數字技術催生哪些教育新場景

　　第84屆教育裝備展示會全面展示了科技創(chuàng)新在各學段教育領域的應用，包括實驗設備、信息化教學軟件、STEAM教學設備等。當前，智能技術在學校有哪些新應用，如何與教育教學場景融合？讓我們一起走進教裝展，了解當前智能技術在校園的應用新場景。

　　場景1 虛擬學科分班帶來高效學習

　　基于數據的精準教學、分層作業(yè)已經在學校教學中見怪不怪，如何更好地輔助學生提升學習成效？特別是高中階段，時間緊迫，提升學生學科學習效率成為學校教學的關鍵任務之一。

　　當前，在大數據技術和人工智能技術支持下的“學科虛擬分班”在高中慢慢普及。通過智能技術與設備，教師可以準確獲取學生個體學科知識圖譜，以圖譜為依據，在行政班的基礎上，各個學科再劃分虛擬的“靶向班”，比如“基礎知識夯實班”“知識點提升班”等。

　　學科虛擬分班后，教師通過查看數據、分析數據、應用數據，為提升班級學科整體成績和個體學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生建立虛擬“靶向班”，向學生推送有針對性的知識微課和訓練習題，實現精準補弱。對于培優(yōu)，教師則通過平臺展示的學生個體學科知識圖譜，重點查看用紅色標記的薄弱知識點部分，再用平臺提供的變式題推送實現精準投喂。

　　場景2 人機交互技術輔助科學教育

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

　　本屆教裝展，融入AR技術和傳感技術的沙盤系統(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，將數字信息、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和交互設計。如借助沙盤，教師可引導學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，為學生學習地理知識提供了友好的互動平臺。

　　該技術科研人員表示，融入AR技術和傳感技術的系統(tǒng)可以根據教學需求，從而研發(fā)不同知識應用場景，為科學教育提供新模式。

　　場景3 STEAM教學凸顯學生綜合能力

　　中國人有種菜的天賦，甚至已經把菜種到了太空。在中國空間站“太空菜園”，航天員精心設計裝置，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。

　　現在，學生在地球上也可以體驗太空種植了。以中國空間站為原型，將生物技術與工程控制技術有機結合，實現了模擬外太空生存環(huán)境。學生可以自己動手利用計算機編程，調節(jié)環(huán)境溫度、濕度、二氧化碳濃度、光照度等技術參數，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，并學習太空育種、生態(tài)艙設計等相關知識。在此過程中，學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教育模式備受學校關注，并通過整合項目式學習、跨學科教學培養(yǎng)學生問題解決能力，“太空種植”就是STEAM教育數字技術應用的生動體現。

　　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平臺，系統(tǒng)根據要求，自動完成背景替換、尺寸裁切、膚色調整等功能，幾秒鐘之內就可以拿到符合要求的證件照。

　　大學畢業(yè)生的圖像信息是學歷證書上極具辨識度的重要信息，也是學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，融合了公安部權威人證比對技術，通過人臉識別、人證比對、人像比對等先進的技術手段，為院校及學生實現從圖像采集、人工智能圖像標準化、身份核驗到照片沖洗制作、證書印制的一站式服務。該技術已廣泛應用到校園卡、學生證、畢業(yè)證等各種電子證件的制作中，極大地簡化了學校學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，當前該技術不斷與課堂教學分析、心理健康教育等場景加強融合應用，如通過學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，該技術還可在基礎教育、中職中專、高等教育等多個教育階段，根據不同教學需求，以圖像為切入點，收集學生數據信息、描繪學生成長畫像，顯著提升學校管理工作效率與質量。

　　場景5 RFID技術助力校園資產管理

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

　　當前，中小學各學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、各類數據統(tǒng)計不清晰、?；肥褂脽o法做到閉環(huán)監(jiān)管等。學校資產管理難度大，影響實驗教學開展，甚至存在安全隱患，急需改進。依托RFID技術，在相關儀器設備入柜后，教師和學生通過簡單掃描就可實現自動盤點、無接觸式借還，不僅規(guī)范了相關流程，還可生成電子檔案，便于實時監(jiān)測學校實驗室儀器的位置、數量、使用情況等。尤其是對于?；返墓芾?，借助該技術和設備，智能識別?；菲奉?，精確計量?；酚昧?，確保了實驗室安全。

　　目前，RFID技術也廣泛應用于校園圖書管理、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