這是一堂八年級數學課，講的是“冪的乘方”。開始上課時，班主任劉欣和老師打開希沃教學平臺，給學生播放了從《流浪地球》影片中截取的片段。視頻中宇航員駕駛空間站沖向木星的“風暴眼”，通過爆炸的推力把地球推離木星的軌道。3分鐘后，劉老師根據視頻中的情境給學生出了一道思考題：已知木星的半徑，如何求解木星的體積?成功地把“冪的乘方”這個數學概念引了出來。
這一課，師生雙方都上得很輕松、順暢。老師的手在觸控板上輕輕觸摸一下，空白處就會“冒”出知識點。學生做好的課堂作業放在黑板前的“黑盒子”中一掃，就會自動出現在觸控板上，老師可以邊講邊改。
輕松的課堂氛圍，先進的教學儀器，這不是在教育相對發達的東部地區，而是記者在西北內陸的寧夏石嘴山市第八中學體驗的普通一課。在這里，教師通過人工智能多種教學輔助軟件進行自我“充電”、備課上課、與學生互動交流，已經探索實踐了兩年。
2018年8月，為加快教育現代化和教育強國建設，教育部結合國家“互聯網+”、大數據、人工智能等重大戰略，啟動了“互聯網+教育”示范區建設和人工智能助推教師隊伍建設行動試點，寧夏獲批全國首個“互聯網+教育”示范區，石嘴山市成為首批人工智能助推教師隊伍建設行動試點城市之一。“互聯網”“人工智能”等科技手段和教育教學、深度融合，不僅作為“手段和工具”在情境化學習、教師培養、幫扶貧困等多個方面發揮作用，同時還作為“知識和內容”推進了管理方式重構、教學流程再造，確保了教學的有效性與及時性。
人工智能讓精準教學成為現實
“備課更輕松了，隨時更新優質教學資源，知識點講解更精準了，精準教學成為現實”，這是“互聯網+教育”給教師們帶來的最大感受。
今年是寧夏石嘴山市第三中學物理教師趙虎工作的第七年，從最早用黑板粉筆，到今天電子化備課，效率“提升了一倍”。“以前備課需要四五個小時，現在兩個小時就完成了。課后，課堂上的學生習題會自動生成一個報告，我把易錯題再迅速組成一張卷子發給同學們。課堂的效率更高了，同學們的精氣神調動起來了。”趙虎告訴記者。
在石嘴山市第15小學，數學老師李然也經歷了技術進步帶來的改變。“2012年剛參加工作的時候，我每天都抱個小黑板給同學們抄口算題，還要帶著教案、大尺子，手里總是拎一大堆東西跑來跑去。2015年，學校安裝了電子觸控教學終端，很多學科工具替代了傳統的教學工具，隨調隨用。翻轉課堂變得很容易，我可以更深度地思考一些問題，比如，我究竟要讓學生學到什么?我可以對教學內容再深挖。”李然說。
年輕老師掌握新技術很快，在老教師那里，運用新技術也讓他們感覺到課堂教學的點滴變化。石嘴山市第三中學歷史教師朱國東工作33年了，近幾年，他明顯感覺到“互聯網+教育”助推教師專業成長的速度。“我雖然55歲了，卻是學校軟件用得最多的老師之一。歷史課有的內容相對概括，學生不太感興趣，在講中國古代手工業一節的時候，講到制瓷業，我會給同學們下載一些拍賣會上的瓷器照片，讓他們直觀感受歷史的饋贈，讓知識點活起來。”
讓電子產品“為我所用”
石嘴山市第三中學教師徐翠霞感受到的是師生關系的明顯變化。作為高中語文教師，以前她最擔心孩子們“玩手機”，上課前還會讓同學們把手機關掉甚至“鎖在班級前面的柜子里”?，F在利用新技術教學，“自己不帶手機課程都無法開展，還要通過微課等多種手段請同學們看視頻學習。現在，同學們和電子產品之間產生了正向的循環。學習效率的提升讓處于青春期容易緊張的師生關系、家校關系都融洽了起來。”徐翠霞說。
讓電子產品“為我所用”，產生“正面效應”，正是石嘴山市教育部門在試點成立之初考慮到的問題。電子產品多，如何銜接?一節課看屏幕的時間有多少，看書本的時間有多少，都經歷過一次次實驗。“既立足于網內，又跳出互聯網。我們要求青年教師集體備課，入職不滿五年的教師手寫教案，既迅速提升教學水平，又不能失掉獨立思考的能力。”路月玲說。
石嘴山市教育體育局局長劉金星告訴記者：“相對于教育，信息技術企業更擅長做大數據分析，我們的目標是讓教師用先進技術武裝自己，既是教育家，又當科學家。”
在這樣的教學環境之下，教學相長成為現實。石嘴山市第三中學數學教師張海玲告訴記者，她的數學課上，有時會用翻轉課堂的方式讓學生做課件完成一節微課。“他們略顯稚嫩的講述往往給我帶來啟發，我們互相學習影響，我發現同學們的信息技術水平非常高。”
石嘴山第三中學高二學生段宇航對化學很感興趣，課堂上，老師用AI軟件把分子構型全都展現出來，“化學不再是一串化學式，而是3D模型，從抽象的理念到直觀的概念，效果提升不少。”
用信息技術提高“造血”功能
當前，在廣大地區特別是西部欠發達地區，教育資源不均衡、教師結構性短缺成為教育領域的普遍現象。教育扶貧，不能單純依靠優質教師輸送這一“輸血”模式，還要通過開展教學智能幫扶，提高教師培養的“造血”功能。
石嘴山市教育體育局黨組成員、師資培訓中心主任邸彥春說，在石嘴山，一些學校因編制限制導致學科教師結構失衡，教師隊伍整體科學素養、創新素養不高，尤其是35歲至45歲的成熟型教師缺失情況嚴重，加之女性教師因婚育休假造成短暫的結構性缺失，影響了正常教學工作開展和學生的全面發展。“教師結構性短缺成為制約教育發展的一大短板，這也是我們堅持向互聯網和人工智能要教學生產力的重要原因。”邸彥春說。
自試點工作開展以來，石嘴山市33所初高中推行了數理化生教學工具、人機對話英語訓練、智慧閱讀和電子觸控屏教學工具為主的學科智能教學助手應用;28所小學和初高中實施以大數據驅動教研、智能化課堂觀察、課堂行為觀察智能化分析應用，分析教師教學行為和學生學習情況，為教師改進教學方式、教學策略提供依據。
在未來教師的培養上，石嘴山市將積極加強與區內外師范院校的合作，在利用人工智能等新技術培養教師方面主動探索。“我們已經與浙江師范大學、東北師范大學、北京師范大學等知名院校合作建立了石嘴山教師研修中心、教師教育創新基地、專家工作室等，形成依托高校培育本地教師成長的新機制，最終打破了教育資源的跨時空傳遞瓶頸，實現優質教學資源在東西部之間的互通共享。”邸彥春說。
未來，以石嘴山為試點的人工智能助推教師隊伍建設將全面落地，遍地開花。人工智能將為教師隊伍帶來哪些改變?
教育部教師工作司司長任友群表示，這項工作蘊含著助力教育精準扶貧、實現基本公共教育服務均等化、滿足人民群眾對公平優質教育的需求。“一是多樣化滿足貧困地區和鄉村學校開課需求。通過實現教學工具、設施，教育裝備、資源的信息化，大力構建同步智能課堂，通過專門開課、同步上課、錄播課堂等方式，讓貧困地區學校開齊開足開好國家規定課程。二是多維度提升貧困地區和鄉村教師教學能力。利用智能研修平臺，圍繞新時代教育發展需求，實現教育發達地區骨干教師引領貧困地區教師協同研修。運用信息化技術手段，幫助貧困地區教師跨越數字鴻溝，分享智能教育成果。三是多層次推動優質教育資源共享。通過優質學校開設網絡課堂、網絡學校等形式，組織教師共享配套學習資料、在線答疑輔導，全方位推動優質教育資源工作，滿足學生對優質教育的需求。”任友群說。
