淮北市杜集区第一实验小学AI教育应用调研报告
2025年6月29日，淮北师范大学2023级数据科学与大数据技术一班学生姜皓昱在淮北市杜集区第一实验小学校门口开展人工智能教育应用专项调研。通过采访多名学生，姜皓昱了解到该校已部署智能作业批改、AI课堂行为分析、人脸识别门禁等基础应用，但在实际运行中仍存在文科评价机械化、设备资源共享效率低等问题。有五年级学生反映，作文AI批改系统常将创新性比喻误判为“偏离主题”，而科学课VR设备因数量有限导致课堂协作效率较低。在校园生活场景中，多名受访学生提及食堂存在食物浪费现象，有学生观察到“营养搭配单一的菜品剩余量明显偏高”，希望利用AI技术优化配餐方案。
姜皓昱进一步调研发现，该校食堂日均剩餐量较大，主要源于食谱设计与学生口味及营养需求的错配。基于此痛点，其提出构建“智膳优化系统”创新方案，通过多模态数据分析实现动态膳食管理。该系统整合三大模块：其一，在餐盘回收区部署智能视觉终端，利用轻量化图像识别模型，自动识别剩餐种类与重量，同步关联当日食谱数据；其二，结合学生健康手环采集的体测指标及就诊记录，建立个性化营养需求模型；其三，通过联邦学习技术在不采集个人信息前提下，分析剩餐数据与体质数据的相关性，动态生成“三色预警食谱”——红色标注高剩餐率菜品，黄色提示营养失衡组合，绿色推荐广受欢迎且符合健康标准的搭配方案。
该方案创新性体现为“双闭环”机制：在短期运营层面，系统每周自动生成《剩餐归因报告》并推送至后勤部门，指导食材采购与菜单调整；在长期策略层面，基于历史数据训练营养推荐算法，为不同年龄段学生提供定制化餐单（如为肥胖倾向学生增加高蛋白低GI食材占比），同时通过食堂屏幕实时展示“光盘积分榜”，增强学生节约意识。技术实现上采用边缘计算架构，利用学校现有安防摄像头作为数据采集节点，以本地化部署保障隐私安全，整体改造成本控制在5万元以内。姜皓昱表示，此项设计既响应国务院《反食品浪费工作方案》要求，又契合教育部“AI+教育”试点中关于智慧校园建设的指导方向，计划联合该校雅正少年科学院开展试点，探索可复制的校园餐饮优化范式。
