當前，我國正在實施基礎教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動，強化信息技術與教育教學深度融合應用。中新天津生態(tài)城作為世界智能大會永久展示體驗地，正在加快推進教育數(shù)字轉(zhuǎn)型和智能升級。近日，北師大天津生態(tài)城附屬學校智慧校園管理系統(tǒng)投入使用，校園里的一系列智慧應用拓展了教育新空間。

搭建智慧課堂因材施教精準教學

北師大天津生態(tài)城附校分為小學、初中、高中三個學部，在校生3300余名，校內(nèi)79間教室均裝有智慧設備。老師可根據(jù)教學需求，提前在教室里的觸屏電腦裝載教學課件，不僅提高了講課效率，也提升課堂了趣味性。此外，老師還可通過教室里的智能設備一鍵啟動錄課，學生可反復回看教學視頻，便于知識點查漏補缺。

依托科大訊飛的智能技術和產(chǎn)品，學校打造了“智慧課堂”。走進這間智慧課堂，學生的課桌上有平板電腦。該設備具有手寫、語音、手勢等多種識別輸入功能，并裝載了電子教材、圖片、視頻、習題等豐富的教學資源，老師和學生無論是課前、課中還是課后，都可以實現(xiàn)高效互動。

課前，老師通過智能設備向?qū)W生推送與教學內(nèi)容相關的背景知識和預習任務，引發(fā)學生思考，提升預習效果。課中，老師可設置搶答、pk作答、討論點贊等趣味教學活動，提升課堂氣氛，吸引學生主動參與課堂學習。利用語音評測技術和字符識別技術，平板電腦能糾正學生的英文發(fā)音和拼寫錯誤。課后，老師一鍵發(fā)起課堂練習，平板電腦會及時呈現(xiàn)學生作答結(jié)果。教室里的智能監(jiān)測設備還能對課堂進行全場景實時記錄，課后生成課堂報告，幫助老師分析課堂教學效果，并根據(jù)每個學生的課堂表現(xiàn)，進行個性化課后輔導，實現(xiàn)因材施教，精準教學。

走出智慧課堂，進入5G教室，借助高速率、低延遲、廣覆蓋的5G技術，可以讓異地互動“云中課堂”更加流暢。北京師范大學教育集團依托北師大強大的教科研資源，在全國擁有眾多附校，生態(tài)城附校就是其中之一。有了5G教室，生態(tài)城附校可以與異地兄弟校聯(lián)合開展“云中課堂”，通過多空間深層交互，實現(xiàn)教學同步、互動同步、學情同步，促進優(yōu)質(zhì)教育資源均衡發(fā)展。

大數(shù)據(jù)輔助教學是北師大生態(tài)城附校開展智慧教學的另一個嘗試?？拼笥嶏w智學網(wǎng)附帶海量習題，老師結(jié)合具體學情，可以從系統(tǒng)中自主選題組卷，再通過智能設備判卷，判卷的同時設備已經(jīng)過程性收集了學生的學情數(shù)據(jù)并展開科學分析，老師可以據(jù)此有針對性地開展教學。最后，老師根據(jù)錯題情況因人而異布置作業(yè)，無形中不僅減輕了學生的作業(yè)負擔，還提升了教學效果。

賦能素質(zhì)教育安全有趣交互學習

在北師大生態(tài)城附校，“VR/AR教室”是最受學生喜愛的地方，這里配備了全沉浸式VR一體機和AR智能課桌，是學校開展素質(zhì)教學“神器”。

VR一體機綜合利用虛擬現(xiàn)實技術，在有限的空間里通過頭顯、手柄、定位器等裝備，讓學生身臨其境體驗火星探測、細胞世界、地球結(jié)構(gòu)等現(xiàn)實課堂難以實現(xiàn)的教學情境，為學生帶來沉浸式趣味互動體驗。

AR智能課桌將上百套實驗課程與人工智能交互桌面融為一體，將一塊塊小小的卡牌，轉(zhuǎn)化為多種多樣的實物模型，甚至抽象元素，將學習內(nèi)容以3D圖形的方式展現(xiàn)，讓教具、實訓環(huán)境、實驗課題場景化，配套教材的各種課程資源，豐富了課堂內(nèi)容，讓傳統(tǒng)課堂與現(xiàn)代化技術相呼應，從而實現(xiàn)安全有趣的交互學習，充分調(diào)動學生動手實踐，提升其分析問題解決問題的能力。

學校在體育教學中也引入了智能教學設備。傳統(tǒng)體育教學缺乏對學生運動數(shù)據(jù)的實時采集和運動狀態(tài)的科學監(jiān)測，存在“難記錄、難量化、難監(jiān)督、難分析”等問題。智能體育教學設備基于視頻感知技術和人工智能視覺算法，實時采集學生的體育運動成績和身體狀況，不僅可以幫助學生實時糾錯動作，還可以讓老師根據(jù)學生的血壓、心率等指標，及時對運動強度做出調(diào)整，實現(xiàn)了體育教學場景、考試場景的無感化，提升了體育課的安全性和科學性。

對學生綜合素質(zhì)的評價，不僅僅局限于知識水平、藝術特長和身體素質(zhì)，也涵蓋道德修養(yǎng)和行為習慣。為盡可能全面立體客觀地對學生綜合素質(zhì)進行評價，北師大生態(tài)城附校依托生態(tài)城素質(zhì)教育積分體系，通過科學模型全面分析評估學生各學科發(fā)展情況和學校素質(zhì)教育成果。在對學生校內(nèi)成績和藝術特長認證賦分的同時，學校還可以通過教室內(nèi)的智能感知設備，搜集學生在考勤、勞動、課堂紀律、答題活躍度等方面的信息，并確定相應分值，讓學生的綜合素質(zhì)評價不再單純依靠老師的主觀感受，而是有了客觀量化，引導學生德智體美勞全面發(fā)展，讓“雙減”真正落地見效。

提升學校管理打造智慧低碳校園

一座智慧化的校園，不僅僅體現(xiàn)在教學理念和教學設備的“智慧”，同時也應該兼顧管理的“智慧”。為此，北師大生態(tài)城附校打造了“數(shù)字孿生校園管理平臺”，通過數(shù)字孿生技術結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)，對內(nèi)打通智慧教學、智慧能源管控、校園安防等系統(tǒng)，對外鏈接生態(tài)城智慧大腦，為學校可視化精準化管理賦能。

在教學管理方面，智慧教室在滿足學生遠程聽課、視頻回放的同時，還實現(xiàn)了無感督學。教學督導人員可以靈活安排巡課時間，避免因現(xiàn)場巡課給師生帶來干擾；隨機的巡查可以更真實地了解教學情況，大幅提升督學效率。

校園安全是教育教學工作正常開展的前提。通過數(shù)字孿生校園管理平臺，可以讓學校的每一個角落不論樓內(nèi)還是樓外，都以三維立體圖形的方式呈現(xiàn)給管理者。當有突發(fā)情況時，管理者可以精準定位并將相關情況同步給城市大腦，同時啟動應急處置。 為了讓管理不留死角，學校將現(xiàn)有的電子圍欄通過數(shù)字孿生平臺進行可視化管理，有人翻越圍欄，數(shù)字孿生校園管理系統(tǒng)會立即發(fā)出警報，同步調(diào)用監(jiān)控系統(tǒng)攝錄人員信息，實現(xiàn)校園安全管理智能化、可視化。

在校園低碳管理方面，數(shù)字孿生校園管理平臺與生態(tài)城綠色建筑監(jiān)測平臺相鏈接，能夠?qū)崟r監(jiān)測學校能耗數(shù)據(jù)。系統(tǒng)會定期核算校園二氧化碳排放量，統(tǒng)計常規(guī)能源與可再生能源消耗，幫助學校盡早發(fā)現(xiàn)異常狀況，減少能源浪費，并可據(jù)此科學制定供暖、供冷、照明等用能系統(tǒng)的運行策略。北師大生態(tài)城附校是三星級綠色建筑，智慧能源管控系統(tǒng)加上建筑本身的低能耗設計，全年可減少二氧化碳排放3000噸。

在實現(xiàn)節(jié)能減排的同時，教學環(huán)境的舒適度絲毫不打折扣，數(shù)字孿生校園系統(tǒng)實時顯示著每間教室的溫濕度、二氧化碳濃度、PM2.5等室內(nèi)空氣數(shù)據(jù)，學?？蓳?jù)此調(diào)整新風系統(tǒng)和空調(diào)，讓學生在智能舒適的環(huán)境中學習成長。

孿生校園管理平臺還為學校接入城市大腦中的氣象、交通、醫(yī)療等數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了校園內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、業(yè)務數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的全量數(shù)據(jù)貫通。隨著生態(tài)城智慧教育的復制推廣和深入建設，孿生校園平臺作為智慧教育數(shù)字基座，聯(lián)動教育行業(yè)內(nèi)一流的教學資源，區(qū)域內(nèi)優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療衛(wèi)生、安全體驗、科普場館等城市資源，豐富數(shù)字化教育資源和服務，拓展教育新空間。十四五期間，生態(tài)城將在數(shù)字孿生教育基座上，對物聯(lián)網(wǎng)感知、人工智能、大數(shù)據(jù)、5G、區(qū)塊鏈等數(shù)字科技進行集成應用與融合創(chuàng)新，為探索智慧教育新模式、打造數(shù)字化教育社區(qū)提供技術支撐。