一場“智能+教育”的課堂變革

　　—— 5G信號、全息投影、VR等新技術手段與教育教學深度融合

　　中國慕課大會現場，南京航空航天大學教授田威帶領學生體驗虛擬仿真實驗教學課堂。(單藝偉 攝)

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

　　4月9日，中國慕課大會現場，5G信號、全息投影、VR等新技術手段，為參會者獻上了一場信息技術與教育教學深度融合的技術大“秀”。

　　虛擬仿真激活課堂體驗

　　“虛擬仿真技術可以用情景化的方式，豐富學生感受，帶入情緒，讓學生更深刻、更豐富地理解長征精神。”在中國慕課和中國虛擬仿真實驗教學項目建設和應用成果展區，北京理工大學“VR重走長征路”項目負責人辛子俊表示，技術手段的革新能夠全面提升思政教育和思政工作的有效性。

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

　　“在飛機制造中，實驗難度大，如C919的翼展就有幾十米長，實驗室難以構建場景，而且實驗失敗的成本很高。但是通過虛擬仿真實驗，學生不僅可以在實驗室中體驗這個過程，還可以把原來物理實驗中不能重復做的，在虛擬環境中不斷迭代，增強實驗能力。”南京航空航天大學教授田威談起虛擬仿真實驗也深有感觸。

　　大會現場，在田威的帶領下，南京航空航天大學、貴州理工學院、西北工業大學三校學生實時協作，共同展開了C919飛機大部件虛擬仿真裝配實驗，中國慕課大會參會者頭戴虛擬仿真眼鏡，實時體驗了飛機裝配實驗教學過程。課堂上，還展示了利用全息影像請來的一位神秘人物——孔子，與田威進行了一場穿越時空的對話。

　　在田威看來，虛擬仿真實驗項目作為“智能+教育”的先鋒實踐，正以觸手可及的信息技術解決大學生動手能力不足的短板問題，促進人才培養領域虛與實的結合。

　　同步課堂推動教育公平

　　在5G+4K遠程互動教學系統的承載下，西安和貴陽兩地的學生接入位于北京的飛機拆裝虛擬訓練系統，中國慕課大會現場與貴州理工學院、西北工業大學的師生遠程互動，還原了跨地域、跨學校同上一堂課的場景。

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

　　“經過一個學期的磨合，大家都能跟上進度了。”徐志珍坦言，事實上在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生底子的差異，同步課堂實施起來難度很大。

　　徐志珍介紹，無機化學是難度較大的一門課程，在試點初期進行的一次兩校摸底測試中，喀什大學只有7名學生及格。基于此，她采取了補課講解重點難點、課下強化答疑輔導的方式，并選了10名優秀的華東理工大學學生進行課業輔導。期末測試時，喀什學生合格率67%，良好以上為27%，15名學生得分在90分以上，期末成績還略優于往屆。同時，華東理工大學上該課學生的期末成績，優秀率24%、合格率87%，試點取得了圓滿成功。

　　“雖然無機化學同步課堂開始了一個半學期了，但我還沒有去喀什看過那邊的學生，等這學期的課程結束后，我會親自去一趟喀什，看看那群孩子。”徐志珍表示，希望通過這一輪試點，進一步優化教學過程，把無機化學同步課堂做得更好，共享給更多的西部高校，為其他專業課的同步課堂推廣提供一點經驗，為推動教育公平、服務國家戰略貢獻自己的力量。

　　“雨課堂”演繹智慧教學

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

　　“這是我們開發的光感應黑板。”學堂在線項目負責人呂秋亮解釋說，在“雨課堂”的實踐中發現，理工科教師經常要寫一些公式推理邏輯圖，這時候就會用到黑板，必須對傳統黑板進行改造。

　　據介紹，“雨課堂”是清華大學在線教育辦公室和學堂在線共同推出的新型智慧教學工具，其能連接師生的智能終端，將課前、課上、課后的每個環節都賦予全新的體驗，實現師生多元實時互動、教學全周期數據分析等，為傳統教學中存在的教學方式單一、教學內容枯燥、教學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，已經有85萬個真實授課班級的860萬名師生使用“雨課堂”開展教學活動。

　　呂秋亮表示，2018年底，學堂在線進行了技術開發，在黑板四周嵌了紅外感應框，黑板上的一筆一畫都會實時同步到投影幕布和學生手機上，而且板書是嵌入到“雨課堂”PPT教學中的，在不改變教師教學習慣的情況下，PPT、板書、互動數據以及語音都可以實時記錄下來，達到“上課即建課”的效果。

　　目前，全國有100多所高校使用了“雨課堂”光感應黑板。“雨課堂”和光感應黑板的結合，老師講課的PPT、語音、板書、互動，都能被完整記錄下來，學生可在電腦手機等顯示設備上隨時回看。學生們感慨，“雨課堂”光感應黑板，輕松記錄課堂，讓教學無死角。