软件（代码编程软件）；辅助设备（笔记本电脑、下载线等）。f）其他要求：考生自带笔记本电脑，确保笔记本电脑电量充足，在不供电情况下，笔记本电脑电量至少可以维持2个小时的正常工作。11六级综合能力要求及技能要求11.1综合能力要求青少年人工智能技术水平测试技术技能标准六级综合能力要求分为如下几项。a）知识认知要求：能根据任务要求选取合适的传感器，能根据深度学习算法的原理完成任务。b）技术应用要求：能设计简单人机交互界面，能使用人工智能平台的接口进行编程。c）思维设计要求：能观察周围世界，提出问题并独立进行探究性学习和解决问题；能从问题中抽象出数据模型，并应用到其他领域。11.2六级核心知识点和技能要求六级共包括16个技能要求，具体说明如表8所示。表8六级核心知识点和技能要求综合能力技能内容技能要求相关知识要求1.知识认知1.1人工智能基础应用1.1.1能够使用人工智能的框架平台完成任务1.1.2能够使用深度学习算法编写程序1.1.3能够用人工智能平台的接口编写程序1.1.4能够理解人工智能机器人在未来的发展趋势1.1.1人工智能平台操作方法、接口应用方法1.1.2深度学习算法规则1.1.3人工智能未来发展1.2编程知识应用1.2.1能够判断算法的时间复杂度和空间复杂度1.2.2能够使用栈、队列、排序算法等数据结构计算结果1.2.3能够使用结构化程序设计完善程序1.2.1时间复杂度和空间复杂度的计算规则1.2.2栈、队列、排序等算法设计规则1.2.3结构化程序规则1.3传感器应用1.3.1能够综合选择多种传感器的完善作品1.3.2能够根据传感器滤波等数据处理方法处理数据1.3.1传感器的选择方法1.3.2数据处理方法1.4信息伦理与信息安全1.4.1能够了解信息管理的意义1.4.2能够对信息进行辨别1.4.1信息管理意义1.4.2信息辨别2.技术应用2.1设计交互页面2.1.1能够描述交互界面的设计原则2.1.2能够设计交互界面2.1.1交互界面的原则2.1.2设计交互界面的方法2.2使用制造工具2.2.1能够熟练使用3D打印等制造工具构建外形和结构2.2.2能够搭建具有多种功能的轮式机器人2.2.13D打印的方法2.2.2物品的搭建方法3.思维设计3.1计算思维表达3.1.1能够从问题中抽象出数据模型，并应用到其他领域中3.1.2能够观察周围世界，提出问题并完整的解决相关的科学和工程问题3.1.1数据模型应用规则11.3测试形式及硬件要求考试分为上机理论考试和实践操作两个环节。上机理论考试部分要求考生完成判断题和选择题，满分100分，60分合格。实践操作部分要求考生在现场完成指定的搭建、编程等任务，并且按要求作答问答题和连线题，满分100分，60分合格。两个环节的成绩均达到60分才可通过考试。测试的硬件要求如下。a）结构及传动部分包括但不限于以下内容：具备梁、板、块、销、轴、轴套、车轮等结构（能搭建生活中常见的物体）；两种（或两种以上）不同大小的齿轮；一组连杆机构；相关配套的连接件。要求至少能搭建一个可自主运动的小车；b）动力模块包括但不限于以下内容：直流减速电机或同类电机（能进行连续转动的动力输出）；舵机或同类电机（能实现角度控制输出）；能反馈电机转速的直流电机或同类电机（能进行持续的转动动力输出）；与上述电机配套的驱动装置；c）电子模块包括但不限于以下内容：可实现三种颜色（建议为红、黄、绿）的灯（建议为LED、显示屏等）；输入设备（建议为按键、开关、键盘、麦克风等）；声音设备（建议为蜂鸣器、扬声器等）；至少能显示4位数字的显示设备（建议为4位数码管、LCD、LED点阵等）、电阻调节设备（建议为旋转电位计、滑动电位计等）；灰度识别或颜色识别设备（建议为灰度传感器）；距离检测设备（建议为红外测距、超声测距等）；温度检测设备；湿度检测设备；声音识别设备（能识别声音信号即可）；无线连接外网设备（Wi-Fi模块）；图像采集及传输设备（摄像头）。d）编程工具包括但不限于以下内容：标准接口控制器（建议兼容开源硬件）；编程软件（代码编程软件）；辅助设备（笔记本电脑、下载线等）。e）工具及耗材包括但不限于以下内容：标准接口控制器（不建议使用杜邦线连接，建议兼容开源硬件）；编程软件（代码编程软件）；辅助设备（笔记本电脑、下载线等）。f）其他要求：考生自带笔记本电脑，确保笔记本电脑电量充足，在不供电情况下，笔记本电脑电量至少可以维持2个小时的正常工作。12七级综合能力要求及技能要求12.1综合能力要求青少年人工智能技术水平测试技术技能标准七级综合能力要求分为如下几项。a）知识认知要求：能根据人工神经网络的概念完成任务；能使用IO类、AD类、串行类传感器搭建机器人。b）技术应用要求：能针对实际问题选择合适算法，能用代码编程完成任务。c）思维设计要求：能对复杂实际问题拆分，具备编程思维。12.2七级核心知识点和技能要求七级共包括17个技能要求，具体说明如表9所示。表9七级核心知识点和技能要求综合能力技能内容技能要求相关知识要求1.知识认知1.1人工智能基础应用1.1.1能够根据人工神经网络完成任务1.1.2能够根据视觉识别训练和验证方法实现数据的训练1.1.1人工神经网络基础知识1.1.2视觉识别训练方法1.2编程程序应用1.2.1能够通过至少一种文本编程语言编写程序1.2.2能够通过编程解决一元一次方程等简单数学计算题1.2.3能够通过编程绘制简单图表1.2.4能够通过编程访问串口等外设1.2.1文本编程语言1.2.2编程绘制图表方法1.2.3编程访问串口方法1.3传感器控制操作1.3.1能够根据不同传感器的各项技术指标实现复杂的功能1.3.2能够描述各种轮式机器人的运动控制算法1.3.3能够根据IO类、AD类、串行类硬件的使用方法搭建作品1.3.1传感器功能的实现方法串行类硬件的使用方法1.4信息伦理与信息安全1.4.1了解人工智能伦理与安全1.4.2了解人工智能伦理与安全的意义1.4.1人工智能伦理与安全2.技术应用2.1文字识别技术应用2.1.1能够使用文字识别技术完成简单案例2.1.2能够使用简单数据集进行文字识别的训练2.1.1文字识别方法2.1.2数据集训练方法2.2综合使用工具2.2.1能够综合使用各种工具完成作品搭建2.2.2能够使用图像采集和传输设备完成任务2.2.1复杂作品搭建方法2.2.2图像采集和传输设备方法3.思维设计3.1计算思维表达3.1.1能够描述各数据之间的逻辑关系3.1.2能够描述视觉识别的原理3.1.1数据逻辑关系3.1.2视觉识别的原理12.3测试形式及硬件要求考试分为上机理论考试和实践操作两个环节。上机理论考试部分要求考生完成判断题和选择题，满分100分，60分合格。实践操作部分要求考生在现场完成指定的搭建、编程等任务，并且按要求作答问答题，满分100分，60分合格。两个环节的成绩均达到60分才可通过考试。测试的硬件要求如下。a）结构及传动部分包括但不限于以下内容：具备梁、板、块、销、轴、轴套、车轮等结构（能搭建生活中常见的物体）；两种（或两种以上）不同大小的齿轮；一组连杆机构；相关配套的连接件。要求至少能搭建一个可自主运动的小车。b）动力模块包括但不限于以下内容：直流减速电机或同类电机（能进行连续转动的动力输出）；舵机或同类电机（能实现角度控制输出）；能反馈电机转速的直流电机或同类电机（能进行持续的转动动力输出）；与上述电机配套的驱动装置。c）电子模块包括但不限于以下内容：可实现三种颜色（建议为红、黄、绿）的灯（建议为LED、显示屏等）；输入设备（建议为按键、开关、键盘、麦克风等）；声音播放设备（建议为蜂鸣器、扬声器等）；至少能显示4位数字的显示设备（建议为4位数码管、LCD、LED点阵等）、电阻调节设备（建议为旋转电位计、滑动电位计等灰度识别或颜色识别设备（建议为红外对管类距离检测设备（建议为红外测距、超声测距等温度检测设备；湿度检测设备；声音识别设备（能识别声音信号即可无线连接外网设备（建议为Wi-Fi模块等）；图像采集及传输设备（建议为摄像头等）。d）编程工具包括但不限于以下内容：标准接口控制器（建议兼容开源硬件）；编程软件（代码编程软件）；辅助设备（笔记本电脑、下载线等）。e）工具及耗材包括但不限于以下内容：标准接口控制器（不建议使用杜邦线连接，建议兼容开源硬件）；编程软件（代码编程软件）；辅助设备（笔记本电脑、下载线等）。f）其他要求：考生自带笔记本电脑，确保笔记本电脑电量充足，在不供电情况下，笔记本电脑电量至少可以维持2个小时的正常工作。13八级综合能力要求及技能要求13.1综合能力要求青少年人工智能技术水平测试技术技能标准八级综合能力要