一場“智能+教育”的課堂變革

中國慕課大會現(xiàn)場，南京航空航天大學(xué)教授田威帶領(lǐng)學(xué)生體驗(yàn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂。記者 單藝偉 攝

漫天大雪中，紅軍隊(duì)伍在懸崖邊上艱難前行；在荒無人煙的草地上，紅軍隊(duì)伍跨過沼澤泥潭……戴上VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）眼鏡，就能對紅軍長征的艱難困苦感同身受。

4月9日，中國慕課大會現(xiàn)場，5G信號、全息投影、VR等新技術(shù)手段，為參會者獻(xiàn)上了一場信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的技術(shù)大“秀”。

虛擬仿真激活課堂體驗(yàn)

“虛擬仿真技術(shù)可以用情景化的方式，豐富學(xué)生感受，帶入情緒，讓學(xué)生更深刻、更豐富地理解長征精神。”在中國慕課和中國虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)和應(yīng)用成果展區(qū)，北京理工大學(xué)“VR重走長征路”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人辛子俊表示，技術(shù)手段的革新能夠全面提升思政教育和思政工作的有效性。

據(jù)介紹，“VR重走長征路”在北京理工大學(xué)已經(jīng)使用了3年，每年4200多名本科生都會上這堂體驗(yàn)課；而截至目前，北京理工大學(xué)已經(jīng)建成VR重走長征路、青年馬克思演說、人類命運(yùn)共同體3個虛擬仿真思政課，建成了兩個思政智慧教室。

“在飛機(jī)制造中，實(shí)驗(yàn)難度大，如C919的翼展就有幾十米長，實(shí)驗(yàn)室難以構(gòu)建場景，而且實(shí)驗(yàn)失敗的成本很高。但是通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅可以在實(shí)驗(yàn)室中體驗(yàn)這個過程，還可以把原來物理實(shí)驗(yàn)中不能重復(fù)做的，在虛擬環(huán)境中不斷迭代，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰??！蹦暇┖娇蘸教齑髮W(xué)教授田威談起虛擬仿真實(shí)驗(yàn)也深有感觸。

大會現(xiàn)場，在田威的帶領(lǐng)下，南京航空航天大學(xué)、貴州理工學(xué)院、西北工業(yè)大學(xué)三校學(xué)生實(shí)時協(xié)作，共同展開了C919飛機(jī)大部件虛擬仿真裝配實(shí)驗(yàn)，中國慕課大會參會者頭戴虛擬仿真眼鏡，實(shí)時體驗(yàn)了飛機(jī)裝配實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程。課堂上，還展示了利用全息影像請來的一位神秘人物——孔子，與田威進(jìn)行了一場穿越時空的對話。

在田威看來，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目作為“智能+教育”的先鋒實(shí)踐，正以觸手可及的信息技術(shù)解決大學(xué)生動手能力不足的短板問題，促進(jìn)人才培養(yǎng)領(lǐng)域虛與實(shí)的結(jié)合。

同步課堂推動教育公平

在5G+4K遠(yuǎn)程互動教學(xué)系統(tǒng)的承載下，西安和貴陽兩地的學(xué)生接入位于北京的飛機(jī)拆裝虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)，中國慕課大會現(xiàn)場與貴州理工學(xué)院、西北工業(yè)大學(xué)的師生遠(yuǎn)程互動，還原了跨地域、跨學(xué)校同上一堂課的場景。

除此之外，在同步課堂展區(qū)，華東理工大學(xué)教授徐志珍展示了給華東理工大學(xué)的學(xué)生和喀什大學(xué)的學(xué)生上同一堂無機(jī)化學(xué)課的實(shí)況。徐志珍講得精彩生動，兩校的學(xué)生聽得津津有味。

“經(jīng)過一個學(xué)期的磨合，大家都能跟上進(jìn)度了。”徐志珍坦言，事實(shí)上在2018年10月同步課堂開啟之時，由于課程難度大、喀什和上海的時差以及兩校學(xué)生底子的差異，同步課堂實(shí)施起來難度很大。

徐志珍介紹，無機(jī)化學(xué)是難度較大的一門課程，在試點(diǎn)初期進(jìn)行的一次兩校摸底測試中，喀什大學(xué)只有7名學(xué)生及格?；诖?，她采取了補(bǔ)課講解重點(diǎn)難點(diǎn)、課下強(qiáng)化答疑輔導(dǎo)的方式，并選了10名優(yōu)秀的華東理工大學(xué)學(xué)生進(jìn)行課業(yè)輔導(dǎo)。期末測試時，喀什學(xué)生合格率67%，良好以上為27%，15名學(xué)生得分在90分以上，期末成績還略優(yōu)于往屆。同時，華東理工大學(xué)上該課學(xué)生的期末成績，優(yōu)秀率24%、合格率87%，試點(diǎn)取得了圓滿成功。

“雖然無機(jī)化學(xué)同步課堂開始了一個半學(xué)期了，但我還沒有去喀什看過那邊的學(xué)生，等這學(xué)期的課程結(jié)束后，我會親自去一趟喀什，看看那群孩子?！毙熘菊浔硎荆Ｍㄟ^這一輪試點(diǎn)，進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)過程，把無機(jī)化學(xué)同步課堂做得更好，共享給更多的西部高校，為其他專業(yè)課的同步課堂推廣提供一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，為推動教育公平、服務(wù)國家戰(zhàn)略貢獻(xiàn)自己的力量。

“雨課堂”演繹智慧教學(xué)

在清華大學(xué)智慧課堂展區(qū)，如果你在黑板上畫了一個坐標(biāo)軸，旁邊的投影幕布上就會立馬顯示出來，而在手機(jī)端的“雨課堂”界面中也同步顯示出這個坐標(biāo)軸。

“這是我們開發(fā)的光感應(yīng)黑板。”學(xué)堂在線項(xiàng)目負(fù)責(zé)人呂秋亮解釋說，在“雨課堂”的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，理工科教師經(jīng)常要寫一些公式推理邏輯圖，這時候就會用到黑板，必須對傳統(tǒng)黑板進(jìn)行改造。

據(jù)介紹，“雨課堂”是清華大學(xué)在線教育辦公室和學(xué)堂在線共同推出的新型智慧教學(xué)工具，其能連接師生的智能終端，將課前、課上、課后的每個環(huán)節(jié)都賦予全新的體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)師生多元實(shí)時互動、教學(xué)全周期數(shù)據(jù)分析等，為傳統(tǒng)教學(xué)中存在的教學(xué)方式單一、教學(xué)內(nèi)容枯燥、教學(xué)效果不好等問題提供了一種有效的解決方法。截至2月28日，已經(jīng)有85萬個真實(shí)授課班級的860萬名師生使用“雨課堂”開展教學(xué)活動。

呂秋亮表示，2018年底，學(xué)堂在線進(jìn)行了技術(shù)開發(fā)，在黑板四周嵌了紅外感應(yīng)框，黑板上的一筆一畫都會實(shí)時同步到投影幕布和學(xué)生手機(jī)上，而且板書是嵌入到“雨課堂”PPT教學(xué)中的，在不改變教師教學(xué)習(xí)慣的情況下，PPT、板書、互動數(shù)據(jù)以及語音都可以實(shí)時記錄下來，達(dá)到“上課即建課”的效果。

目前，全國有100多所高校使用了“雨課堂”光感應(yīng)黑板?！坝暾n堂”和光感應(yīng)黑板的結(jié)合，老師講課的PPT、語音、板書、互動，都能被完整記錄下來，學(xué)生可在電腦手機(jī)等顯示設(shè)備上隨時回看。學(xué)生們感慨，“雨課堂”光感應(yīng)黑板，輕松記錄課堂，讓教學(xué)無死角。