AI人工智慧课堂在科普活动中的应用

杜绍安

摘 要：AI人工智慧课堂利用了先进的信息技术手段来营造智能化的教学活动环境，形成师生交流立体化、教学过程智能化的课堂空间。大数据、物联网、云计算、可穿戴设备等技术与教育的深度融合，使得教学中各类数据的收集、追踪、分析成为可能。AI人工智慧课堂让学生和教师充分感受和运用基于未来的先进技术。在人工智慧化的教学环境下，能实现科技活动课堂中的如：移动教学、智能评测、智能在线测试、智能课室等功能。让学生和教师充分感受和运用基于未来的先进技术。

关键词：AI人工智慧课堂 智慧课堂 科普 应用

一、项目的建设和管理

本项目的硬件建设是以互联网为基础建立的可移动教学平台。硬件建设完成后学校随即建立了实验班场室规范和设备使用制度：实验班的科任教师和学生每人一台平板电脑;非实验班人员不能使用本项目平板设备;每台设备均以实名制登记，一人一机;网络带宽资源专用，只有实验班的设备和指定管理人员能获得无线网络使用权限，保证网络在日常教学中保持正常、流畅的状态。

二、开展教师移动教学分享交流

在本项目实施的中期阶段，我校组织了行政、项目教师和相关学科教师进行《创建全新的智慧教学模式》的教学应用分享交流研讨。为了让讲座更有目的性和更加贴近教学，会上邀请了两位在智慧课堂教学应用中相当有经验的两位一线教师作分享报告。两位教师结合自己使用移动设备运用到日常教学中的经验，演示了科学科、英语科、数学科、语文科在各种教学场景中运用到的应用软件及使用方法，在场行政和每位教师都受益良多。

三、开展学生STEAM创意应用讲座

我校组织实验班学生使用移动设备参与了两场生动的STEAM创意应用讲座。运用Puppet Pals 软件以生动的木偶剧作为场景，让学生使用移动设备自己动手设计木偶剧：学生以导演的身份通过搭建场景，挑选演员，自己录制个性化视频完成木偶剧的创作。运用Pottery 软件，自己设计制作独一无二的陶瓷作品。两场讲座让学生充分运用各个学科的知识，激发创意思维的同时又培养了独立思考、独立创作的能力。

四、AI人工智慧课堂改变了传统教学

1.教学的可移动化

移动设备用于AI人工智慧课堂，除了可以让烦琐的学具整合在一起并且电子化，也使教学摆脱传统教室的地域限制，让科普活动中师生互动的空间拓展到更宽更广。空间可以是教室外、校外，甚至无处不在。实现无处不教学，无处不学习。在不久的将来，可移动化教学必定会取代传统教室教学，成为常规教学实施手段[1]。

2.AI人工智慧课堂把传统教学中“点到面”转变成“点到点”的教学模式

在AI人工智慧课堂中，师生之间的互动建立起“点到点”的关系，教师可以直接解决某一位学生提出的问题，而且不受时间和地点的限制。学生可以随时随地地提出问题，教师也可以随时随地地回答。在“小班化”环境下，更能突显这种教学模式的优点。

3.在AI人工智慧课堂中，学生使用工具的模式发生改变

在传统科学课堂上，实验的实施往往需要仪器和物品的配合，在学生操作实验过程中难免损坏实验仪器，有些实验甚至带有一定危险性。在智慧课堂上，学生可以运用学科软件进行模拟操作，既保证了每位学生都有动手做的机会保证学习质量，避免实验仪器的损坏出现安全事故，也可以节约资源减少开支。

4.智能课室从硬件上提供及时化的教学环境

本项目智慧课堂系统还具备自编题目和自动识别评分的功能。项目实验成员把这一功能应用到数学教学中。课前教师编写好题目，课堂中学生利用系统的反馈功能回答问题，系统通过智能分析技术将学生回答问题的数据进行整理并列出答题情况分析图表。教师即时可以根据图表知道学生掌握知识的情况，大大提升了学习

效能[2]。

5.人性化的软件交互功能和智能化的反馈功能

本项目所使用的智慧课堂系统界面操作简单，使用方便。系统内部具备数据收集和智能分析的能力[3]。项目实验成员在AI人工智慧课堂环境下展示了一节科学与数学学科整合实验课例《起点和终点》。传统教学环境下，教师要收集实验数据需要逐一收集和整理，而在智慧课堂环境下学生可以把实验中纸青蛙跳跃距离的实验信息通过网络迅速发送给教师，教师即时接收数据及时了解学生实验情况，马上就可以对学生的实验结果作反馈和小结。

AI智能技术在课堂中应用提高科普教育的效率，增加学生学习科学知识的兴趣，让师生在一个充满智慧的课室内提升学习效能。

五、AI技术改变了学校管理和办公模式

学校把AI人工智慧课堂的理念推广到学校管理和教师办公模式中。AI人脸识别技术与学校OA办公管理软件相结合，能快速实现员工签到打卡，并即时把考勤数据发送到OA办公管理软件中，按时生成报表，数据一目了然。同时，AI人脸识别技术也可以运用到学生出勤情况和学校访客管理中，运用AI技术为校园环境和学生人身安全提供了保障。

建立私有云系统，大数据下打通系统的壁垒。移动设备运用在办公环境中，涉及不同操作数据互访的问题，又由于移动设备与台式电脑操作模式的区别，导致数据无法互通。学校引入校内网络存储设备建立私有云系统，在不同类型操作系统之间统一了交互使用界面并实现了学生的学习数据、教师的办公数据、学校的管理数据的互通。逐步向无纸化办公过渡的同时也为将来教学研究提供了数据支持。把设备建立在校内形成私有云系统，这是数据安全的有力保证。

六、未来的展望

AI人工智慧课堂有利于信息技术在学校科普活动的深化，为学校将来实现无纸化教学和无纸化办公提供了实践依据;同时，比较两种不同的科普教学模式中提取数据相互比较，各取所长，促进教师和学生之间互相学习，也有利于优化实施的科普教育模式;依托优越、先进的教学环境，在同区学校中引领推进先进信息化的发展，同时推广崭新的科普教学理念起到辐射作用。

AI人工智慧课堂在科普活动中的应用已经深入到各个学科的日常教学中，在将来也必定能成为常规教学中不可缺少的重要手段。但由于本项目在我校处于刚刚起步阶段，在实践探索中难免会遇到各种问题。现提出项目实施过程中所遇到的问题，供大家探讨并以此作为将来研究需要解决的方向：

1.电子屏书写能否取代传统纸张书写？

在本项目实施过程中，对象是一年级学生，用手动笔书写是小学生特别是一年级学生必须掌握的基本技能。在项目中使用的电子屏和电子触控笔无论在质感和使用感受上离传统的纸张和笔还是有一定距离。比如，目前使用的平板电脑的屏幕所使用的材质光滑且硬度较高，这与纸张的自带阻力和柔软的特性刚刚相反，材质的区别造成在实际使用当中使用的力度和书写方法必然会与传统方式有所区别，这对于刚刚学习写字的低年级学生来讲肯定会很难适应。毕竟学生在学习过程中电子设备目前还不能完全代替传统书写，学生还是需要拿起笔书写作业、完成试题。目前，传统纸笔应不应该被电子产品取代或者会不会被取代，仍是有待研究探讨的内容。

2.未来的AI人工智慧课堂应该朝着什么方向发展？

科技领域的发展速度不可想象，几乎每天都有新技术、新产品的出现。AI人工智能技术的出现更是一个“可怕”的新兴产业，可怕是因为这项技术一旦成熟，可能會难以控制。在教育领域，AI能否减轻学生学业和教师的工作负担这个已经毋庸置疑，那到底将来的智慧课堂将会以一个什么的形态出现，“AI+教育”会不会是“互联网+教育”的下一个形态？这是智能技术的技术开发者和教学一线工作者都值得思考的问题。

参考文献

[1]苏小龙.智慧课堂环境下精准教学的实施策略[J].新教师，2019（08）：64-65.

[2]辜苹苹.基于网络学习空间实施智慧课堂的教学[J].华夏教师，2019（10）：75.

[3]高巧莺，杨艳.精准定位深化互动——智慧课堂环境下提升教学实效性研究[J].福建基础教育研究，2018（12）：35-36.