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數(shù)字技術(shù)催生哪些教育新場景

發(fā)布時間:2024-11-02 作者:本報記者黃璐璐、田玉采訪整理 來源:中國教育報

  第84屆教育裝備展示會全面展示了科技創(chuàng)新在各學(xué)段教育領(lǐng)域的應(yīng)用,包括實驗設(shè)備、信息化教學(xué)軟件、STEAM教學(xué)設(shè)備等。當(dāng)前,智能技術(shù)在學(xué)校有哪些新應(yīng)用,如何與教育教學(xué)場景融合?讓我們一起走進教裝展,了解當(dāng)前智能技術(shù)在校園的應(yīng)用新場景。

  場景1 虛擬學(xué)科分班帶來高效學(xué)習(xí)

  基于數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)教學(xué)、分層作業(yè)已經(jīng)在學(xué)校教學(xué)中見怪不怪,如何更好地輔助學(xué)生提升學(xué)習(xí)成效?特別是高中階段,時間緊迫,提升學(xué)生學(xué)科學(xué)習(xí)效率成為學(xué)校教學(xué)的關(guān)鍵任務(wù)之一。

  當(dāng)前,在大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能技術(shù)支持下的“學(xué)科虛擬分班”在高中慢慢普及。通過智能技術(shù)與設(shè)備,教師可以準(zhǔn)確獲取學(xué)生個體學(xué)科知識圖譜,以圖譜為依據(jù),在行政班的基礎(chǔ)上,各個學(xué)科再劃分虛擬的“靶向班”,比如“基礎(chǔ)知識夯實班”“知識點提升班”等。

  學(xué)科虛擬分班后,教師通過查看數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、應(yīng)用數(shù)據(jù),為提升班級學(xué)科整體成績和個體學(xué)生成績都有了清晰的方向。

  在補弱環(huán)節(jié),教師通過把具有相同問題特征的學(xué)生建立虛擬“靶向班”,向?qū)W生推送有針對性的知識微課和訓(xùn)練習(xí)題,實現(xiàn)精準(zhǔn)補弱。對于培優(yōu),教師則通過平臺展示的學(xué)生個體學(xué)科知識圖譜,重點查看用紅色標(biāo)記的薄弱知識點部分,再用平臺提供的變式題推送實現(xiàn)精準(zhǔn)投喂。

  場景2 人機交互技術(shù)輔助科學(xué)教育

  在傳統(tǒng)的地理教學(xué)中,學(xué)生往往只能依賴地圖或地球儀等來理解地形地貌分布,遇到復(fù)雜問題時,全靠頭腦想象,無法實際操作。那么,如何讓學(xué)生更好地理解地理知識呢?

  本屆教裝展,融入AR技術(shù)和傳感技術(shù)的沙盤系統(tǒng)引起了參觀者的注意。該系統(tǒng)包括中部平面屏幕顯示區(qū)域和底部沙盤互動區(qū),創(chuàng)新人機交互技術(shù),將數(shù)字信息、三維虛擬模型精確地疊加顯示到實景。系統(tǒng)能夠即時識別投影區(qū)互動沙盤形態(tài),依據(jù)沙盤變化,將不同的地勢地貌形態(tài)通過虛擬投影真實展示,同時通過平面屏幕顯示,形成立體與平面的呼應(yīng)和交互設(shè)計。如借助沙盤,教師可引導(dǎo)學(xué)生任意堆積各種山體,直觀地觀察山體不同部位等高線、等值線變化。該系統(tǒng)還能實時捕捉沙盤動態(tài)變化,自動生成3D模型文件,為學(xué)生學(xué)習(xí)地理知識提供了友好的互動平臺。

  該技術(shù)科研人員表示,融入AR技術(shù)和傳感技術(shù)的系統(tǒng)可以根據(jù)教學(xué)需求,從而研發(fā)不同知識應(yīng)用場景,為科學(xué)教育提供新模式。

  場景3 STEAM教學(xué)凸顯學(xué)生綜合能力

  中國人有種菜的天賦,甚至已經(jīng)把菜種到了太空。在中國空間站“太空菜園”,航天員精心設(shè)計裝置,使太空中的植物也收獲了喜人的長勢,并開展“從種子到種子”的全生命周期培養(yǎng)研究。

  現(xiàn)在,學(xué)生在地球上也可以體驗太空種植了。以中國空間站為原型,將生物技術(shù)與工程控制技術(shù)有機結(jié)合,實現(xiàn)了模擬外太空生存環(huán)境。學(xué)生可以自己動手利用計算機編程,調(diào)節(jié)環(huán)境溫度、濕度、二氧化碳濃度、光照度等技術(shù)參數(shù),實時監(jiān)測植物生長環(huán)境,觀察不同條件下植物的生長狀況,并學(xué)習(xí)太空育種、生態(tài)艙設(shè)計等相關(guān)知識。在此過程中,學(xué)生不僅增進了對于太空知識的了解,還提升了計算思維和創(chuàng)新能力。

  近幾年,STEAM教育模式備受學(xué)校關(guān)注,并通過整合項目式學(xué)習(xí)、跨學(xué)科教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生問題解決能力,“太空種植”就是STEAM教育數(shù)字技術(shù)應(yīng)用的生動體現(xiàn)。

  場景4 “云證照”層層保護信息安全

  無論你在何處,只需用手機拍攝一張個人照片上傳至“云證照”人工智能圖像處理服務(wù)平臺,系統(tǒng)根據(jù)要求,自動完成背景替換、尺寸裁切、膚色調(diào)整等功能,幾秒鐘之內(nèi)就可以拿到符合要求的證件照。

  大學(xué)畢業(yè)生的圖像信息是學(xué)歷證書上極具辨識度的重要信息,也是學(xué)歷證書電子注冊不可缺少的組成部分。因此,安全性極為重要。安全智拍系統(tǒng)依托人工智能圖像處理技術(shù),融合了公安部權(quán)威人證比對技術(shù),通過人臉識別、人證比對、人像比對等先進的技術(shù)手段,為院校及學(xué)生實現(xiàn)從圖像采集、人工智能圖像標(biāo)準(zhǔn)化、身份核驗到照片沖洗制作、證書印制的一站式服務(wù)。該技術(shù)已廣泛應(yīng)用到校園卡、學(xué)生證、畢業(yè)證等各種電子證件的制作中,極大地簡化了學(xué)校學(xué)生圖像采集及管理工作,而且通過多層級智能識別,確保圖像信息安全。

  不僅如此,當(dāng)前該技術(shù)不斷與課堂教學(xué)分析、心理健康教育等場景加強融合應(yīng)用,如通過學(xué)生圖像微表情觀察等,開展有針對性、個性化心理健康教育。此外,該技術(shù)還可在基礎(chǔ)教育、中職中專、高等教育等多個教育階段,根據(jù)不同教學(xué)需求,以圖像為切入點,收集學(xué)生數(shù)據(jù)信息、描繪學(xué)生成長畫像,顯著提升學(xué)校管理工作效率與質(zhì)量。

  場景5 RFID技術(shù)助力校園資產(chǎn)管理

  RFID(射頻識別)技術(shù)對很多學(xué)校和科技企業(yè)來說并不陌生,這種技術(shù)最早用于高校圖書館管理,即于閱讀器與標(biāo)簽之間進行非接觸式的數(shù)據(jù)通信,從而識別目標(biāo)。

  當(dāng)前,中小學(xué)各學(xué)科實驗室在管理上存在諸多共性問題,比如缺少專職管理員、各類數(shù)據(jù)統(tǒng)計不清晰、危化品使用無法做到閉環(huán)監(jiān)管等。學(xué)校資產(chǎn)管理難度大,影響實驗教學(xué)開展,甚至存在安全隱患,急需改進。依托RFID技術(shù),在相關(guān)儀器設(shè)備入柜后,教師和學(xué)生通過簡單掃描就可實現(xiàn)自動盤點、無接觸式借還,不僅規(guī)范了相關(guān)流程,還可生成電子檔案,便于實時監(jiān)測學(xué)校實驗室儀器的位置、數(shù)量、使用情況等。尤其是對于危化品的管理,借助該技術(shù)和設(shè)備,智能識別危化品品類,精確計量危化品用量,確保了實驗室安全。

  目前,RFID技術(shù)也廣泛應(yīng)用于校園圖書管理、身份識別等方面。

  本報記者黃璐璐、田玉采訪整理

《中國教育報》2024年11月02日 第04版

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