賦能課堂教學、輔助自主探究,北京兩所中學這樣進行人工智能教育

近日,在北京市第十八中學的實驗室中,同學們在智慧黑板上拖動彈簧、勾碼等組件,觀察記錄彈簧彈力與形變量的關係,模擬「操作」了一場仿真物理實驗。另外一組同學,則操作著試管、火柴,利用這套智能系統進行著「甲烷與氯氣的反應」化學實驗。

「以前,我們只能在實驗室接觸到這些器材,在這套智能系統的幫助下,我們隨時隨地都能複習相關實驗,激發了我們對於實驗的興趣。」做完模擬實驗的宮徙同學說道。

北京市第十八中學,同學們利用AI平台進行仿真實驗。新京報記者 徐彥琳攝北京市第十八中學,同學們利用AI平台進行仿真實驗。新京報記者 徐彥琳攝

近年來,北京市加快推進教育領域人工智能的應用,圍繞「以智助學」「以智助教」「以智助研」「以智助管」,已在許多學校落地。

人工智能賦能課堂教學

在北京市第二十中學的英語課堂上,同學們每人手持一個「星火語伴」終端設備,對著設備進行口語朗誦。「星火語伴」可以精準識別每位同學的口語,並分析出口語中的發音問題。

「人工智能提高了學生英語學習的效率。它既是老師的助手,也是學生的一對一輔導老師。以前,教師對學生進行口語輔導,可能一週也進行不了一輪。但是在AI的幫助下,學生可以瞭解自己的學習情況,我們也可以根據它的大數據分析,瞭解班級共性的錯誤。」英語教師劉曉唯說道。

「我第一次在課堂上發言的時候,其實存在很多語法錯誤,也不夠流暢,一發言就會緊張。但是用了‘星火語伴’之後,因為對面是一個虛擬人,我也不害怕犯錯,可以更勇敢地去說,它也會及時發現並糾正我的錯誤,並對我的對話進行潤色。」二十中初三學生表示,通過長時間的對話訓練,自己的口語表達進步很多。

北京市第二十中學,同學們利用「星火語伴」進行口語練習。新京報記者 徐彥琳攝北京市第二十中學,同學們利用「星火語伴」進行口語練習。新京報記者 徐彥琳攝

數學課堂上,借助人工智能的幫助,老師為每位同學定製了「個性化學習手冊」。由AI平台為同學們進行學情分析、錯題回顧、同類型題目推薦等。「智慧作業系統可以幫助分析每位同學的具體情況,讓作業更有針對性。此外,系統的講評課堂功能,可以幫助老師很快識別出錯誤率較高的同一類型的題目,大大提高了教師的備課效率。」二十中數學教師表示。

信息技術課堂上,借助人工智能平台的幫助,教師在互聯網安全教學模塊中增加了「編程加密」的教學活動。「這個平台提供了很多資源,讓信息技術課程的教學更加豐富。此外,平台也提供了編程實踐和自動批改的功能,讓學生們對於理論的理解更加深刻。」二十中信息技術教師程磊表示。

北京市第二十中學,同學們進行編程練習。新京報記者 徐彥琳攝北京市第二十中學,同學們進行編程練習。新京報記者 徐彥琳攝

利用大模型進行自主探究學習

「極端天氣會對人類社會帶來哪些影響?人類應該怎樣應對?」在北京市第十八中學的「AI問學」社團活動中,同學們正利用「星火大模型」進行自主探究式學習。

十八中信息技術教師趙建光介紹,十八中在寒假向同學們進行了問卷調研。調研結果顯示,63%的同學已經在使用各類AI軟件輔助自己學習。「我們就考慮,是不是應該專門開設人工智能相關課程,來指導學生們更加合理地使用AI工具。」如今,學校開設課程,讓學生們通過AI大模型進行項目式學習,以小組為單位進行自主探究,研究了許多生活中會遇到的問題。

「未來,和人工智能大模型對話,可能會成為一項基本技能。在考慮學生是否會過度依賴人工智能時,我們應該教會學生如何合理地使用AI工具。」趙建光表示。

北京市第十八中學,同學們和數字人對話。新京報記者 徐彥琳攝北京市第十八中學,同學們和數字人對話。新京報記者 徐彥琳攝

在十八中的圖書館、閱覽室等開放空間,放置了許多伴學數字人。學生們在閑暇時,可以和數字人進行溝通交流。「商鞅變法有什麼影響?」「可以以我的名字作一首詩嗎?」記者看到,有的學生跟「李白」對詩,有的學生讓「達·芬奇」作畫,還有的孩子跟「愛恩斯坦」討論物理的問題。從天文地理到詩詞歌賦,數字人陪伴學生進行自主學習。

十八中信息中心主任張悅表示,中學是孩子們思維最活躍的一個階段,「這種設置讓孩子們在輕鬆愉快的環境下加強自主學習。這些大模型不是讓學生用工具解題,而是培養他們自主學習和解決問題的能力。下學期,我們還要基於人工智能助手開設交叉學科的課程,培養孩子們跨學科學習的能力,培養他們成為具有實踐智慧的新質人才。」

大數據驅動教育教學方式變革

人工智能還幫助教師進行教學和作業分析,幫助教師提高教學水平。

十八中教師張健利用AI平台對課堂的教學情況進行智能分析。新京報記者 徐彥琳攝十八中教師張健利用AI平台對課堂的教學情況進行智能分析。新京報記者 徐彥琳攝

十八中教師張健介紹,現在,他會在每節課後把上課的錄像導入AI平台,平台就會對課堂的教學情況進行智能分析。「我比較關注的是師生的互動分析,平台會分析一節課堂上教師和學生活動的時長,我會以此來判斷這節課堂上和學生的互動是不是充分。」

「非常有效。」張健說道,「像我們這樣年齡較大的教師,從前更關注如何教。現在通過這個系統,我們更關注如何讓學生真正地在課堂上開展學習。」張健表示,在他從教的30多年中,輔助教學工具從最開始的投影儀,到後來的計算機課件,再到現在的人工智能分析,真正地改變了課堂上的一些教學行為。「每個學生在學習的過程中可能會遇到不同問題,這個系統能夠幫助我分析每個孩子在這節課上的表現,我就能清楚地知道每個孩子在學習過程中遇到的困難,讓我在課下能對這些孩子進行更有針對性的輔導。」

十八中教師胡天林提到,通過智慧作業系統,他可以看到學生的錯題情況,讓他可以更加針對性地教學。此外,系統還會依據學生階段性的作業情況,生成個性化的作業本,包括個性錯題和班級錯題,製訂專屬個性化的學習方案。

編輯 繆晨霞

校對 付春愔