4月8日，浙江省建德市明珠小學勵珠機器人社團的學生在科學老師指導下，正在體驗操作“九宮機器人”。 寧文武攝（人民視覺）
圖為寧夏回族自治區(qū)涇源縣城關(guān)第一小學的智慧書法課堂教學。 資料圖片
圖為江蘇省無錫市太湖格致中學以校園定點引導型機器人為主題，開展人工智能課堂教學。 顧曉驊攝
7月19日，在安徽省淮北市圖書館AI智能廳，孩子們正在與“詩仙李白”進行互動。 李 鑫攝（人民視覺）
數(shù)學課上，智能筆的運用提高了幾何作圖的準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(tǒng)即時分析語音、語法準確度，并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(shè)備，操場大屏可實時顯示學生健康狀況……當前，國家教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動正扎實推進，各級各類學校積極探索智慧校園建設(shè)，開辟教育新形態(tài)，提升師生數(shù)字素養(yǎng)，讓教育插上數(shù)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里，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(jù)指令完成操作程序指定的動作。憨態(tài)可掬的“小飛”機器人根據(jù)設(shè)定的結(jié)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(shù)在教育領(lǐng)域不斷深入應用，智能分析系統(tǒng)、個性化推薦算法等先進技術(shù)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(yǎng)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(zhuǎn)變?yōu)閰⑴c實踐的“創(chuàng)想家”，有效提升了學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和科學素養(yǎng)。AI+大數(shù)據(jù)，正在不斷推動個性化教學。
近年來，無錫經(jīng)開區(qū)在“AI+教育”方面不斷努力，探索科技育人新模式。據(jù)介紹，2021年，無錫經(jīng)開區(qū)全面引入人工智能課程，針對小學、初中不同學段，開設(shè)“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(yōu)質(zhì)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(fā)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(shù)據(jù)，及時調(diào)整課堂教學節(jié)奏。”太湖格致中學語文組老師董秀琴在接受采訪時說，“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(gòu)建人工智能教育生態(tài)圈，打造了一支專業(yè)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(chuàng)新競賽、機器人競賽、創(chuàng)意編程與設(shè)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(shè)的核心環(huán)節(jié)。無錫市東絳實驗學校全力打造智慧課堂，在云端平臺的支撐下，老師和學生通過平板互聯(lián)互通，深入教學全場景，備、教、批、輔形成了精準的教學閉環(huán)。
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(xiàn)在，學生們可以利用平板及時拍照上傳，我們就可以實時精準反饋、調(diào)整課堂進度。”
據(jù)了解，無錫市教育局于2024年3月印發(fā)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，并于6月舉辦了“人工智能進課堂”（學前組）優(yōu)質(zhì)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(xiàn)教育與技術(shù)的有機融合。按照該方案，到2026年底，無錫市將構(gòu)建人工智能典型校園應用場景10個，建設(shè)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(fā)人工智能教育優(yōu)質(zhì)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(tǒng)書法，會是一種怎樣的體驗？
日前，湖北省武漢市東湖高新區(qū)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(shè)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(shù)，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(qū)大力推進人工智能與教育深度融合，區(qū)內(nèi)學校人工智能教學設(shè)施投放量、人工智能課程開設(shè)數(shù)量與類型、師生數(shù)字素養(yǎng)等日益提高。目前，“AI智慧書法課堂”系統(tǒng)已在東湖高新區(qū)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(tǒng)的大屏上面滾動顯示孩子們的姓名、成績等信息，而在室內(nèi)操作后臺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(shù)據(jù)。在AI技術(shù)的助力下，傳統(tǒng)的“筆+紙”記錄方式已經(jīng)從體育課上消失，體育課堂變得更加高效和有趣。
據(jù)了解，AI智能體測系統(tǒng)是武漢東湖高新區(qū)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(tǒng)綜合運用物聯(lián)攝像頭、機器視覺、運動視覺算法、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，自動完成學生體育和健康數(shù)據(jù)的采集，實現(xiàn)對學生體質(zhì)檢測的自主化、自助化、常態(tài)化，形成學生的體質(zhì)健康數(shù)字畫像。隨著應用的深入，該系統(tǒng)未來還將支撐東湖高新區(qū)學生個體評價和群體評價，助力全過程體育素質(zhì)管理。
數(shù)據(jù)賦能校園治理
“橫坐標不變，將縱坐標變?yōu)樵瓉淼?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?nèi)褙炞⒌伛雎?。與此同時，通過網(wǎng)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(quán)遠程看課、假期結(jié)束后權(quán)限自動收回、主題數(shù)據(jù)報告自動推送，這一系列流程如今都能在線上請假系統(tǒng)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(jù)介紹，北京師范大學附屬實驗中學的數(shù)字化校園建設(shè)起步較早，至今已走過將近20個年頭。目前，學校已建成“云平臺+數(shù)據(jù)中臺+SaaS（軟件即服務）應用+教育數(shù)據(jù)服務”第四代智慧校園應用和教育數(shù)據(jù)服務體系，從網(wǎng)絡和信息安全夯實、硬件設(shè)施設(shè)備配置、智慧空間環(huán)境構(gòu)建，到數(shù)智校園應用軟實力深化推進、教學模式融合創(chuàng)新、學習資源個性化供給以及教育數(shù)據(jù)精準服務等多個維度，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(jié)合）智聯(lián)教室內(nèi)配備了線上線下遠程互動、觸控教學一體機等硬件設(shè)備，老師可以輕松切換線上線下的教學模式，實時錄制課堂內(nèi)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(fā)揮課堂資源的效用。線上聽評課系統(tǒng)還能實現(xiàn)課程內(nèi)容可回溯，聽課評課可在線，優(yōu)秀資源可集合，教師可以結(jié)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(yè)成長、業(yè)務提升提供了良好的渠道，也不斷擴展了數(shù)字技術(shù)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(tǒng)進行了升級。在選課過程中，管理員能對選課進程進行監(jiān)控，根據(jù)情況動態(tài)調(diào)整課程。選課結(jié)束后，系統(tǒng)還會自動輸出多維度選課報告，便于管理者進行選課分析和組織分班。
依托數(shù)據(jù)中臺、云計算、互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)等技術(shù)賦能，選課服務實現(xiàn)了計算資源隨時動態(tài)增加，系統(tǒng)的高并發(fā)能力大大增加。“大部分學生從選課開始到完成只用了不到1分鐘，實現(xiàn)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(shù)據(jù)中臺的搭建和應用，智慧校園系統(tǒng)能最大程度發(fā)揮數(shù)據(jù)集合同步的效用，為教師、學生處、校醫(yī)、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(shù)字化系統(tǒng)的效率，也增強了他們在使用數(shù)字化技術(shù)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(shù)據(jù)賦能教育教學改革，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)對智慧校園的支撐作用。
智慧校園的應用，還體現(xiàn)在智慧服務和智慧管理方面，通過升級校園管理服務平臺，建設(shè)聯(lián)動互通的一站式綜合信息系統(tǒng)，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(wǎng)絡廚房系統(tǒng)，家長可通過手機觀看食堂洗菜、做飯等流程，了解廚房內(nèi)食品操作間、餐具清洗消毒間的運轉(zhuǎn)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(chuàng)新打造“校園智慧接送系統(tǒng)”，在城區(qū)6所學校推廣，并實現(xiàn)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(shù)字化大數(shù)據(jù)中心建設(shè)已起步。“我們一方面將延展國家智慧教育平臺運行監(jiān)測范圍，拓展監(jiān)測深度；另一方面要建設(shè)數(shù)據(jù)治理平臺，通過各類政務數(shù)據(jù)共享，創(chuàng)新新生注冊、精準資助、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(shù)與信息化司相關(guān)負責人表示。
云端架起共享橋梁
近日，在寧夏回族自治區(qū)涇源縣的涇河源鎮(zhèn)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公里之外的鄉(xiāng)村小學。云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(tǒng)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(chuàng)意與歡樂在網(wǎng)線間流淌。
數(shù)字技術(shù)的運用使得優(yōu)質(zhì)教育資源共享成為可能，不同地方的學?？梢酝ㄟ^網(wǎng)絡共享數(shù)字課堂，即使“遠隔千里”，也能“線上相遇”，這對于促進教研交流，加強校際合作，實現(xiàn)教育資源均衡化發(fā)展有重要作用。
針對城鄉(xiāng)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臺的“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(guī)模學校師生享受到優(yōu)質(zhì)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(yōu)教師主講，輔課堂教師輔導，突破時空限制實現(xiàn)同步教學；線下以名優(yōu)教師定期走教幫扶，農(nóng)村小規(guī)模學校學生前往優(yōu)質(zhì)學校實地學習，實現(xiàn)縣域內(nèi)中小學優(yōu)質(zhì)教育資源互通共享，城鄉(xiāng)、校際差距不斷縮小。
智慧課堂的實際應用離不開信息技術(shù)能力的培養(yǎng)。涇源縣大力開展全縣中小學教師信息技術(shù)應用能力提升全員培訓。據(jù)涇源縣教育體育局相關(guān)負責人向本報介紹，目前已培養(yǎng)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”種子教師團隊150人、卓越教師團隊50人，全縣絕大多數(shù)教師能夠熟練運用信息化設(shè)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臺的受益者，她說：“寧夏智慧教育平臺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(yè)成長。更重要的是，智慧教育平臺能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源共享，推進教育公平，縮小了城鄉(xiāng)教育差距，全面助推學生發(fā)展。”
涇源縣教育體育局相關(guān)負責人表示，未來，涇源縣將擴大網(wǎng)絡帶寬，平穩(wěn)實現(xiàn)與區(qū)市級平臺無縫對接，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(guī)模應用的持續(xù)推進，中國教育的優(yōu)質(zhì)數(shù)字資源覆蓋面顯著提升。近年來，中國著眼縮小區(qū)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(xiāng)村振興，2023年啟動首期數(shù)字支教創(chuàng)新試驗，為1.4萬名鄉(xiāng)村中小學生，送去科普、藝術(shù)類等課程2500多節(jié)。如今，位于上海的華東師范大學志愿者，可以通過平臺與幾千里之外的云南省的小學生，共同體驗傳統(tǒng)文化、感知科技前沿、交流內(nèi)心世界。
數(shù)字教育，正在讓更多優(yōu)質(zhì)資源突破時空、聯(lián)通城鄉(xiāng)、跨越山海。
