近日，在北京市第十八中学的实验室里，同学们正在智慧黑板上模拟物理实验。他们拖动弹簧、勾码等组件，观察记录弹簧弹力与形变量的关系，仿佛亲身操作了一场真实的实验。另一组同学则利用智能系统进行着“甲烷与氯气的反应”化学实验，操作试管、火柴，体验着化学实验的魅力。
“以前，我们只能在实验室接触到这些器材，现在有了这套智能系统，我们随时随地都能复习相关实验，这真的激发了我们对实验的兴趣。”做完模拟实验的宫徙同学说道。
近年来，北京市积极推进教育领域的人工智能应用，围绕“以智助学”“以智助教”“以智助研”“以智助管”，已在许多学校落地，并取得了显著成效。
人工智能赋能课堂教学
在北京市第二十中学的英语课堂上，同学们人手一个“星火语伴”终端设备，对着设备进行口语朗诵。“星火语伴”可以精准识别每个学生的口语，并分析出口语中的发音问题，帮助学生提高口语水平。
“我第一次在课堂上发言的时候，其实存在很多语法错误，也不够流畅，一发言就会紧张。用了‘星火语伴’之后，因为对面是一个虚拟人，我可以更勇敢地说出来，它也会及时发现并纠正我的错误。”二十中一位初三学生表示，通过长时间的对话训练，他的口语表达进步了很多。
数学课上，老师为每个学生定制了“个性化学习手册”。AI平台会根据学生的学习情况，进行学情分析、错题回顾、同类型题目推荐等等，帮助学生进行针对性学习。 “智慧作业系统可以帮助分析每个学生的具体情况，让作业更有针对性。系统的讲评课堂功能，可以帮助老师很快识别出错误率较高的同一类型的题目，提高了备课效率。”二十中数学教师说道。
信息技术课堂上，老师在互联网安全教学模块中增加了“编程加密”的教学活动。 “这个平台提供了很多资源，让信息技术课程的教学更加丰富。此外，平台也提供了编程实践和自动批改的功能，让学生们对于理论的理解更加深刻。”二十中信息技术教师程磊表示。
利用大模型进行自主探究学习
“极端天气会对人类社会带来哪些影响？人类应该怎样应对？”在北京市第十八中学的“AI问学”社团活动中，同学们利用“星火大模型”进行自主探究式学习。
十八中信息技术教师赵建光介绍，学校对同学们进行了问卷调研，结果显示，63%的同学已经在使用各类AI软件辅助学习。为了更好地指导学生合理地使用AI工具，学校开设了人工智能相关课程，让学生们通过AI大模型进行项目式学习，以小组为单位进行自主探究，研究了许多生活中会遇到的问题。
“未来，和人工智能大模型对话，可能会成为一项基本技能，我们应该教会学生如何合理地使用AI工具。”赵建光表示。
在十八中的图书馆、阅览室等开放空间，放置了许多伴学数字人。学生们在闲暇时，可以和数字人沟通交流。从天文地理到诗词歌赋，数字人陪伴学生进行自主学习，拓展他们的知识面，培养他们的学习兴趣。
十八中信息中心主任张悦表示，中学是孩子们思维最活跃的一个阶段，“这种设置让孩子们在轻松愉快的环境下加强自主学习，培养他们自主学习和解决问题的能力。下学期我们还要基于人工智能助手开设交叉学科的课程，培养孩子们跨学科学习的能力。”
大数据驱动教学方式变革
人工智能不仅可以帮助学生学习，还可以帮助教师进行教学和作业分析，提高教学水平。
十八中教师张健介绍，现在，他会在每节课后把上课的录像导入AI平台，平台会对课堂的教学情况进行智能分析，例如分析师生的互动情况、课堂活动的时长等等，帮助老师了解课堂教学效果，并进行改进。
“非常有效。”张健说道，“像我们这样年龄较大的教师，从前更关注如何教。现在通过这个系统，我们更关注如何让学生真正地在课堂上开展学习。”张健表示，在他从教的30多年中，辅助教学工具从最开始的投影仪，到后来的计算机课件，再到现在的人工智能分析，真正地改变了课堂上的一些教学行为。“每个学生在学习的过程中可能会遇到不同问题，这个系统能够帮助我分析每个孩子在这节课上的表现，我就能清楚地知道每个孩子在学习过程中遇到的困难，让我在课下能对这些孩子进行更有针对性的辅导。”
十八中教师胡天林提到，通过智慧作业系统，他可以看到学生的错题情况，让他可以更加针对性地教学。此外，系统还会依据学生阶段性的作业情况，生成个性化的作业本，包括个性错题和班级错题，生成专属个性化的学习方案，帮助学生更好地理解知识，提高学习效率。
