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數字化賦能

AI進教室 課堂“活”起來

葉曉楠 倪卓遙 華伊然
2024年07月30日09:29 | 來源:人民網-《人民日報海外版》
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  數學課上,智能筆的運用提高了幾何作圖的准確度和輔助線的清晰度,縮短了課堂作圖時間﹔英語課上,學生手持答題器朗讀,系統即時分析語音、語法准確度,並提供個性化改進建議,教師在終端同步獲取學生測評報告﹔操場上,借助學生佩戴的臂帶設備,操場大屏可實時顯示學生健康狀況……當前,國家教育數字化戰略行動正扎實推進,各級各類學校積極探索智慧校園建設,開辟教育新形態,提升師生數字素養,讓教育插上數字翅膀。

  AI助力個性化教學

  “快看!‘小飛’和我互動了!”在江蘇省無錫市太湖格致中學的人工智能實驗室裡,學生們在老師的指導下操控平板電腦進行編程,看到“小飛”智能機器人依據指令完成操作程序指定的動作。憨態可掬的“小飛”機器人根據設定的結果,露出“酷酷”“茫然”等各種不同的表情。

  隨著5G、人工智能等技術在教育領域不斷深入應用,智能分析系統、個性化推薦算法等先進技術讓課堂“活”起來,全新的教學場景讓學習不只是聽講,還能幫助培養學生觀察思考、解決問題、表達觀點的能力,學生們從接收知識的“聽課者”轉變為參與實踐的“創想家”,有效提升了學生的創新意識、創新能力和科學素養。AI+大數據,正在不斷推動個性化教學。

  近年來,無錫經開區在“AI+教育”方面不斷努力,探索科技育人新模式。據介紹,2021年,無錫經開區全面引入人工智能課程,針對小學、初中不同學段,開設“AI神奇動物”“超級工程師”等8門人工智能普及課程。

  “課前,資源中心的海量優質素材支持我們更高效的備課﹔課上,通過智慧平板,老師們可以發布各種有趣的小訓練,活躍課堂氛圍的同時還能實時收集學生的學情數據,及時調整課堂教學節奏。”太湖格致中學語文組老師董秀琴在接受採訪時說,“智慧課堂為教與學帶來了更多新的可能。”

  “學校一直不斷探索人工智能教育的新模式和新方法,構建人工智能教育生態圈,打造了一支專業的教師隊伍,為學生提供有趣的人工智能課程和實踐機會。”太湖格致中學校長王萬萌表示,“在科技創新競賽、機器人競賽、創意編程與設計競賽中,格致學子多次榮獲國家級、省級科技獎項。”

  智慧課堂是智慧校園建設的核心環節。無錫市東絳實驗學校全力打造智慧課堂,在雲端平台的支撐下,老師和學生通過平板互聯互通,深入教學全場景,備、教、批、輔形成了精准的教學閉環。

  東絳實驗學校副校長陳秋曉表示:“以往的課堂評講,很難讓同學們看到彼此的答題情況,現在,學生們可以利用平板及時拍照上傳,我們就可以實時精准反饋、調整課堂進度。”

  據了解,無錫市教育局於2024年3月印發了《無錫市推進中小學人工智能教育工作方案》,明確提出了推進中小學人工智能教育工作的總體要求、工作目標、主要任務和保障措施,並於6月舉辦了“人工智能進課堂”(學前組)優質課評比活動,鼓勵教師探索生成式人工智能、人形機器人等在教育教學中的應用,實現教育與技術的有機融合。按照該方案,到2026年底,無錫市將構建人工智能典型校園應用場景10個,建設高水平人工智能實驗室20間,認定人工智能教育重點學校30所,開發人工智能教育優質課程40門,培訓人工智能教育師資超500人次。

  當人工智能遇上傳統書法,會是一種怎樣的體驗?

  日前,湖北省武漢市東湖高新區光谷十八小的一個書法課堂玩出了新花樣,學生們通過智能設備與“AI教師”互動,體驗了一場別開生面的書法課程:“AI教師”利用先進的圖像識別技術,實時分析學生的筆跡,提供個性化的指導和建議。學生們在AI的輔助下,不僅能夠快速掌握書法的基本技巧,還能在練習中不斷進步,提高書法水平。

  近年來,東湖高新區大力推進人工智能與教育深度融合,區內學校人工智能教學設施投放量、人工智能課程開設數量與類型、師生數字素養等日益提高。目前,“AI智慧書法課堂”系統已在東湖高新區的光谷十八小、花城小學投入使用。

  AI也在賦能體育課堂,助力學生健康成長。在光谷四小的體育課上,操場上AI智能體測系統的大屏上面滾動顯示孩子們的姓名、成績等信息,而在室內操作后台則可以看到各個班級的體測成績綜合評分、排名、及格率等數據。在AI技術的助力下,傳統的“筆+紙”記錄方式已經從體育課上消失,體育課堂變得更加高效和有趣。

  據了解,AI智能體測系統是武漢東湖高新區國家智能社會治理實驗綜合基地“智慧教育社會實驗”項目的一部分。北京大學武漢人工智能研究院副院長呂鵬向本報介紹,該系統綜合運用物聯攝像頭、機器視覺、運動視覺算法、大數據分析等技術,自動完成學生體育和健康數據的採集,實現對學生體質檢測的自主化、自助化、常態化,形成學生的體質健康數字畫像。隨著應用的深入,該系統未來還將支撐東湖高新區學生個體評價和群體評價,助力全過程體育素質管理。

  數據賦能校園治理

  “橫坐標不變,將縱坐標變為原來的3倍……”在北京師范大學附屬實驗中學的課堂上,老師正在認真講解,學生們全神貫注地聆聽。與此同時,通過網絡連接的另一端,生病在家的學生也能實時同步參與課堂。

  “學生線上請假、教師線上批假、授權遠程看課、假期結束后權限自動收回、主題數據報告自動推送,這一系列流程如今都能在線上請假系統完成。”北京師范大學附屬實驗中學校長李曉輝向本報介紹。

  據介紹,北京師范大學附屬實驗中學的數字化校園建設起步較早,至今已走過將近20個年頭。目前,學校已建成“雲平台+數據中台+SaaS(軟件即服務)應用+教育數據服務”第四代智慧校園應用和教育數據服務體系,從網絡和信息安全夯實、硬件設施設備配置、智慧空間環境構建,到數智校園應用軟實力深化推進、教學模式融合創新、學習資源個性化供給以及教育數據精准服務等多個維度,不斷提升校園信息化的綜合支撐與服務能力。

  除了實時掌握學生的個體情況,教師日常的教研活動也更加靈活化便捷化。北京師范大學附屬實驗中學的OMO(線上線下結合)智聯教室內配備了線上線下遠程互動、觸控教學一體機等硬件設備,老師可以輕鬆切換線上線下的教學模式,實時錄制課堂內容、下載分享板書記錄、反復操作虛擬實驗……運用智慧教室的智能工具最大程度發揮課堂資源的效用。線上聽評課系統還能實現課程內容可回溯,聽課評課可在線,優秀資源可集合,教師可以結合自己的實際情況進行碎片化的自主學習,形成“教—學—研”一體化的工作流,這不僅對教師的專業成長、業務提升提供了良好的渠道,也不斷擴展了數字技術在教學中的支持能力。

  伴隨大容量課程供給、師生雙向多元選擇的實際需要,該校還對選課系統進行了升級。在選課過程中,管理員能對選課進程進行監控,根據情況動態調整課程。選課結束后,系統還會自動輸出多維度選課報告,便於管理者進行選課分析和組織分班。

  依托數據中台、雲計算、互聯網架構等技術賦能,選課服務實現了計算資源隨時動態增加,系統的高並發能力大大增加。“大部分學生從選課開始到完成隻用了不到1分鐘,實現了選課無延遲、零卡頓。”主管該校信息化工作的黨委書記陳國才說,通過數據中台的搭建和應用,智慧校園系統能最大程度發揮數據集合同步的效用,為教師、學生處、校醫、財務等多主體提供有力支持,形成“管理—應用—服務”的一體化工作流,這不僅提高了師生使用數字化系統的效率,也增強了他們在使用數字化技術時的獲得感。

  像北京師范大學附屬實驗中學一樣,眾多學校正著眼教育大數據賦能教育教學改革,充分發揮數據對智慧校園的支撐作用。

  智慧校園的應用,還體現在智慧服務和智慧管理方面,通過升級校園管理服務平台,建設聯動互通的一站式綜合信息系統,更好地滿足不同崗位的需求。在河北省辛集市,114家學校食堂接入市網絡廚房系統,家長可通過手機觀看食堂洗菜、做飯等流程,了解廚房內食品操作間、餐具清洗消毒間的運轉情況,讓學校的食品加工過程更加公開透明。在浙江省嘉善縣,創新打造“校園智慧接送系統”,在城區6所學校推廣,並實現迭代升級,惠及全縣萬余名家長,使校園周邊交通高峰期通行率明顯提升。

  目前,國家教育數字化大數據中心建設已起步。“我們一方面將延展國家智慧教育平台運行監測范圍,拓展監測深度﹔另一方面要建設數據治理平台,通過各類政務數據共享,創新新生注冊、精准資助、智慧思政、校園安全等應用場景,賦能各類管理服務。”教育部科學技術與信息化司相關負責人表示。

  雲端架起共享橋梁

  近日,在寧夏回族自治區涇源縣的涇河源鎮中心小學,一場別開生面的非遺剪紙課通過在線互動課堂,連接了20公裡之外的鄉村小學。雲端架起知識共享的橋梁,讓兩地學生得以同屏共學,共享傳統文化瑰寶的魅力。屏幕兩端,學生們興奮地交流著剪紙技巧,剪刀在紙上翻飛,創意與歡樂在網線間流淌。

  數字技術的運用使得優質教育資源共享成為可能,不同地方的學校可以通過網絡共享數字課堂,即使“遠隔千裡”,也能“線上相遇”,這對於促進教研交流,加強校際合作,實現教育資源均衡化發展有重要作用。

  針對城鄉教學資源不均、師資力量短缺等問題,涇源縣依托寧夏智慧教育平台的“在線互動課堂”,以“強校帶弱校”“中心校帶村小”的教學教研模式,讓涇源縣小規模學校師生享受到優質教學資源的大餐。校際互動教學整合線上、線下兩種模式,線上通過主課堂名優教師主講,輔課堂教師輔導,突破時空限制實現同步教學﹔線下以名優教師定期走教幫扶,農村小規模學校學生前往優質學校實地學習,實現縣域內中小學優質教育資源互通共享,城鄉、校際差距不斷縮小。

  智慧課堂的實際應用離不開信息技術能力的培養。涇源縣大力開展全縣中小學教師信息技術應用能力提升全員培訓。據涇源縣教育體育局相關負責人向本報介紹,目前已培養“互聯網+教育”種子教師團隊150人、卓越教師團隊50人,全縣絕大多數教師能夠熟練運用信息化設備開展高效教學。

  涇源第四小學的教師佘艷萍是寧夏智慧教育平台的受益者,她說:“寧夏智慧教育平台不僅減輕了教師負擔,更給教師的視野插上了翅膀,助力教師的專業成長。更重要的是,智慧教育平台能夠實現優質資源共享,推進教育公平,縮小了城鄉教育差距,全面助推學生發展。”

  涇源縣教育體育局相關負責人表示,未來,涇源縣將擴大網絡帶寬,平穩實現與區市級平台無縫對接,全面應用在線教學、高清交互等新型教育教學模式。

  隨著大規模應用的持續推進,中國教育的優質數字資源覆蓋面顯著提升。近年來,中國著眼縮小區域差距,實施“慕課西部行計劃2.0”,提供19.8萬門慕課及定制化課程,服務西部高校學生5.4億人次。立足推進鄉村振興,2023年啟動首期數字支教創新試驗,為1.4萬名鄉村中小學生,送去科普、藝術類等課程2500多節。如今,位於上海的華東師范大學志願者,可以通過平台與幾千裡之外的雲南省的小學生,共同體驗傳統文化、感知科技前沿、交流內心世界。

  數字教育,正在讓更多優質資源突破時空、聯通城鄉、跨越山海。

(責編:袁菡苓、章華維)

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