“黑科技”+教育，破解教育领域难题

虚拟仿真实验室，智能钢琴，智慧种植系统……4月21日至4月23日举行的第81届中国教育装备展示会（以下简称教装展）上，各类“黑科技”产品悉数亮相，为教育领域的难点破解和探索发展插上“智慧”的翅膀。 虚实空间搭配，为实验室安全保驾护航 实验室利用率统计、开设课程统计、学院数据统计、实时数据监控……教装展现场，一块屏幕吸引了不少观众的兴趣，屏幕上详细展示了实验课程的各项数据信息，这是企业研发的实验室大数据看板。 实验室安全一直备受关注。近年来，在高校实验室的规模、数量剧增的同时，安全事故时有发生。自2015年起，教育部每年都会开展高校实验室安全专项检查工作。同时，逐年更新并颁布了一系列安全检查指标。今年2月，教育部公布《高等学校实验室安全规范》，防范和消除安全隐患，最大限度减少实验室安全事故。 立达信产品经理黄先生表示，根据调研，实训室运转过程欠缺完整的安全监督机制，以及水、电、危险化学品等设备物品缺乏安全管控，是主要的实验安全问题。此外，高校与职校实验室存在实训管理效率低、实训资源分配不均、教学模式单一、安全管理隐患较多等现实困境。基于这些问题，公司推出数字实训室管理平台，对实训设备设施进行数字化升级。 参展企业聚焦实验室安全推出系列产品。 主办方供图 “我们对学生有安全知识的学习要求，他们通过了安全学习考试，才可以跟门禁系统进行联络，申请和进入实训室。”黄先生介绍，数字实训室管理平台以物联网、大数据、人工智能、云原生等信息技术为基础，搭建了课表联动-预约管理-信息发布-出入联动-考勤管理-设备管理-实训管理中心的全链条应用场景，系统具有的自动巡检功能可实时检测到用电异常等突发情况、并在老师电脑端发出“及时处理”预警信号。“我们也在高电流高电压的设备上进行了电源监控，一旦出现问题，设备会自动断电，最大限度降低操作风险。” 此外，就实验室安全管理而言，以化学类实验室为例，平台可对浓硫酸等危险品的使用量和剩余量进行数据抓取和入库记录，以防学生私自将危化品带出去。“我们提供软件平台和硬件设备，将原来的场地变成一个智能化的实训室。” 实验设备陈旧不足，实验考试流于形式、老师以“讲”代“做”，实验安全难以管理，反复练习难以实现，实验数据无法统计，缺乏科学分析指导是学校在实验教学中的普遍痛点。对于更低年龄段的中学生来说，如何在保证实验效果的同时更好保障实验安全？ 记者在此次教装展现场发现，部分企业针对中学生的实验需求也提供了相对的解决方案。 如实验教学产品“实验邦”以物联网、虚拟现实和人工智能为依托，提供与新课标同步的AI实验教学测试平台，内容涵盖中学物理、化学、生物等学科。学生可在手机、平板或电脑上通过手指或鼠标移动虚拟仿真器材、旋转桌面视角，在逼真的环境中进行实验操作。 “我们打造的3D实验室能避免电流表电压表短路、强酸强碱腐蚀物品或人体、试管破裂等各种状况。”上海歌学信息技术有限公司上海区销售经理李东松给记者演示了如何用电压表测量电压的实验，当他故意做出交叉导线、忘记关闭开关的不当操作时，屏幕随即发出错误指令；成功连接后，电压表上的指针开始转动，“整个过程必须跟实际实验一模一样。”显示屏右侧还设计有实验报告、整理器材等功能，学生可查看操作评分及错误标注，检测自己的实验操作掌握水平。 李东松谈道，3D实验室提供了具有真实场景、紧扣考试大纲、智能纠错回放、AI智能测评、大数据分析等优势的一站式实验测评解决方案，在提升教学效率的同时有效缓解了考练压力。 “长期操作虚拟器材，是否会降低学生的实际动手能力？”对此，李东松表示，公司在调研中发现，许多学校最关注的还是学生的安全和健康，老师可以先借助虚拟实验平台演示危险操作，提醒学生注意规避。另外，学生只有在熟练操作的基础上，才能保证在有时间限制的考试中提高成功几率，虚拟仿真平台可以应对学生人数与实际实验室数量不对等的情况。 优化校园安全管理和急救教学方式，守护生命健康 “江西一小学校内老式建筑着火”“四川某大学学生宿舍集体被盗”“湖南某高校大量学生信息被盗被冒名”“西安某小学一年级小学生校园内被撞身亡”……每一次校园安全事故都是警示，同时也对校园安全管理工作提出更高的要求。 有企业调研发现，安防技术老旧、不具备事前预警能力，检测维度不全、容易遗漏危险信号，管理流程落后、不能将危险最小化是当今校园安全管理的突出问题。 此次教装展上，有企业推出了AI数字安全校园综合解决方案，利用物联技术和数字大平台，全面监测校园出入、宿舍考勤、食堂安全、危险区域等，以及：用电安全、设备隐患、消防安全、通道堵塞等，将风险检测、AI隐患识别、预警推送、处置审核四个流程全闭环管理。 除了环境安全，聚焦个体生命安全的急救教育亦为校园安全的重要一环。《教育部办公厅关于开展全国学校急救教育试点工作的通知》（以下简称《通知》）等文件明确了国家加大对急救教育的政策支持。 《通知》中提到，试点建设任务包括普及急救知识，将急救教育融入学校的课堂教育、课外实践等教育教学活动，形成以日常教育教学活动为载体，校内校外、课内课外、线上线下等多种教育形式并存的学校急救教育模式，切实提高应急救护知识与技能普及率。 参展企业带来的心肺复苏急救教育产品可帮助大家练习急救技能。主办方供图 此次教装展上，部分企业也带来了心肺复苏急救教育产品。杭州易数网络技术有限公司带来的心肺复苏急救教育产品引来不少观展者动手体验。记者在现场看到，学员的按压数据能实时传送到教员机端口，且有视频教案、图文教案、题库训练、竞赛模式、考核模式等功能可选择。当教员进行示范教学时，显示屏下方的摄像头可将操作画面传输至学员屏幕，方便学生观看。 寓教于乐，让体育教学和艺术教育趣味化 健康的体魄是学生成长成才的基础。2020年，中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于全面加强和改进新时代学校体育工作的意见》，把学校体育工作摆在更加突出位置，构建德智体美劳全面培养的教育体系。 此次教装展上，多家企业带来了学校草坪、运动地板、体育场馆面层材料、体育智考系统、AI体育锻炼屏等体育教育装备。“将体育运动趣味化，以寓教于乐的游戏化方式进行学科融合，能大大提高孩子的运动热情。”勋然体育推出的AI体育锻炼屏，设置了体能训练、球类运动、趣味游戏、赛事活动等模块，学生可跟随屏幕指令完成身体运动。 勋然体育销售经理张龙雁介绍，锻炼屏通过丰富的运动内容和激励方式，满足学生日常和课后锻炼的需求，营造和强化校园自主运动、自觉锻炼的体育氛围，并形成学生日常运动数据化视图。 张龙雁补充道，放学后，为了督促学生在家锻炼，可借助小程序实现体育作业的布置与查看，学生在家对着手机进行开合跳、深蹲、前后跳等动作，作业完成进度会实时反馈到系统后台。每一条过程性数据都会留存，在学期末对学生进行综合素质评价时，老师以测试成绩、锻炼时长等客观数据为依据，保证评价学生的公平性和客观性。 参展者现场体验智能钢琴产品。主办方供图 “咪嗦嗦咪哆……”一段悠扬的琴声从展区另一侧传来，一位观展者正在体验智能钢琴。钢琴上的智能灯条，88个灯光点对应88个琴键，可以根据灯光点的亮起顺序明晰下一步应该按下哪个琴键，之后自动显示的测评成绩可为老师的指导提供更具体的方向。 记者看到，每台钢琴正前方配有平板大小的显示器，教师端能通过智能系统的连接，一键掌控全班学生的显示屏。学生端的显示屏能播放动画课件与老师示范，也能进行学生弹奏的实时纠正。 “专业、快乐的钢琴教育体系应该是能激发学生音乐潜能，提升感受、理解和表达音乐的能力。”小叶子（北京）科技有限公司的教学培训师荀老师介绍，展区的一台教学用琴和六台学生用琴呈现了一站式音乐教室解决方案。“我们还有教研团队研发课程，满足自学、启蒙、考级等需求。” 物联种植、非遗特色，打开劳动实践教育新思路 一粒种子如何长成一株植物？餐桌上的瓜果蔬菜是怎样成熟的？劳动教育日渐成为国民教育体系中的重要内容。2022年，教育部印发了《义务教育劳动课程标准》（2022年版），其中提到，劳动课程强调学生直接体验和亲身参与，注重动手实践，倡导“做中学”“学中做”，激发学生参与劳动的主动性、积极性和创造性。 依据劳动实践教育相关政策的定位导向，不少企业也推出了针对劳动教育的定制化产品、整体解决方案等，探索劳动实践教育新思路。 浙江新起橙教育科技有限公司打造中小学智慧种植园、智慧农场、少儿食育等专用空间，以定制化产品深度实现劳动教育培养目标。 其展示的智慧种植系统吸引不少人驻足。在连接了物联网的透明水箱和种植架上，一株株小绿植茁壮生长。公司市场部工作人员陈女士介绍，智慧系统包括主控制器、传感设备、执行设备、营养液系统、过流式消毒杀菌器等装置配件，通过组合物联网与水培/基质培种植架，可在室内或阳光房内进行植物的种植和培育，且水培和基质培可接入同一物联网设备，物联网云服务平台可随时查看和控制植物生长所需的光照、温度、湿度、氧气、土壤等条件，“这个系统能有效解决城市学校用地紧张、或者天气多变恶劣无法观测的问题，小朋友利用系统可以不受时间和空间约束进行植物生长环境要素的记录、预判和调节，多操作几次，就会总结出什么样的环境是最适宜的。” 河南雨林教育工程有限公司带来的是“中小学劳动教育课程”整体解决方案，聚焦传统工艺制作，开发了活字印刷、木版年画、布艺印染、手工编织、纺织刺绣、种桑养蚕等课程，配合完整的教学视频、指导用书、课后评价手册、教师培训等全套教学体系，让劳动教育特色化、系统化。 以布艺印染为例，教室配有布料晒晾架、颜料蒸煮锅、脱蜡锅、木印版存放架等工具，并根据地域历史定制符合自身文化特点的装修风格，为学生营造具有传统文化氛围感的学习场所和沉浸式的教学体验。在60个课时里，学生将学习布料材质、古人发现的染色方法、植物染色剂的制成，镂版印花、凸版印花、扎染、绞染等操作方法及各种传统图案，了解花样背后人们对美好生活的期许。 百艺工坊（北京）科技文化有限公司同样提供劳动实践教育的整体解决方案，打造了食育坊、陶工坊、木工坊、织染坊、金工坊、本草坊等一系列劳动教育产品，为幼儿园、中小学、大学、职校等单位策划劳动主题活动或劳动教育周，通过专家讲座、跟岗研修、工作研学、入校培训、线上培训等流程开展劳动教师培训。 在劳动新课标背景下，参展企业推出了一系列解决方案。 主办方供图 此外，公司利用信息化技术，开发了劳动实践教育课程资源平台，实现“劳动教育+数字化”的深度融合。构建劳动实践课程评价系统，发挥评价的反馈、激励作用，建立以“劳动作业评价+劳动素质评价”为核心的评价内容，强化互动评价即时性，使得劳动教育可实施、可跟踪、可展示、可监控、可评价、提升日常教育管理效率。 “劳动教育不是简单的擦桌子扫地，与学科教育一样，也需要规范的课程体系和创新的教学方法，要让学生深入参与，才能培养他们崇尚劳动、尊重劳动、思考劳动的素质。”工作人员强调。 新京报记者 罗艳 编辑 缪晨霞 校对 张彦君