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科技赋能教育创新发展

2020-12-06 18:43    作者:pt游戏官网

  试想一个场景,当一位学生在查询自己的期末成绩时,他看到的不仅仅是简单的分数,还附有一份“诊断单”,通过这份报告,他可以了解到自己对学科板块知识点的掌握情况,还能看到关于优势、劣势学科的精准分析,那该有多好。

  科技正改变着人类社会的方方面面。随着大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术的迅速发展,在教育领域涌现出越来越多互联网+及人工智能公司,用技术为学校、老师和学生赋能,帮助他们解决教育中面临的各种问题。

  正如教育部科技司司长雷朝滋在最近召开的第三届中国智能教育大会上所提及的:人工智能赋能教育治理,将改变治理方式,促进教育决策的科学化和资源配置的精准化,加快形成现代化的教育公共服务体系。

  在“互联网+”时代下,特色化、创新化、个性化的教育成为教育发展的必然趋势,智慧课堂在此背景下应运而生。智慧课堂是以“互联网+”为依托,以大数据、云计算、移动终端等信息技术为支撑的高效课堂,能够基于动态学习数据分析和云、网、端的互联互通,实现教学决策合理化、评价反馈即时化、交流互动生动化和资源推送个性化,通过智慧的教与学,促进全体学生实现符合个性化成长规律的智慧发展。

  近日,在陕西省延安市洛川县的吴家庄小学,一堂有趣的“互动智慧课堂”就吸引了家长们的注意:学生只需面对眼前的“小电脑”,就能实时聆听到70公里外的丰园小学老师的讲解,有任何疑问可以随时通过网络进行提问。

  吴家庄小学位于洛川县石头镇,距离县城70公里。为了让学生体验到更好的教学,吴家庄小学和丰园小学搭建起100M互联网光纤专线,将原有的传统“触控一体机”黑板更换为“智慧黑板”,两个教室加装全套录播教室系统,并为所有学生配备平板电脑。学生可以通过智慧课堂聆听老师讲解,同时该系统也支持答疑、测评、交流等多项功能。

  “依托百兆光纤和云视讯技术,‘互动智慧课堂’可以实现远距离同步教学、师生实时反馈互动,还能让老师们进行在线教学研讨、录制课程等。完整录制的课程有利于学生在课后反复观看学习,从而打破地理鸿沟,让优势教育资源辅助偏远薄弱学校提升教育质量。”学校相关负责人介绍。互联网技术的智能、资源的海量,使处于不同学习水平的学生都能够从中获得帮助,做到针对性查漏补缺,有反馈、有分析、有解决。学生们通过智慧课堂回顾不懂的知识点,预习新内容,慢慢跟上老师的节奏,学习心态也随之改善。

  信息技术与教育教学的融合创新发展,让传统课堂教学逐步向信息化、数字化、智能化方向发展。“智慧课堂”为课堂教学的改革、创新和发展提供新的思路和方向的同时,帮助农村薄弱学校提升教育教学质量与办学水平,让更多的学生实现优质资源共享。

  智慧导学、按需供给、实现教育教学智能化……人工智能的发展正改变着人们的教育方式。从学校招生到日常管理、从选课到学生过程性数据的采集分析,人工智能帮助学校实现智能化管理,不仅提高了工作效率,也使教育管理基于数据分析实现了科学决策。

  人工智能如何赋能教育?在西安交通大学副校长郑庆华教授看来,人工智能在赋能教育方面一直有着一套清晰的逻辑,教育朝着智能化方向发展,就是将更多的例如人脸识别、图像识别、语音处理、知识图谱等技术应用到教育的管理或者服务当中,从而进一步提升知识获取的效率和质量。

  人工智能能够精准发现问题课堂和课堂问题,西安交通大学为此积极开展了研究与实践工作。据介绍,过去评价一堂课、一位老师,要先把指标体系设计好,让专家通过指标体系来评价老师的课堂以及教学质量。现在,西安交通大学运用大数据将评价模式颠倒过来,创新提出“分类—多维—融合”质量评价方法,运用深度学习算法,从课堂教学大数据中挖掘出72个课堂教学质量细粒度特征,融合成五维核心指标,突破以往单一的“结果导向”,建立分类、多维、多源评教指标体系和过程性评价方法,最终发现了5大类1626个问题课堂和12万余条课堂的具体问题,识别准确率达88%,为问题课堂和优秀课堂的识别提供了强大的技术支持。

  此外,学校利用人工智能、大数据创新全息个性画像算法,构建了学业、社团、社交、消费、上网、作息六维特征的学生画像,研制出成绩预测、生活行为异常模式发现、贫困生识别算法,通过分析挖掘学生的异常行为,及时发现厌学、疲劳等心理状态并及时干预。

  “当学习新知识时,人工智能可以将复杂的内容整理成逻辑严密的知识体系。其中,智慧导学为大家提供学习路径的规划,让我们知道从哪方面入手更快,按需供给则可以把无关的冗余信息和资源过滤掉,帮助我们少走弯路、提升学习效率。”西安交通大学电气工程学院的研二学生任梦婕说。

  根据学生特定的学习需求生成个性化、定制化学习方案,并提供沉浸式的学习体验和高度智能化的学习过程跟踪服务,人工智能加速了学生学习方式的转变,为实现个性化学习和培养创新思维注入新的活力。

  VR(虚拟现实)是多媒体技术的终极应用形式,它是计算机软硬件技术、传感技术、机器人技术、人工智能等科学领域飞速发展的结晶。人们通过戴上立体眼镜、数据手套等特制的传感设备,面对一种三维的模拟现实,便可置身于具有三维的视觉、听觉、触觉甚至嗅觉的虚拟世界。

  当VR遇上考古,又会摩擦出怎样的火花?西北大学沉浸式考古虚拟互动教学实验室运用全新的数字化考古教学系统、虚拟教学VR设备以及考古遗址三维虚拟仿真情境,为使用者提供互动体验式考古教学实验室,让学生们不出校门即可身临农田、山地、沙漠和绿洲。

  考古学科强调理论与实践相结合,然而学生参与实践训练,前往考古工地、博物馆或遗址现场的机会有限,传统的授课方式又难以使学生获得身临其境的直观感受。西北大学文化遗产学院院长马健介绍,在沉浸式考古虚拟互动教学实验室中,学校可以把实际采集到的古遗址、古墓葬的数据做成模型,让学生“身临其境”地进行体验,使书本上的文字、图片描述变得鲜活起来,让学生对其有更细致、更直观、更立体的感受。

  通过虚拟现实考古教学系统,老师可以不受时空限制在虚拟空间中讲解考古或历史知识,还可以利用田野考古发掘实践场景进行虚拟操作,体验现场考古。据介绍,该系统的素材直接来源于一线考古工作获取的真实实物模型,软件开发采用国际流行的游戏引擎,仿真模拟在农田、山地等多种环境下,地上房屋建筑、地下窖穴等多种遗迹的调查、发掘、记录情景,激发学生的学习兴趣与思考能力。

  “在实验室的VR体验过程中,我们可以近距离观察遗迹的样貌,去感受每一个细节,体会它们的变化和特点。”西北大学文化遗产学院的学生祖岳说。

  西北大学沉浸式考古虚拟互动教学实验室整合考古学与计算机科学等相关领域技术,将信息学科中的科学理念、科学理论和科学方法应用于数字化考古、文化遗产保存与修复当中,通过新颖独特的互动模式,填补考古教育行业对先进教学技术手段使用的空白,进一步提升西北大学在文化遗产保护与研究领域的水平。

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