数字技术催生哪些教育新场景

第84届教育装备展示会全面展示了科技创新在各学段教育领域的应用，包括实验设备、信息化教学软件、STEAM教学设备等。当前，智能技术在学校有哪些新应用，如何与教育教学场景融合？让我们一起走进教装展，了解当前智能技术在校园的应用新场景。

　　场景1 虚拟学科分班带来高效学习

　　基于数据的精准教学、分层作业已经在学校教学中见怪不怪，如何更好地辅助学生提升学习成效？特别是高中阶段，时间紧迫，提升学生学科学习效率成为学校教学的关键任务之一。

　　当前，在大数据技术和人工智能技术支持下的“学科虚拟分班”在高中慢慢普及。通过智能技术与设备，教师可以准确获取学生个体学科知识图谱，以图谱为依据，在行政班的基础上，各个学科再划分虚拟的“靶向班”，比如“基础知识夯实班”“知识点提升班”等。

　　学科虚拟分班后，教师通过查看数据、分析数据、应用数据，为提升班级学科整体成绩和个体学生成绩都有了清晰的方向。

　　在补弱环节，教师通过把具有相同问题特征的学生建立虚拟“靶向班”，向学生推送有针对性的知识微课和训练习题，实现精准补弱。对于培优，教师则通过平台展示的学生个体学科知识图谱，重点查看用红色标记的薄弱知识点部分，再用平台提供的变式题推送实现精准投喂。

　　场景2 人机交互技术辅助科学教育

　　在传统的地理教学中，学生往往只能依赖地图或地球仪等来理解地形地貌分布，遇到复杂问题时，全靠头脑想象，无法实际操作。那么，如何让学生更好地理解地理知识呢？

　　本届教装展，融入AR技术和传感技术的沙盘系统引起了参观者的注意。该系统包括中部平面屏幕显示区域和底部沙盘互动区，创新人机交互技术，将数字信息、三维虚拟模型精确地叠加显示到实景。系统能够即时识别投影区互动沙盘形态，依据沙盘变化，将不同的地势地貌形态通过虚拟投影真实展示，同时通过平面屏幕显示，形成立体与平面的呼应和交互设计。如借助沙盘，教师可引导学生任意堆积各种山体，直观地观察山体不同部位等高线、等值线变化。该系统还能实时捕捉沙盘动态变化，自动生成3D模型文件，为学生学习地理知识提供了友好的互动平台。

　　该技术科研人员表示，融入AR技术和传感技术的系统可以根据教学需求，从而研发不同知识应用场景，为科学教育提供新模式。

　　场景3 STEAM教学凸显学生综合能力

　　中国人有种菜的天赋，甚至已经把菜种到了太空。在中国空间站“太空菜园”，航天员精心设计装置，使太空中的植物也收获了喜人的长势，并开展“从种子到种子”的全生命周期培养研究。

　　现在，学生在地球上也可以体验太空种植了。以中国空间站为原型，将生物技术与工程控制技术有机结合，实现了模拟外太空生存环境。学生可以自己动手利用计算机编程，调节环境温度、湿度、二氧化碳浓度、光照度等技术参数，实时监测植物生长环境，观察不同条件下植物的生长状况，并学习太空育种、生态舱设计等相关知识。在此过程中，学生不仅增进了对于太空知识的了解，还提升了计算思维和创新能力。

　　近几年，STEAM教育模式备受学校关注，并通过整合项目式学习、跨学科教学培养学生问题解决能力，“太空种植”就是STEAM教育数字技术应用的生动体现。

　　场景4 “云证照”层层保护信息安全

　　无论你在何处，只需用手机拍摄一张个人照片上传至“云证照”人工智能图像处理服务平台，系统根据要求，自动完成背景替换、尺寸裁切、肤色调整等功能，几秒钟之内就可以拿到符合要求的证件照。

　　大学毕业生的图像信息是学历证书上极具辨识度的重要信息，也是学历证书电子注册不可缺少的组成部分。因此，安全性极为重要。安全智拍系统依托人工智能图像处理技术，融合了公安部权威人证比对技术，通过人脸识别、人证比对、人像比对等先进的技术手段，为院校及学生实现从图像采集、人工智能图像标准化、身份核验到照片冲洗制作、证书印制的一站式服务。该技术已广泛应用到校园卡、学生证、毕业证等各种电子证件的制作中，极大地简化了学校学生图像采集及管理工作，而且通过多层级智能识别，确保图像信息安全。

　　不仅如此，当前该技术不断与课堂教学分析、心理健康教育等场景加强融合应用，如通过学生图像微表情观察等，开展有针对性、个性化心理健康教育。此外，该技术还可在基础教育、中职中专、高等教育等多个教育阶段，根据不同教学需求，以图像为切入点，收集学生数据信息、描绘学生成长画像，显著提升学校管理工作效率与质量。

　　场景5 RFID技术助力校园资产管理

　　RFID（射频识别）技术对很多学校和科技企业来说并不陌生，这种技术最早用于高校图书馆管理，即于阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信，从而识别目标。

　　当前，中小学各学科实验室在管理上存在诸多共性问题，比如缺少专职管理员、各类数据统计不清晰、危化品使用无法做到闭环监管等。学校资产管理难度大，影响实验教学开展，甚至存在安全隐患，急需改进。依托RFID技术，在相关仪器设备入柜后，教师和学生通过简单扫描就可实现自动盘点、无接触式借还，不仅规范了相关流程，还可生成电子档案，便于实时监测学校实验室仪器的位置、数量、使用情况等。尤其是对于危化品的管理，借助该技术和设备，智能识别危化品品类，精确计量危化品用量，确保了实验室安全。

　　目前，RFID技术也广泛应用于校园图书管理、身份识别等方面。

作者：本报记者黄璐璐、田玉采访整理

来源：《中国教育报》