淮北市杜集區第一實驗小學AI教育應用調研報告
2025年6月29日，淮北師范大學2023級數據科學與大數據技術一班學生姜皓昱在淮北市杜集區第一實驗小學校門口開展人工智能教育應用專項調研。通過采訪多名學生，姜皓昱了解到該校已部署智能作業批改、AI課堂行為分析、人臉識別門禁等基礎應用，但在實際運行中仍存在文科評價機械化、設備資源共享效率低等問題。有五年級學生反映，作文AI批改系統常將創新性比喻誤判為“偏離主題”，而科學課VR設備因數量有限導致課堂協作效率較低。在校園生活場景中，多名受訪學生提及食堂存在食物浪費現象，有學生觀察到“營養搭配單一的菜品剩余量明顯偏高”，希望利用AI技術優化配餐方案。
姜皓昱進一步調研發現，該校食堂日均剩餐量較大，主要源于食譜設計與學生口味及營養需求的錯配。基于此痛點，其提出構建“智膳優化系統”創新方案，通過多模態數據分析實現動態膳食管理。該系統整合三大模塊：其一，在餐盤回收區部署智能視覺終端，利用輕量化圖像識別模型，自動識別剩餐種類與重量，同步關聯當日食譜數據；其二，結合學生健康手環采集的體測指標及就診記錄，建立個性化營養需求模型；其三，通過聯邦學習技術在不采集個人信息前提下，分析剩餐數據與體質數據的相關性，動態生成“三色預警食譜”——紅色標注高剩餐率菜品，黃色提示營養失衡組合，綠色推薦廣受歡迎且符合健康標準的搭配方案。
該方案創新性體現為“雙閉環”機制：在短期運營層面，系統每周自動生成《剩餐歸因報告》并推送至后勤部門，指導食材采購與菜單調整；在長期策略層面，基于歷史數據訓練營養推薦算法，為不同年齡段學生提供定制化餐單（如為肥胖傾向學生增加高蛋白低GI食材占比），同時通過食堂屏幕實時展示“光盤積分榜”，增強學生節約意識。技術實現上采用邊緣計算架構，利用學校現有安防攝像頭作為數據采集節點，以本地化部署保障隱私安全，整體改造成本控制在5萬元以內。姜皓昱表示，此項設計既響應國務院《反食品浪費工作方案》要求，又契合教育部“AI+教育”試點中關于智慧校園建設的指導方向，計劃聯合該校雅正少年科學院開展試點，探索可復制的校園餐飲優化范式。
