揭秘：40分鐘的高效課堂，背后有哪些黑科技？

人工智能的大熱，卻讓不少教育工作者很糾結(jié)。一方面他們找到了新的工具，可以更方便地進(jìn)行資料檢索或翻譯，另一方面又開始疑慮這些功能會(huì)對(duì)學(xué)生產(chǎn)生什么樣的影響。但無論是哪一次技術(shù)革命，終歸有這樣一條法則：與其盲目排斥，不如積極擁抱。

近日，在中國(guó)人民大學(xué)附屬中學(xué)豐臺(tái)學(xué)校（以下稱：人大附中豐臺(tái)學(xué)校）里，一堂別開生面的數(shù)學(xué)課已經(jīng)呈現(xiàn)出了一套關(guān)于AI與教育的正向答案。以往對(duì)于很多孩子來說枯燥抽象的數(shù)字與符號(hào)，卻在40分鐘的時(shí)間里被孩子們的積極互動(dòng)所占據(jù)，甚至是下課鈴響時(shí)也意猶未盡。這一切還要從教室里的新變化說起。

課堂：40分鐘里的新效率

“學(xué)而時(shí)習(xí)之，不亦說乎”—《論語(yǔ)·學(xué)而》

如何在潛移默化中培養(yǎng)學(xué)生的終身學(xué)習(xí)習(xí)慣，能否樂在其中至關(guān)重要。

過去，當(dāng)教室中的主力教學(xué)設(shè)備從黑板轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔X與投影儀的時(shí)候，其實(shí)正意味著教育與數(shù)字化的首次融合，多媒體的融入方式也讓學(xué)生在黑與白之間，看到了五彩繽紛的世界，尤其是對(duì)于文科內(nèi)容而言，無論是語(yǔ)文課上的故事情節(jié)或背景，還是歷史課上的重大事件，都能變得躍然紙上。

而在當(dāng)代課堂上，一種名為交互智能平板的設(shè)備，又正在替代傳統(tǒng)的電腦與投影儀。其所呈現(xiàn)的教學(xué)能力，正如人大附中豐臺(tái)學(xué)校課堂上的活力40分鐘。作為一堂教學(xué)內(nèi)容為倍數(shù)的課程，如果拘泥于數(shù)字，顯然讓三年級(jí)學(xué)生難以“知其然”并“知其所以然”。

然而將現(xiàn)實(shí)中的數(shù)學(xué)應(yīng)用題，以真實(shí)蘿卜的形態(tài)呈現(xiàn)在白板上，就一下將“抽象”轉(zhuǎn)變?yōu)榱?/span>“形象”。更重要的是，這塊交互智能平板還可以進(jìn)行觸控交互，學(xué)生可以親自上前對(duì)蘿卜進(jìn)行倍數(shù)比的調(diào)整。在教學(xué)最后的成果驗(yàn)收答題階段，還能以游戲的形式讓學(xué)生進(jìn)行分組數(shù)學(xué)競(jìng)賽。

一般而言，小學(xué)生的課堂專注力時(shí)長(zhǎng)約為15—20分鐘，“要在40分鐘里出效率”早在黑板時(shí)代起就是老師的教學(xué)目標(biāo)，也是對(duì)于教學(xué)效果的保障。無謂的拖堂其實(shí)帶來的更多是教與學(xué)雙方的煎熬。優(yōu)秀的多媒體交互能力無疑成功吸引了學(xué)生的課堂注意力，交互智能平板本身的軟硬件能力也大幅提升了操作及運(yùn)行效率。

以該學(xué)校所使用的英特爾與希沃合作打造的第七代交互智能平板為例，從老師的角度出發(fā)，最大改變就是告別U盤所帶來的一系列數(shù)據(jù)同步、病毒傳播、系統(tǒng)崩潰等問題。而巨大且多彩的屏幕，可多人流暢觸控交互的操作背后則源于英特爾酷睿Ultra處理器、銳炫系列顯卡支撐的本地化算力，配合希沃系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)高效的本地化運(yùn)算處理。

如果說上述科技助力課堂效率的提升是看得見的部分，那么老師在課堂上所提出的各種引導(dǎo)性提問，學(xué)生們積極或遲疑地舉手作答，交互智能平板中的多顆攝像頭及麥克風(fēng)，則可以說是看不見的部分。其正如那句“臺(tái)上一分鐘，臺(tái)下十年功”，更多代表了課堂之外的努力與積累，而在AI的助力下，后半句里的時(shí)間跨度正在大幅縮短。

教書：老師減負(fù)成長(zhǎng)

“誨人不倦，何有于我哉”—《論語(yǔ)·述而》

“平時(shí)工作最牽扯精力和消耗時(shí)間的可能就是備課與教研環(huán)節(jié)。”剛剛為學(xué)生們帶來了一堂精彩的“蘿卜倍數(shù)”課堂內(nèi)容的于老師在向大家分享如何準(zhǔn)備一堂課時(shí)表示，工作量最大的時(shí)刻不是在課上，而是在課前與課后。

常言道“給人一杯水，心中要有一桶水”，老師需要翻閱大量的資料來進(jìn)行積累，并從中找到思路與靈感，既要適合自己的教學(xué)方式，又要符合教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。這時(shí)，希沃交互智能平板平臺(tái)的課件庫(kù)能夠?yàn)槔蠋熖峁┤珖?guó)優(yōu)秀教師的課件，快速篩選、學(xué)習(xí)和創(chuàng)造教學(xué)靈感。

與此同時(shí)，借助英特爾酷睿Ultra處理器可以讓課件的最終呈現(xiàn)更生動(dòng)有趣，其視頻編輯性能以及3D渲染性能讓學(xué)習(xí)過程更具沉浸式、交互式和協(xié)作式，使學(xué)生能更深入地理解和運(yùn)用知識(shí)。

而在每堂課后如何復(fù)盤教學(xué)效果，在以往則常常依靠的是經(jīng)驗(yàn)至上，也就是學(xué)生時(shí)代偶爾發(fā)現(xiàn)坐在教室最后的年長(zhǎng)老師，他們會(huì)在課后與教師進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)交流。如果說希沃平板在課堂之上的教學(xué)互動(dòng)，將抽象轉(zhuǎn)化為形象的話，下課之后的教研環(huán)節(jié)，則又將感性轉(zhuǎn)化為了數(shù)據(jù)。

老師在課堂上的每一次交流提問與發(fā)問方式，得到的不同回應(yīng)效果，甚至在教室中走動(dòng)的軌跡，均能夠通過希沃交互智能平板上配備的配有8陣列麥克風(fēng)與3A降噪算法，以及8K級(jí)寬畫幅AI三攝 與4K超廣角全景主攝的協(xié)同工作，來對(duì)每一節(jié)課實(shí)現(xiàn)客觀還原。

例如在“蘿卜倍數(shù)”課程結(jié)束約10分鐘后，通過硬件所收集的完整數(shù)據(jù)，配合希沃教學(xué)大模型與課堂智能反饋系統(tǒng)即可生成一份可視化的課堂智能反饋報(bào)告。整個(gè)過程通過英特爾酷睿Ultra處理器的算力實(shí)現(xiàn)了本地運(yùn)行的能力，同時(shí)借助英特爾OpenVINO 2024.0版本，能進(jìn)一步提升AIGC和大語(yǔ)言模型的性能和運(yùn)行效率，相當(dāng)于30臺(tái)高性能電腦同時(shí)工作。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了將長(zhǎng)達(dá)40分鐘的數(shù)據(jù)在短短10分鐘完成分析的能力。

一個(gè)五邊形的圖案最終清晰地出現(xiàn)在了主講老師的面前，這也正是如今頗被教育界認(rèn)可的弗蘭德斯互動(dòng)關(guān)系圖，能夠充分呈現(xiàn)師生語(yǔ)言的互動(dòng)過程，五邊形的角分別包括了啟發(fā)/指導(dǎo)比、教師提問比、學(xué)生發(fā)言比、教學(xué)內(nèi)容比及學(xué)生穩(wěn)態(tài)比五種參數(shù)。例如在這節(jié)被學(xué)生們踴躍參與的“蘿卜倍數(shù)”課堂中，舉手次數(shù)也達(dá)到了385次，不過學(xué)生發(fā)言的總時(shí)間占比卻略顯不足。于是，老師迅速在數(shù)據(jù)的反饋中發(fā)現(xiàn)了改進(jìn)空間，準(zhǔn)備在課堂中加入小組討論發(fā)言或?qū)W生上臺(tái)講解等類似環(huán)節(jié)，進(jìn)而讓五邊形變得更加飽滿。

“我們的目標(biāo)就是讓每一節(jié)課都能達(dá)成這個(gè)五邊形。”一名教研組老師表示。AI分析在其中的助力，也讓更多年輕教師能夠更快速地掌控整節(jié)課的節(jié)奏，了解到具體每一次的啟發(fā)性提問有沒有收到有效反饋，或是學(xué)生的發(fā)散性思維提問有沒有在不經(jīng)意間將教學(xué)內(nèi)容拉遠(yuǎn)，最終才能成就一個(gè)更具效率的40分鐘。

“我覺得K12教育體系中的側(cè)重點(diǎn)就在于早日實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)教學(xué)和因材施教的目標(biāo)。”一位年輕教師在采訪中表示，AI恰恰在實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的過程中扮演起了專職輔導(dǎo)員的角色，能夠?qū)崿F(xiàn)一對(duì)一輔導(dǎo)，助力老師減負(fù)成長(zhǎng)。

對(duì)于學(xué)生的因材施教，AI同樣發(fā)揮著前所未有的新價(jià)值。

育人：學(xué)生因材施教

“求也退，故進(jìn)之；由也兼人，故退之。”—《論語(yǔ)·先進(jìn)》

如同孔子用不同的回答來引導(dǎo)冉求與仲由，不同的學(xué)生要有不同的教學(xué)方法，這個(gè)淺顯的道理在以往的教學(xué)實(shí)踐中卻很難做到面面俱到。但通過AI對(duì)于學(xué)生的提問進(jìn)行應(yīng)答分析就能發(fā)現(xiàn)，不同類型的學(xué)生會(huì)給出不同答案類型，例如直接回答、解釋性回答，或是無法回答，通過分析就能回溯學(xué)生作答時(shí)的難點(diǎn)，進(jìn)而針對(duì)不同學(xué)生的思維方式作出不同的交流方式調(diào)整。

更值得關(guān)注的是，在整個(gè)AI助力課堂內(nèi)外的過程中，由于依托于英特爾酷睿Ultra的本地AI算力，課堂數(shù)據(jù)不會(huì)上傳至云端，同時(shí)在課堂數(shù)據(jù)收集的過程中，也不采集學(xué)生的行為軌跡。實(shí)現(xiàn)了對(duì)未成年人隱私的保護(hù)。

這種既能挖掘優(yōu)點(diǎn)，又能保護(hù)隱私的AI，也啟發(fā)了學(xué)生對(duì)于前沿技術(shù)、AI、計(jì)算機(jī)科學(xué)的濃厚興趣。以本次探訪的人大附中豐臺(tái)學(xué)校小學(xué)部為例，如今每年都會(huì)舉行科技節(jié)體驗(yàn)活動(dòng)，校內(nèi)還成立了編程社團(tuán)，相關(guān)課程中也融入了AI知識(shí)的普及。

“AI無處不在，創(chuàng)芯無所不及”是英特爾在產(chǎn)品發(fā)布活動(dòng)表達(dá)過的一句話，AI如同一場(chǎng)春雨，滋潤(rùn)在菁菁校園，讓課堂教學(xué)有趣高效、老師減負(fù)成長(zhǎng)、學(xué)生因材施教，英特爾與希沃正在攜手，用未來科技培育未來?xiàng)澚骸?/span>