打造“校园云脑”,从“技术赋能”走向“生态重构”

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打造“校园云脑”,从“技术赋能”走向“生态重构”

编者按

在科技飞速发展的当下,“人工智能+教育”已成为教育领域变革的重要方向。本期“影响力学校”专版邀请3所共同体成员校,聚焦“人工智能校园场景应用”,或谈论如何借助智能教学工具促进课堂互动,或讲述如何利用大数据分析优化教学决策,或叙说如何以人工智能助力个性化学习,探索人工智能在课程设计、教学实施、学习评价等环节的深度应用,期望能为我省人工智能赋能教育发展开辟实践路径,提供可借鉴的范例,推动教育质量进一步提升。

■陈丽莉

图为海安市实验小学学生在课堂上提交创意设计作品,接受智能系统的评价

作为地区教育信息化的先锋,海安市实验小学教育集团充分利用AI技术赋能学校教育,以“校园云脑”建设作为学校数字化转型的核心内容,创建集智能化、互动化、个性化于一体的新教育环境,构建“教—学—评—研—管”一体化的智慧共生教育生态,在数智融合中实现培养全面发展的人的新跨越。

激活课堂互动“新引擎”

学校将数字实验室平台融入AI智能教学系统,打造出虚拟和现实相结合的“校园云脑”。“校园云脑”能够实时获取和分析学生的学习动态,为教师了解学情、制订教学策略提供数据支持,从而突破传统课堂的局限,打造出让学生深度参与的科学实践场域。

在实验中,“校园云脑”的AI融合互动式虚拟实验平台能够根据传感器采集的实验数据,即时生成表格、图谱,让学生实时了解实验结果。同时,平台还支持多人协作实验,可以将不同小组的实验结果比对数据具象化,有效激发学生参与科学探究的兴趣,培养他们的合作探究意识。借助平台分析对比实验结果,教师能及时发现学生在探究过程中所遇到的问题,从而调整教学策略,帮助学生顺利完成探究任务。

从经验决策到精准诊断

“校园云脑”的AI智能教学管理系统,能够通过对课堂参与度、作业达标率、在线测试结果等多维度数据的采集和分析,帮助教师更加高效和科学地了解学生的学习进度和需求,并针对学生个体推送分析报告,让教师可以参考报告,从而更好地改进和完善教学策略。教学由此从传统模糊的经验主义管理转向精准化科学管理。该系统不仅能为学生个性化辅导提供参考,同时也促进了教师的专业成长,引导教师不断进行教学改革和创新。

例如,“校园云脑”对学生学习数据进行评估,分析出五年级某学生在数学学科的学习中表现出较强的理解力,但在语文阅读理解方面却不尽如人意,为此建议语文教师为该生提供更多文本阅读资源,并给予适当的阅读指导。语文教师为该生量身定制数篇阅读文本,并进行个性化辅导,经过有针对性的练习后,该生的阅读概括能力有了明显提升。

此外,“校园云脑”还会将数据绘制成学情热力图发送给教师和家长,方便他们及时掌握学生的学业状况,共同帮助和见证学生从被迫学习转变为主动学习。同时,平台还能根据学生日常学习行为动态记录、分析学生的潜在特长,为其推荐相对应的课外活动和竞赛项目,助推学生个性化发展。

从“千人一面”到“千人千面”

“校园云脑”能为每一名学生绘制三维数字画像,包括行为习惯、认知风格和情绪特征等,参照学生的学习习惯、知识基础,为其精准制订学习方案,解决传统教育中“同质化”的问题。

以“点阵笔”课堂为例,“校园云脑”的“点阵笔”系统,在学生临摹字帖时自动记录笔触轨迹,根据书写过程分析学生在书写姿势和习惯上可能存在的问题,给教师提出书写纠错指导建议。在数学课上,教师可借助“校园云脑”及时看到学生纸笔练习结果,并针对学生对某一类问题的掌握情况进行分析,从而精准研判学生学习状态,及时调整教学策略,为每个学生量身定制更加适合的个性化学案。

构建多维动态评估新范式

“校园云脑”能够追踪学生的成长轨迹,对学生进行综合评价,包含学生对课程的兴趣、学业完成的质量、小组合作学习的情况等。同时,系统还为中高年级学生提供云端舞台,让学生可以在虚拟空间分享小组学习成果,面向班级、年级、全校乃至校外进行云展示,从而丰富学生活动和自我展示的空间。

例如,音乐教师利用“校园云脑”为学生定制音乐欣赏和视唱练习两个线上活动,即时生成的评分系统有效地激发了学生参与活动的兴趣。教师通过评价系统生成的评级雷达图,可以看到学生在节奏、音准、情感上所展现出的不同能力,以及对民族音乐、古典音乐、流行音乐表现出的不同兴趣。教师再据此及时调整教学设计,采取分层教学方法,设置多元任务,尊重学生的个体差异。智能评测系统构建了一个高效的闭环学习环境,向学生和教师推送个性化的学习方案,使课堂内外无缝衔接。

以“数字孪生”技术提升管理效能

“校园云脑”运用了“数字孪生”技术,不仅能创建现实世界的“数字副本”,实时映射教学实景,还能精准预测学情趋势,使教育决策更加科学化,构建出一个高效、透明的教育生态圈,让师生获得更便捷、高效的优质服务。例如,系统在导入年级、班级和课程设置信息,以及教师的学科、年龄、性别等数据后,再设定一些特定要求(如作文课只能安排在周二下午第一、第二节,心理与健康课只能安排在周五下午第一节等),便能经过运算快速排课,自动生成学校总表、班级课表、教师课表等。教师和家长也可以通过平台实时查询课程信息,了解学生的个体学习情况。

人工智能在校园场景的应用正从“技术赋能”走向“生态重构”。今后,海安市实验小学教育集团将继续开展“人工智能+教育”的实践探索,不断完善有利于学生全面发展的智慧共生教育生态。

(作者系海安市实验小学教务处副主任,南通市优秀教师)