AI进教室 课堂“活”起来

发布时间:2024-12-05 12:48:36 来源: sp20241205

4月8日,浙江省建德市明珠小学励珠机器人社团的学生在科学老师指导下,正在体验操作“九宫机器人”。 宁文武摄(人民视觉)

图为宁夏回族自治区泾源县城关第一小学的智慧书法课堂教学。 资料图片

图为江苏省无锡市太湖格致中学以校园定点引导型机器人为主题,开展人工智能课堂教学。 顾晓骅摄

7月19日,在安徽省淮北市图书馆AI智能厅,孩子们正在与“诗仙李白”进行互动。 李 鑫摄(人民视觉)

数学课上,智能笔的运用提高了几何作图的准确度和辅助线的清晰度,缩短了课堂作图时间;英语课上,学生手持答题器朗读,系统即时分析语音、语法准确度,并提供个性化改进建议,教师在终端同步获取学生测评报告;操场上,借助学生佩戴的臂带设备,操场大屏可实时显示学生健康状况……当前,国家教育数字化战略行动正扎实推进,各级各类学校积极探索智慧校园建设,开辟教育新形态,提升师生数字素养,让教育插上数字翅膀。

AI助力个性化教学

“快看!‘小飞’和我互动了!”在江苏省无锡市太湖格致中学的人工智能实验室里,学生们在老师的指导下操控平板电脑进行编程,看到“小飞”智能机器人依据指令完成操作程序指定的动作。憨态可掬的“小飞”机器人根据设定的结果,露出“酷酷”“茫然”等各种不同的表情。

随着5G、人工智能等技术在教育领域不断深入应用,智能分析系统、个性化推荐算法等先进技术让课堂“活”起来,全新的教学场景让学习不只是听讲,还能帮助培养学生观察思考、解决问题、表达观点的能力,学生们从接收知识的“听课者”转变为参与实践的“创想家”,有效提升了学生的创新意识、创新能力和科学素养。AI+大数据,正在不断推动个性化教学。

近年来,无锡经开区在“AI+教育”方面不断努力,探索科技育人新模式。据介绍,2021年,无锡经开区全面引入人工智能课程,针对小学、初中不同学段,开设“AI神奇动物”“超级工程师”等8门人工智能普及课程。

“课前,资源中心的海量优质素材支持我们更高效的备课;课上,通过智慧平板,老师们可以发布各种有趣的小训练,活跃课堂氛围的同时还能实时收集学生的学情数据,及时调整课堂教学节奏。”太湖格致中学语文组老师董秀琴在接受采访时说,“智慧课堂为教与学带来了更多新的可能。”

“学校一直不断探索人工智能教育的新模式和新方法,构建人工智能教育生态圈,打造了一支专业的教师队伍,为学生提供有趣的人工智能课程和实践机会。”太湖格致中学校长王万萌表示,“在科技创新竞赛、机器人竞赛、创意编程与设计竞赛中,格致学子多次荣获国家级、省级科技奖项。”

智慧课堂是智慧校园建设的核心环节。无锡市东绛实验学校全力打造智慧课堂,在云端平台的支撑下,老师和学生通过平板互联互通,深入教学全场景,备、教、批、辅形成了精准的教学闭环。

东绛实验学校副校长陈秋晓表示:“以往的课堂评讲,很难让同学们看到彼此的答题情况,现在,学生们可以利用平板及时拍照上传,我们就可以实时精准反馈、调整课堂进度。”

据了解,无锡市教育局于2024年3月印发了《无锡市推进中小学人工智能教育工作方案》,明确提出了推进中小学人工智能教育工作的总体要求、工作目标、主要任务和保障措施,并于6月举办了“人工智能进课堂”(学前组)优质课评比活动,鼓励教师探索生成式人工智能、人形机器人等在教育教学中的应用,实现教育与技术的有机融合。按照该方案,到2026年底,无锡市将构建人工智能典型校园应用场景10个,建设高水平人工智能实验室20间,认定人工智能教育重点学校30所,开发人工智能教育优质课程40门,培训人工智能教育师资超500人次。

当人工智能遇上传统书法,会是一种怎样的体验?

日前,湖北省武汉市东湖高新区光谷十八小的一个书法课堂玩出了新花样,学生们通过智能设备与“AI教师”互动,体验了一场别开生面的书法课程:“AI教师”利用先进的图像识别技术,实时分析学生的笔迹,提供个性化的指导和建议。学生们在AI的辅助下,不仅能够快速掌握书法的基本技巧,还能在练习中不断进步,提高书法水平。

近年来,东湖高新区大力推进人工智能与教育深度融合,区内学校人工智能教学设施投放量、人工智能课程开设数量与类型、师生数字素养等日益提高。目前,“AI智慧书法课堂”系统已在东湖高新区的光谷十八小、花城小学投入使用。

AI也在赋能体育课堂,助力学生健康成长。在光谷四小的体育课上,操场上AI智能体测系统的大屏上面滚动显示孩子们的姓名、成绩等信息,而在室内操作后台则可以看到各个班级的体测成绩综合评分、排名、及格率等数据。在AI技术的助力下,传统的“笔+纸”记录方式已经从体育课上消失,体育课堂变得更加高效和有趣。

据了解,AI智能体测系统是武汉东湖高新区国家智能社会治理实验综合基地“智慧教育社会实验”项目的一部分。北京大学武汉人工智能研究院副院长吕鹏向本报介绍,该系统综合运用物联摄像头、机器视觉、运动视觉算法、大数据分析等技术,自动完成学生体育和健康数据的采集,实现对学生体质检测的自主化、自助化、常态化,形成学生的体质健康数字画像。随着应用的深入,该系统未来还将支撑东湖高新区学生个体评价和群体评价,助力全过程体育素质管理。

数据赋能校园治理

“横坐标不变,将纵坐标变为原来的3倍……”在北京师范大学附属实验中学的课堂上,老师正在认真讲解,学生们全神贯注地聆听。与此同时,通过网络连接的另一端,生病在家的学生也能实时同步参与课堂。

“学生线上请假、教师线上批假、授权远程看课、假期结束后权限自动收回、主题数据报告自动推送,这一系列流程如今都能在线上请假系统完成。”北京师范大学附属实验中学校长李晓辉向本报介绍。

据介绍,北京师范大学附属实验中学的数字化校园建设起步较早,至今已走过将近20个年头。目前,学校已建成“云平台+数据中台+SaaS(软件即服务)应用+教育数据服务”第四代智慧校园应用和教育数据服务体系,从网络和信息安全夯实、硬件设施设备配置、智慧空间环境构建,到数智校园应用软实力深化推进、教学模式融合创新、学习资源个性化供给以及教育数据精准服务等多个维度,不断提升校园信息化的综合支撑与服务能力。

除了实时掌握学生的个体情况,教师日常的教研活动也更加灵活化便捷化。北京师范大学附属实验中学的OMO(线上线下结合)智联教室内配备了线上线下远程互动、触控教学一体机等硬件设备,老师可以轻松切换线上线下的教学模式,实时录制课堂内容、下载分享板书记录、反复操作虚拟实验……运用智慧教室的智能工具最大程度发挥课堂资源的效用。线上听评课系统还能实现课程内容可回溯,听课评课可在线,优秀资源可集合,教师可以结合自己的实际情况进行碎片化的自主学习,形成“教—学—研”一体化的工作流,这不仅对教师的专业成长、业务提升提供了良好的渠道,也不断扩展了数字技术在教学中的支持能力。

伴随大容量课程供给、师生双向多元选择的实际需要,该校还对选课系统进行了升级。在选课过程中,管理员能对选课进程进行监控,根据情况动态调整课程。选课结束后,系统还会自动输出多维度选课报告,便于管理者进行选课分析和组织分班。

依托数据中台、云计算、互联网架构等技术赋能,选课服务实现了计算资源随时动态增加,系统的高并发能力大大增加。“大部分学生从选课开始到完成只用了不到1分钟,实现了选课无延迟、零卡顿。”主管该校信息化工作的党委书记陈国才说,通过数据中台的搭建和应用,智慧校园系统能最大程度发挥数据集合同步的效用,为教师、学生处、校医、财务等多主体提供有力支持,形成“管理—应用—服务”的一体化工作流,这不仅提高了师生使用数字化系统的效率,也增强了他们在使用数字化技术时的获得感。

像北京师范大学附属实验中学一样,众多学校正着眼教育大数据赋能教育教学改革,充分发挥数据对智慧校园的支撑作用。

智慧校园的应用,还体现在智慧服务和智慧管理方面,通过升级校园管理服务平台,建设联动互通的一站式综合信息系统,更好地满足不同岗位的需求。在河北省辛集市,114家学校食堂接入市网络厨房系统,家长可通过手机观看食堂洗菜、做饭等流程,了解厨房内食品操作间、餐具清洗消毒间的运转情况,让学校的食品加工过程更加公开透明。在浙江省嘉善县,创新打造“校园智慧接送系统”,在城区6所学校推广,并实现迭代升级,惠及全县万余名家长,使校园周边交通高峰期通行率明显提升。

目前,国家教育数字化大数据中心建设已起步。“我们一方面将延展国家智慧教育平台运行监测范围,拓展监测深度;另一方面要建设数据治理平台,通过各类政务数据共享,创新新生注册、精准资助、智慧思政、校园安全等应用场景,赋能各类管理服务。”教育部科学技术与信息化司相关负责人表示。

云端架起共享桥梁

近日,在宁夏回族自治区泾源县的泾河源镇中心小学,一场别开生面的非遗剪纸课通过在线互动课堂,连接了20公里之外的乡村小学。云端架起知识共享的桥梁,让两地学生得以同屏共学,共享传统文化瑰宝的魅力。屏幕两端,学生们兴奋地交流着剪纸技巧,剪刀在纸上翻飞,创意与欢乐在网线间流淌。

数字技术的运用使得优质教育资源共享成为可能,不同地方的学校可以通过网络共享数字课堂,即使“远隔千里”,也能“线上相遇”,这对于促进教研交流,加强校际合作,实现教育资源均衡化发展有重要作用。

针对城乡教学资源不均、师资力量短缺等问题,泾源县依托宁夏智慧教育平台的“在线互动课堂”,以“强校带弱校”“中心校带村小”的教学教研模式,让泾源县小规模学校师生享受到优质教学资源的大餐。校际互动教学整合线上、线下两种模式,线上通过主课堂名优教师主讲,辅课堂教师辅导,突破时空限制实现同步教学;线下以名优教师定期走教帮扶,农村小规模学校学生前往优质学校实地学习,实现县域内中小学优质教育资源互通共享,城乡、校际差距不断缩小。

智慧课堂的实际应用离不开信息技术能力的培养。泾源县大力开展全县中小学教师信息技术应用能力提升全员培训。据泾源县教育体育局相关负责人向本报介绍,目前已培养“互联网+教育”种子教师团队150人、卓越教师团队50人,全县绝大多数教师能够熟练运用信息化设备开展高效教学。

泾源第四小学的教师佘艳萍是宁夏智慧教育平台的受益者,她说:“宁夏智慧教育平台不仅减轻了教师负担,更给教师的视野插上了翅膀,助力教师的专业成长。更重要的是,智慧教育平台能够实现优质资源共享,推进教育公平,缩小了城乡教育差距,全面助推学生发展。”

泾源县教育体育局相关负责人表示,未来,泾源县将扩大网络带宽,平稳实现与区市级平台无缝对接,全面应用在线教学、高清交互等新型教育教学模式。

随着大规模应用的持续推进,中国教育的优质数字资源覆盖面显著提升。近年来,中国着眼缩小区域差距,实施“慕课西部行计划2.0”,提供19.8万门慕课及定制化课程,服务西部高校学生5.4亿人次。立足推进乡村振兴,2023年启动首期数字支教创新试验,为1.4万名乡村中小学生,送去科普、艺术类等课程2500多节。如今,位于上海的华东师范大学志愿者,可以通过平台与几千里之外的云南省的小学生,共同体验传统文化、感知科技前沿、交流内心世界。

数字教育,正在让更多优质资源突破时空、联通城乡、跨越山海。

(责编:李依环、郝孟佳)