一張“課桌”撐起教育藍(lán)天

盧秋紅 徐靖程 杜徽 李恬

從北京出發(fā)前往烏魯木齊，再從烏魯木齊轉(zhuǎn)機(jī)去往阿克蘇機(jī)場，到達(dá)阿克蘇后，繼續(xù)驅(qū)車向西108公里，輾轉(zhuǎn)10多個小時，到達(dá)烏什。

烏什縣位于新疆阿克蘇地區(qū)西部，塔里木盆地西北邊緣，擁有人口22.1萬，其中學(xué)生4萬左右，少數(shù)民族占比達(dá)99%。國家通用語言教育難度極大，教師嚴(yán)重短缺、教師周轉(zhuǎn)宿舍不足、教師績效考核實效性不強(qiáng)、辦學(xué)條件薄弱等現(xiàn)狀制約著當(dāng)?shù)亟逃降陌l(fā)展。

這里的孩子更渴望科技館、實驗室

在北京、上海、廣州等教育發(fā)達(dá)地區(qū)，教育的科普資源非常豐富，各類博物館、科技館隨處可見，不足為奇。相比之下，由于受到師資力量、辦學(xué)條件等因素的制約，再加上新疆地域遼闊、交通不發(fā)達(dá)等因素，科技館、實驗室是很多烏什孩子夢寐以求的教育場景。

曾經(jīng)，一塊屏幕改變命運(yùn)的故事，讓人們唏噓感嘆教育資源的不均衡的同時，也認(rèn)識到互聯(lián)網(wǎng)、新技術(shù)為教育資源的流動提供了有力的支撐。為加快教育現(xiàn)代化和教育強(qiáng)國建設(shè)，推進(jìn)新時代教育信息化發(fā)展，培育創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展新引擎，結(jié)合國家“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)、新一代人工智能等重大戰(zhàn)略的任務(wù)安排，教育部制定了《教育信息化2.0行動計劃》。在此背景下，人工智能與大數(shù)據(jù)技術(shù)讓優(yōu)質(zhì)教育資源得以傳播和共享，增強(qiáng)現(xiàn)實、虛擬現(xiàn)實技術(shù)則用另一種方式將科技館、實驗室、語音智能帶到了烏什這個西部小縣城。

2019年11月30日，智慧教育（烏什）培訓(xùn)中心、體驗中心落成典禮成功舉辦。烏什縣委書記劉國強(qiáng)，烏什縣委副書記、縣長吐爾洪·阿布拉，縣四套班子相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)，縣直及駐縣各單位干部職工代表和教師代表等出席了典禮。這充分彰顯了烏什對教育優(yōu)質(zhì)資源的迫切需求，以及利用前沿技術(shù)打造烏什智慧教育的決心。

在中小學(xué)校引進(jìn)創(chuàng)新實驗教室，通過人工智能重構(gòu)課堂教學(xué)模式，用以推進(jìn)教育變革，成為烏什對未來教育的探索。活動中，北京師范大學(xué)教育集團(tuán)附校發(fā)展研究中心研究員彭志紅作為特邀嘉賓在主題報告“人工智能與3.0學(xué)校”中講述了烏什未來：“對于因受時空限制而在現(xiàn)實世界中無法觀察和控制的事物和現(xiàn)象、變化太快或太慢的過程，以及有危險性、破壞性和對環(huán)境有危害的實驗，完全可以用增強(qiáng)現(xiàn)實、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)手段呈現(xiàn)。只有促進(jìn)傳統(tǒng)實驗教學(xué)與現(xiàn)代新興科技有機(jī)融合，切實增強(qiáng)實驗教學(xué)的趣味性和吸引力，才能真正提高實驗教學(xué)質(zhì)量和效果?！?/p>

烏什孩子夢寐以求的科技館、實驗室，很快成為現(xiàn)實的課堂環(huán)境。

這里的老師變成了好學(xué)的“學(xué)生”

對于在人工智能虛擬實驗室上課，起初，烏什的老師們對于這樣的實踐教學(xué)心里都沒底，沒有人毛遂自薦，場面有些冷淡。在北京項目培訓(xùn)老師的邀請下，一位生物老師首先打破僵局，上臺試講了一小段關(guān)于“腎臟”的課程，幾十分鐘的試講竟出乎大家意料地流暢，而且課本的知識點講得都很到位。不論是腎臟的構(gòu)造，還是功能，AR智能課桌都展示得非常全面，這大大增強(qiáng)了老師的授課信心。

生物課的精彩試講為其他學(xué)科老師的上臺開了個好頭。隨后，物理和化學(xué)老師也先后上臺，嘗試使用AR智能課桌進(jìn)行授課。其中，有一位老師精彩的授課讓大家耳目一新，課堂效果非常好，引來聽課教師的贊許。技術(shù)助力課堂教學(xué)的效果開始展現(xiàn)了，老師們逐漸接受了AR智能課桌輔助教學(xué)，并能結(jié)合自己的風(fēng)格實踐教學(xué)。

為了能給學(xué)生們營造出與傳統(tǒng)課堂不一樣的課堂體驗，增加課堂互動，烏什的老師們對AR智能課桌的每一個功能都細(xì)致地做了筆記，這一刻，伏案做筆記的他們似乎更像一個好學(xué)的“學(xué)生”。

第二天，一堂液體導(dǎo)電的物理實驗課在阿合雅鎮(zhèn)中學(xué)的虛擬實驗室里進(jìn)行。現(xiàn)場，AR智能課桌成功地引起了學(xué)生們學(xué)習(xí)和思考的興趣。

課后，北京項目培訓(xùn)老師走到講臺前問：“好玩嗎？”學(xué)生們齊聲大喊：“好玩！”一位初三的學(xué)生告訴老師：“以前有毒、有害氣體的實驗做不了，現(xiàn)在通過AR智能課桌都可以進(jìn)行了。”

在培訓(xùn)之余，北京項目培訓(xùn)老師與一位來自貴州畢節(jié)的教師交談，在問到剛畢業(yè)一年的他為什么要選擇到新疆當(dāng)老師時，這位年輕的老師說道：“做教育不一定要去有優(yōu)質(zhì)教育資源的大城市，那些資源落后的偏遠(yuǎn)邊陲，也同樣需要人去傳道、授業(yè)、解惑?！?/p>

一句簡單的話，讓北京項目培訓(xùn)老師看到了當(dāng)下許多年輕人的閃光點。他們把火熱的青春奉獻(xiàn)給這片土地，以自身為炬，照亮偏遠(yuǎn)地區(qū)孩子們的夢，他們是這個時代的光。

智能課桌的秘密

一顆種子從播種到發(fā)芽，再到結(jié)果，需要具備怎樣的條件？

這是新蘇教版小學(xué)三年級科學(xué)科目第一單元的第一課——“種子發(fā)芽了”的教學(xué)內(nèi)容。

由于植物的生長有一定的周期性，在一節(jié)傳統(tǒng)的實驗課上，老師只能帶著學(xué)生們觀察種子生長的其中一個階段，而要想完整地觀察植物生長的全過程，實現(xiàn)對植物生命歷程的認(rèn)識，并通過實驗讓學(xué)生們感受到陽光、水、空氣等自然條件對植物生長的作用，一節(jié)40分鐘的課是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

“孩子們對植物的認(rèn)識需要一個長期的過程，但由于我們沒辦法做持續(xù)的實驗，他們理解起來并不容易。”這是烏什縣依麻木中心小學(xué)科學(xué)老師瑪依熱·買買提的苦惱。

然而，部分實驗課難以在課堂上復(fù)現(xiàn)，并不是科學(xué)課的“一家之苦”。

像物理、化學(xué)、生物這些注重觀察和理解的學(xué)科，也有它們在傳統(tǒng)課堂中難以開展的重難點實驗。久而久之，老師“做實驗”變成了“講實驗”，學(xué)生“做實驗”變成了“做實驗題”，實驗課的地位一直被壓縮，一直是傳統(tǒng)課堂中的“痛”。

可喜的是，AI虛擬實驗室的出現(xiàn)，正在慢慢地改變這樣的情況。

實驗室內(nèi)設(shè)置多臺AR智能課桌、AI智慧黑板和輕沉浸VR一體機(jī)，結(jié)合本地教育產(chǎn)業(yè)發(fā)展，通過以人工智能、增強(qiáng)現(xiàn)實、虛擬現(xiàn)實為核心的多功能智慧教育應(yīng)用，將多功能實驗室整合到一臺課桌里。讓課本電子化、讓課堂智能化，讓智慧教育設(shè)備走進(jìn)學(xué)校、走入課堂，推動人工智能與教育、教學(xué)和學(xué)習(xí)系統(tǒng)性融合。

“我已經(jīng)連續(xù)聽了3天課程了，已熟悉了基本操作方法，準(zhǔn)備這兩天運(yùn)用設(shè)備正式開課。在上示范課的時候，感覺到運(yùn)用AR智能課桌授課非常能調(diào)動學(xué)生的注意力，課堂效果比以前好了很多?！爆斠罒帷べI買提說。

“課程里設(shè)置的模擬實驗加速器還可以讓一些需要長時間等待的實驗快速完成，在課堂上讓學(xué)生在短時間內(nèi)看到實驗結(jié)果，更加激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣?！睘跏部h第二小學(xué)教師丁萬波說。

AR/VR技術(shù)能夠高度還原真實世界的視覺效果和物理特性，光學(xué)識別技術(shù)操作臺又兼顧互動體驗的真實性，不僅能將學(xué)科的復(fù)雜知識和抽象結(jié)構(gòu)形象展現(xiàn)出來，幫助學(xué)生更好地理解知識，同時還給教師配備課件、教案等，給教師一些備課參考，提升教師運(yùn)用智能設(shè)備改變傳統(tǒng)教學(xué)的能力和水平。

互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈、5G等新技術(shù)在實驗教學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了實驗活動與中小學(xué)各科教學(xué)活動的深度融合，鼓勵學(xué)生親身體驗、動手操作、自主探索、大膽創(chuàng)新，切實扭轉(zhuǎn)忽視實驗教學(xué)的傾向，提高實驗教學(xué)實效。

全社會共同努力，技術(shù)助力優(yōu)質(zhì)教育資源“流動”

黨的十九大報告明確提出：“努力讓每個孩子都能享有公平而有質(zhì)量的教育”，很顯然，當(dāng)下教育的不公平、不均衡問題，也是“人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾”的體現(xiàn)。

在全社會的共同推動下，近年來國內(nèi)教育資源不平衡的現(xiàn)象有所緩解。特別是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，推動教育走向信息化、智能化，突破傳統(tǒng)教育在時間、空間、地域上的限制，為教育均衡發(fā)展提供最直接、最有力的支持。

一直以來，烏什縣在財政相對困難的情況下，持續(xù)推進(jìn)教育信息化2.0行動落地，在2019年與訊飛幻境合作建立新疆首家智慧教育體驗中心、培訓(xùn)中心，并在4所學(xué)校建成4間人工智能實驗室，運(yùn)用“人工智能+AR/VR”技術(shù)教育設(shè)備，讓課本電子化，讓課堂智能化，推動人工智能與教育、教學(xué)和學(xué)習(xí)系統(tǒng)性融合。

受財政條件、人員素質(zhì)等種種因素影響，教育的信息化、智能化絕非一蹴而就，而是需要長時間的探索和磨合。

千年以前，杜甫曾經(jīng)面對被秋風(fēng)吹落的破敗茅屋大聲呼吁：安得廣廈千萬間，大庇天下寒士俱歡顏。而今天，教育公平的夢想正在全社會的共同努力下，逐漸成為現(xiàn)實。

（圖片：潘婷? ?段小毛）