□本报记者 廖钗勤
上课铃声响起,当上海大学附属嘉善实验学校科学教师梅小琴夹着折叠穿衣镜走进教室时,学生们向她投来了好奇的目光。这节课,梅小琴将讲解光的反射定律和平面镜成像原理,这面镜子是重要的实验教具。梅小琴设计实验的契机,来自“新同事”——AI智慧批阅机的提醒。在AI智慧批阅机提供的作业错误率报告中,梅小琴注意到了一道曾被她忽略的高频错题。正是这个发现,让她决定通过实验来帮助学生更好地理解知识难点。
今年9月,嘉善实验学校开始广泛使用AI智慧批阅机,让AI技术深度融入教育教学。而在3年前的9月,信息科技教师周艳开设了首堂AI通识课。3年来,从培养学生的人机协同素养到赋能教学核心环节,AI技术在校园里扮演着越来越重要的角色——
AI通识课:点燃创新的“梦想合伙人”
“请问哪个同学知道皮影戏是什么?”在“视界·智创”AI通识课上,周艳的开场白让学生一度怀疑自己走错了教室。将传统的皮影戏引入AI通识课,并非异想天开。在她的课程设计中,学生将利用摄像头实时捕捉手部动作,在图像识别工具的帮助下,创作数字化皮影戏。这个过程既能让学生掌握皮影戏的表演原理,又能通过实践理解图像识别、手势识别等AI技术的基本原理。
周艳介绍,AI通识课结合当下热门的AI应用场景,将课内知识进行延伸和拓展,帮助学生进一步深入了解AI技术的相关原理、算法等核心要素。课程内容分感受、理解、实践创造3个阶段,构建起从生活中的应用到抽象的概念原理、从体验AI到创造项目的进阶式学习体系。语音识别、图像识别、人脸识别、算法、模型……学生可以在课堂上揭开AI世界的神秘面纱。
学生李忻宸喜爱海洋生物,海洋垃圾对海洋生态造成的巨大破坏令她痛心。“人类应该承担起自己的责任!”抱着这样的想法,她和同伴动手设计了一艘海洋垃圾收集船。这艘模型船靠船尾的螺旋桨推进,船身两侧各有一个辅助螺旋桨和机械臂,它们能够在船航行的过程中,收集和夹取水面上漂浮的垃圾。在设计过程中,李忻宸提出:“它还必须会区分垃圾和海洋生物,避免误伤。”这意味着这艘船不仅要会动、会“看”,还要会“思考”。“可以利用图像识别技术!”她们不约而同地想到AI通识课上学过的知识。
经过迭代升级,这艘船能够通过摄像头实时捕捉前方图像,并由其内置的深度学习模型进行图像识别和分析。只有当系统确认目标为垃圾时,它才会启动机械臂进行抓取;如果识别到海洋生物,则会避开,实现智能、精准地清理。
完成图像识别训练后,垃圾收集船在学校边的小河“启航”了。下水实验显示,它的垃圾识别成功率达到80%。她们还邀请了河道清洁工试用这艘垃圾收集船,得到了“收集效率高”的肯定,同时也收到了宝贵的建议:这艘船的自主导航功能尚不完善,无法做到自动避障,影响工作效率。她们计划根据这些建议,完善这艘船的功能。同时,新的构想也萌发了:将同样的技术应用于月球采样车,由采样车自主识别矿物,并完成采样和回收工作……
在校园的各个角落,AI技术正成为越来越多学生的“梦想合伙人”。设计智能存储仓库,方便自助借还体育用品;探究阅览室智能找书功能;设计校园安全打卡系统……这些贴近生活实际的科创项目,让学生在实践中感受到,AI是一个能够将奇思妙想变成现实的伙伴。
智慧评价:精准高效地研究学情
“选择题和填空题再也不用教师亲自批阅了,AI智慧批阅机识别的准确率很高。”引入AI智慧批阅机后,梅小琴最大的感受就是批改作业的速度大大提升了。AI智慧批阅机并不大,和普通打印机体积相仿,教师只需将学生的作业放入其中,经过逐份扫描,程序在几分钟内就能完成对全部作业的批改。而后,AI智慧批阅机会生成班级和年级维度的学情报告,详细呈现错题率和学生知识点掌握情况。在梅小琴看来,这显著提升了错题统计工作的效率。在讲解作业前,她会将题目按错误率排序,优先讲解错误率超过50%的题目,而对于错误率较低的题目,她会查看出错学生的名单,课后一对一讲解。除此之外,AI智慧批阅机还会提供学生个性化分析报告,让每个学生的薄弱知识点一目了然,帮助教师更好地精准指导。
在最近的一次作业中,AI智慧批阅机给出的学情报告显示学生对“凸透镜成像”这部分知识掌握不牢。梅小琴意识到,学生可能难以理解抽象的科学原理。“感受是理解的第一步”,于是,梅小琴布置了制作照相机模型的作业。这个趣味作业深受学生欢迎,学生吴奕萱用一块凸透镜搭配彩色卡纸,制作出了属于自己的“照相机”。当她轻轻地抽拉凸透镜调整焦距时,光屏上逐渐显现出清晰、倒立的图像。“和书上说的一模一样!”她兴奋地展示着自己的照相机模型。一旁的夏睿奇解释起其中的原理:“当物体位于凸透镜的2倍焦距以外时,会在透镜的另一侧呈现倒立、缩小的实像。”
除了是高效精准的“阅卷搭档”,AI智慧批阅机还能胜任出卷工作。系统会自动抓取题库中与高频错题相同考点的题目,生成相应的变式练习。在分析一道考查味觉的题目时,它就附上了变式题目:“‘孔子闻韶音,三月不知肉味’中的‘闻韶音’和‘知肉味’分别是什么知觉?”教师对这一功能赞不绝口:“太靠谱了!这大大简化了我们的组卷工作,让学生的查漏补缺更具针对性。”如今,使用AI智慧批阅机出题已成为教师的常态。
着眼未来,学校计划让AI更深度地参与教育教学。校长王君伟介绍,目前学校正在紧锣密鼓地筹备“AI智习室”:通过部署触控平板、智能答题器等交互终端,设置摄像头、传感器等行为感知设备,实时采集学生自习姿态、专注度及互动数据,结合学习时长、错题记录及情绪波动等数据,动态完善学生学情画像;同时,针对不同学段特点提供相应的学习资料,进一步推动学生的个性化学习,提升其自主能力。