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人工智能、大数据、云计算……这些具有变革意义的科技正在重塑学校的形态——

桐庐:科技城里有所未来学校

发布时间:2023-11-21 作者:本报记者 李 鹏 | 周书贤 来源:中国教师报

杭州之西,富春江畔,有座未来科技城,众多知名高新科技企业云集于此。城里有所“未来感十足”的新学校——桐庐县科技城未来学校。

“未来感十足”,是学生家长吴海燕对这所学校的第一印象。她的孩子原本就读于当地一所名牌老校,偶然间她接触到科技城未来学校。从“周界相机”的全时人脸轨迹识别系统,到以人工智能保障学生食品安全的“智安食堂”,再到借助平板电脑实现的数字化课堂以及丰富的拓展类课程,先进科技带来的安全感与期待感打动了她,促使她下决心把孩子转到这里就读。

“未来的学校应该通过更先进的技术、更科学的理念,让孩子更安全、更健康、更聪明、更美好。”吴海燕坚信自己的选择是正确的。

新教师有了新的专业成长路径——科技变革教师

同样坚信自己选择的还有90后教师王蓉。

今年9月,她准备参加跨地区教共体线下教研活动和县里的公开课展示活动。当得知与自己同台上展示课的是一位资深教师时,她心中有些忐忑,担心自己会“下不来台”,甚至想打退堂鼓。

恰巧这时学校的智慧听评课系统在录播教室搭建完毕。这套系统不仅可以记录教师课堂行为,实时生成课堂实录,还可以借助人工智能对数据进行快速分析,给出评价与改进建议。

王蓉在录播教室试教三次。第一次试教下来,人工智能提示她,教师语言占比较高,学生发言次数少,课堂互动率低。“大数据告诉我这堂课并不是以学生为中心的,作为教师,我‘抢戏’了”。

反思之后,王蓉在第二次试教时有意识增强了师生互动和生生互动,互动率上升到40%。人工智能对这一行为进行了正反馈,但同时又在分析报告中指出,教师重复性语言较多。这是王蓉之前没有注意到的问题。

为了改进,王蓉调出了自动识别生成的文字记录,删繁就简,优化了自己的语言表达,发现这样竟然可以腾出许多课堂时间。第三次试教,她充分利用“精简”出的时间,把课堂“还”给学生,课堂互动率飙升到70%,学生在课堂积极分享、畅所欲言,课堂效果很好。

最终,王蓉的展示课异常出彩。评课的教研员对这个初出茅庐的小姑娘的评价是“经验老到,游刃有余”。

大数据背景下,通过技术手段,教师可以随时随地调取自己或其他教师的授课视频,查看课堂分析报告,调整教学行为策略,也可以实现远程听评课,打破了教研的空间时间障碍,为教师成长拓展了更多样、更便捷的路径。同时,通过基于人工智能的网络研修,可以归纳并绘制教师各维度专业发展的数字画像,为不同层级的教师提供靶向性专业发展建议。

“毕业后,我放弃进入老牌名校的机会,选择来到桐庐县科技城未来学校,是因为我觉得这所年轻的学校和我们年轻人更加‘意气相投’,在这里我更加舒展自如,距离未来也更近。”王蓉对自己的职业生涯很有信心。

分管教育教学工作的副校长姚生伟说:“我们是新建校,在职教师大多都是90后、00后青年教师,缺少经验丰富的教师进行‘传帮带’。但数字化赋能的教研系统在很大程度上弥补了这一缺憾。借助导师引领、同伴互助与AI分析辅助,新教师有了新的专业成长路径。这就是未来。”

说这番话的时候,姚生伟也正在切身感受着科技对于传统教学方式的重塑。

作为一名资深的数学名师,在数十年的教学生涯里,批改作业是姚生伟最艰巨的工作任务之一。“每一个对勾,每一道题目的点评,都是对学生的责任,不敢有一丝疏忽。”如今已走上学校管理岗位的姚生伟依然还坚守在讲台,批改作业依然是他的日常工作。坚守这份责任的同时,繁重的工作量也给姚生伟带来很大的身体负担。

但是现在,姚生伟有了一个分担重担的好帮手。去年,学校在数学学科全面使用了高质量作业系统。借助高拍仪,教师在翻开学生作业本的瞬间,就可以将手写的作业内容数字化,并通过人工智能判断正误,准确率接近100%。

“不但能判作业,系统还可以把每个学生的错题归纳整理,及时诊断并发现学生存在的学科能力缺陷,为改进提供数据支持;同时也可以对班级乃至整个学段的学生学习情况进行量化分析,帮助教师设计并实施精准、个性化的辅导方案。”姚生伟对这个帮手赞不绝口,称这个系统颠覆了自己数十年的教学经验,解放了教师,“让我有更多精力和时间去思考更深层次的教育教学问题”。

学生成长有了清晰画像——科技变革学校

在科技城未来学校,学生章晏晨的一天是这样开始的。清晨出门前,他再次确认平板电脑安安稳稳地躺在书包里。在妈妈的加油打气声中,他脚步轻快地通过智能安防的人脸识别系统,在海康威视“周界相机”的注视下,与微笑的老师互致问候。与此同时,妈妈吴海燕的手机上收到了“章晏晨已进入校园”的通知。

教学楼前的电子大屏上,正在滚动播放着学生在重阳节敬老活动中的精彩视频。这些视频由家长拍摄并上传到学校系统中,经由班主任审核后,选出有代表性的内容推送至电子大屏,面向全校展示。

今天,章晏晨的视频也在电子大屏上展示。他感觉心里美滋滋的,脚下生风来到教室门口。电子班牌上展示着全班所有学生的重阳节活动视频或图片,其中不乏创意有趣的作品,章晏晨毫不“客气”,一一点赞。

这时他发现电子课程表上突然有了变化,第三节英语课临时换成了语文课。应该是老师临时有事,对课程进行了调整。学校所有管理平台的数据都是打通的,可实现即时更新。幸好电子班牌及时提醒,让他有了充分的课前准备。

语文是章晏晨最喜欢的科目。今天的内容是快乐读书吧:《童年的玩具》,徐雨璐老师话语轻柔、讲课有趣,还有一双爱笑的眼睛,让人心情愉悦。

“大家都喜欢什么玩具啊?” 徐雨璐边提问边将一张列满各种玩具名称的图表推送到章晏晨的平板电脑屏幕上,“同学们对表上的哪种玩具感兴趣,就请在后面的方框里打勾……”

章晏晨在“老鸹枕头”后面打了勾,虽然他不太清楚这是一种什么类型的玩具,但是只听名字就足以引发他的好奇心。

很快,徐雨璐的电脑终端上就显示出了统计结果,有69.2%的学生对“陀螺”更感兴趣。她根据这一反馈,调整了教学策略,从“陀螺”讲开去,进而引导学生对整本书展开阅读与讨论。

虽然有点失望,但章晏晨还是饶有兴味地了解了“陀螺”的由来和玩法,并且在徐老师的鼓励下阅读了关于“老鸹枕头”的内容。

后半节课是小组合作时间,章晏晨和其他3名同学合作完成了小课题的展示,他的优秀表现赢得了徐雨璐的“强力点赞”,被奖励小红花一朵。

下课后,班级的“电子班牌管理员”将一朵电子小红花“种”在了章晏晨名字后面。这已经是章晏晨本学期获得的第20朵小红花了。他决定用这些小红花向班主任王蓉兑换奖励。

站在电子班牌前,章晏晨滑动着一个个抽奖框,计算着自己的红花数量,看着琳琅满目的奖品,挑得眼花缭乱。这时,他想起来还没有看本周菜单,于是他切换屏幕,找出本周菜谱,发现当天有自己最喜欢的奥尔良大鸡腿,便毫不迟疑地兑换了“午餐心愿卡”,给自己加了一个大鸡腿。

而这都有赖于“智安食堂”人工智能系统。该系统可以实现从食材采买到制作与营养分析,再到厨余垃圾处理的全流程、无死角智能监控,确保食品安全卫生。同时,家长也可以利用该系统提前选择AB餐,学校再根据学生订餐数量进行精准采购,尽可能避免浪费,精准控制成本。

分管后勤的副校长滕雷锋说,有了“智安食堂”的加持,学校在提高菜品质量的同时,食堂运行成本下降了20%,并且还有继续降低的空间。

其实昨天晚上,妈妈已经在手机上为章晏晨预约了A套餐,包含药膳鸡翅和白灼菜心。可是下周,章晏晨想试试B套餐,他准备回家和妈妈商量一下。

课后服务的第二节课,章晏晨在科创艺术中心的功能教室中,在熟悉的车模赛道上改进自己的赛车。今年暑假,他跟着王蓉前往永康市参加了2023年“驾驭未来”全国青少年车辆模型教育竞赛浙江选拔赛,那块银牌是他最近的心头好,他想着下一次要拿到金牌。

放学后,章晏晨回到家第一件事就是打开平板电脑,查阅当天的课后作业。对于不太理解的地方,他会回看当天的课堂视频,或者从资源库中查找相应的微课视频自行学习。晚上9点,章晏晨进入了梦乡。而此时,远在云端的服务器却正高速运转,把他这一天在学校的所有行为以数据的形式保存在他个人的“未来少年”智能画像中。

“未来少年”智能画像系统是科技城未来学校着力打造的面向未来的大数据集合。这套系统围绕学生学习、生活的各个场景数字化记录每个学生德智体美劳等方面的成长,在此过程中达成了伴随式、智能化归集数据。

科技城未来学校副校长余文红介绍,学生的画像数据分为个人画像与群体画像,均可以被教师使用,用来动态分析学情,指导改进教学管理;可以被学生自己使用,阶段反思自己的行为,精准规划下一阶段的发展重点;也可以被学校使用,作为常态化管理的依据,促进办学质量提升;更重要的是可以被家长使用,让家长全面、透明、准确地了解孩子的发展情况,为家校合力教育提供抓手。

打破时空地域樊篱——科技变革教育

今年5月底,科技城未来学校的“数字课堂节”主题活动日正式上线。在直播课教室的超高清摄像头下,教师陈晨谦和谢楚楚带来了两节智能化教学示范课。千兆光纤将教师的每一句话、每一个动作都实时转化成数字信号,传入云端。

而在“云”的另一端,是四川省甘孜州得荣县子庚学校的全体师生,电脑和手机上同步推送着教学课件,远隔山海的学生坐在了同一间教室里,共享着同样的优质教育资源。

除了子庚学校,这次活动还以同步直播的方式向其他共同体学校、家长、社会开放,在线收看人数累计达2000余人次。

在主题活动之外,学校也与杭州市拱宸桥小学等名校定期开展线上“云教研”活动,打破传统课堂对时空、地域的限制,实现城乡学校之间同步备课、同步上课和同步研修。目前,学校与共同体学校间的“云教研课堂”已开展50余节,惠及3000余人。

科技在打破教育时空樊篱的同时,也拆除了校园的围墙。

余文红说,学校位于桐庐经济开发区的核心地带,周边科技企业众多。这些企业不但是学校建设智慧化校园的助力源,也是学校推进科学教育、引导学生面向未来发展的大课堂。

为了用好这些宝贵资源,学校策划设计了一系列实践研学活动,激发学生学习科学的兴趣,培养他们的创新能力。

“脏水都是哪来的呀?水这么脏,怎么才能处理好呢?每天可以产生多少吨脏水?”在物产中大凤川(桐庐)水处理有限公司,学生认真聆听着讲解,从第一道工序开始,一路见证生活用水由“又脏又臭”变为“清澈见底”的神奇过程。

而在英飞特四维生态科技(杭州)有限公司,神奇的植物工厂令学生大开眼界。“在每一层植物的‘头顶’上,是四维生态自主研发的LED灯”“ABS塑料和种植海绵代替了土壤”……学生七嘴八舌地辨认着玻璃窗内的植物,讨论着什么是LED和ABS。

在海康威视的电装SMT全自动化工厂,随处可见正在灵活移动的搬运机器人,学生惊奇于一万多平方米的仓库,除了23个管理人员,其余工作全部由70多台机器人完成。学生不禁感叹:“科技的力量,真是奇妙无比!”

未来的学校将会是什么样子?

桐庐县科技城未来学校为我们展现了一种可能。正如学校党支部书记、校长柴春强所说,未来的学校以学生为中心,以教师高质量发展为动力,没有时间空间的樊篱,也没有课堂内外的分别,“学校调用一切资源,为发展人而服务,永远站在人文视角,永远观照未来”。

《中国教师报》2023年11月22日第1版 

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