3 月 5 日,兩會政府工作報告明確提出開展“人工智能 +”行動和科教興國戰略,將科技創新型人才培養列為重要任務。
信息科技是現代科學技術領域的重要部分,信息科技課程對培養學生科學精神和科技倫理,提升數字素養和技能起到關鍵作用。自 2022 年教育部印發《義務教育信息科技課程標準》以來,全國已有十余個省市地區陸續開始按新課標要求進行課程實踐,但教師專業能力不足、系統化課程資源缺乏、教學手段落后、專業評價體系缺乏等都是制約其規模化實踐的重要因素。具體到教師開課所面臨的實際問題,大致可歸納為教什么、怎么教、如何評。
從真實需求出發,以課堂教學場景為基礎,3 月 9 日,科大訊飛正式發布人工智能助力信息科技教育解決方案。方案以課程標準為綱領、實驗教學為核心、星火認知大模型技術為支撐,聚焦“人工智能 +”賦能信息科技教育新模式探索,從備課、授課、評價三個維度著手,幫助老師開好一節信息科技課。
體系化課程資源,解決“教什么”
新課標發布后,很多地區尚未有配套全學段、體系化的課程資源,教師備課難度高、耗時長。為解決這一困境,信息科技教學應用平臺提供了覆蓋 1-9 年級的體系化課程資源。資源涵蓋課件、說課視頻、教學設計、教學視頻、實驗、實驗手冊、學習單 7 大類型,包含 4 大學段、6 大主線、18 個學期、288 課時,有效支撐全學段教師輕松備課;為滿足實驗性課程的需求,其中實驗體系提供全學段 64 個主題的“感知-原理-創新”遞進式資源,支撐實驗教學開展。
針對大單元教學、項目式教學等更高的教學要求,平臺提供了 6 大模塊的知識脈絡圖,反向定位資源,構建單元結構思維,讓普通新手教師也可以輕松實現新課標要求的大單元教學;還提供了每一課時的精品說課切片視頻,通過音-頻-文同步結構化,定位知識點關鍵幀,幫助教師快速了解重難點教學策略,節省備課時間。
此外,信息科技作為一門“科”與“技”并重的課程,涉及 262 個專業且縱深的知識點,極大挑戰教師的知識儲備。因此,平臺引入了訊飛星火認知大模型,以對話式、生成式交互,幫助教師高效獲取備課所需的知識,為教師答疑解惑,進一步降低開課門檻。
智能交互工具,解決“怎么教”
教學環節,信息科技教育解決方案充分考慮了傳統計算機教室紀律管控難、及時互動缺乏等弊端,打造了一套更符合信息科技教學的一體化工具,包含管控、互動、分享、激勵 4 大場景,讓教師擁有更多的時間關注課堂教學效果。
除了課堂教學管理,還通過提供智能交互工具,支持實驗教學、項目式學習、合作式學習等多樣化教學方式。以實驗教學為例,解決方案提出了“實驗即教學,教學即實驗”的基本框架。教師在教學的任一環節、課件資源的任一頁均可發布課堂任務,并支持互動實時反饋和數據實時回傳;學生可通過虛擬實驗操作,模擬常規課堂無法實現的真實情景教學;也可以通過信息科技實驗箱開展虛實融合實驗,在虛擬實驗場景下,支持真實場景數據采集與輸入,培養學生觀察與發現問題的能力。
信息科技實驗箱包含 12 種傳感器、5 英寸實驗屏,落地投影面積僅 A4 紙大小,能夠在常規計算機教室輕松使用。此外,實驗開展的整體環境設備還包括教師大屏、教學終端(PC 電腦)以及小組屏,適配統信操作系統,實現軟硬件全面國產化,為更多的信息化教學應用場景賦能。教學過程中,教師可以自由選擇授課終端,輕松展示教學資源,與學生進行互動;學生摒棄了電腦主機和顯示器分離的傳統,采用一體機,留出最大化的桌面空間;小組學習時,教師和小組成員都可將教師端或學生端內容投屏至小組屏,以此實現多終端的信息流轉,提高學習效果。
伴隨式數據采集,解決“如何評”
評價,是一門學科的最后一公里,也是具有挑戰和最有價值的教學閉環手段。
新課標對信息科技提出了真實性、多元性、多樣性等多個方面的評價要求,需涵蓋課堂評價、作業評價、期末評價等多場景。為了更有效地支撐評價,此次評價方案重點在數據的過程性記錄與分析,實現了 4 個一級維度、12 個二級維度的全量數據采集,支持課堂表現、任務完成、實驗完成、知識點學習 4 大場景的教學數據伴隨式采集。
數據采集中,信息科技課程特有的應用場景就是編程任務。傳統教學方式下,學生的編程任務老師無法及時批改,在薄弱地區,老師也缺乏能力批改和輔導學生。方案引入星火編程助手,可以實現 4 大維度 28 個類型的全面檢錯,并給出改正建議,檢錯準確率超 90%,糾錯準確率達 98%,超出 80% 的教師代碼編寫和診斷能力。
另外,基于過程性數據記錄,結合一整個學期的實驗過程性評價、編程任務評價,以及教師學期主觀性評價,星火還可以幫助老師自動智能潤色形成學期評價報告。
截至目前,信息科技教育解決方案已在安徽合肥、湖北武漢、四川、廣東等地 39 所學校進行規模化試點,覆蓋 178 位信息科技教師、16300 名學生。成效數據顯示,該方案幫助老師降低了 63% 的備課時長、90% 的編程批改時間,提升了 75% 的學期評價效率和 51% 的學生課程興趣。
“我們所做的,并不是為了追求一味的技術創新,也不是為了改變課堂教學模式,而是希望用‘人工智能 +’來賦能,幫助所有的信息科技教師開好每一節信息科技課,真正做到易教樂學,AI 上信息科技課。”未來,科大訊飛將持續探索“人工智能 +”在信息科技教育的深度應用,助力科技創新人才培養,讓更多孩子站在人工智能的肩膀上面向未來。
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