数智浪潮下,实践教学的转型新航向
一、政策东风,助力教育数字化扬帆起航
近年来,国家对教育数字化的重视程度与日俱增,一系列重磅政策密集出台。《教育部办公厅关于加快推进现代职业教育体系建设改革重点任务的通知》明确要求,虚拟仿真基地要充分运用虚拟现实、数字孪生等新一代信息技术,进行资源开发、设备升级、课程构建与团队组建。《教育强国建设规划纲要(2024 - 2035年)》则强调,要面向数字经济和未来产业发展,大力加强课程体系改革,制定并完善师生数字素养标准,深化人工智能助推教师队伍建设。这些政策为实践教学指明了清晰的发展方向,鼓励教育工作者积极将数智技术深度融入教学过程,推动教育模式的创新升级,为培养适应时代需求的高素质人才提供有力支撑。
二、教育新图景:课堂、学习、评价的全方位变革
课堂形态的“量子跃迁”:混合现实教学宛如一把神奇的钥匙,开启了通往真实岗位场景的大门。借助AR技术,学生能够身临其境地感受岗位工作的实际场景,在实践课中实时调取现场生产数据,实现理论知识与实践操作的无缝对接。AI深度介入课堂教学,更是为教学注入了智能“芯片”,它能够对学生的学习情况进行实时评价,精准分析每个学生的知识掌握程度和学习特点,进而推送个性化的知识点,真正实现因材施教,让每个学生都能在自己的节奏中高效学习。
学习方式的“华丽蜕变”:学分银行的诞生,打破了传统学习时间和空间的限制,为终身学习搭建了便捷的桥梁。以上海为例,已经成功构建了“零散学习 - 证书积累 - 学历兑换”的完整闭环,在工作后仍有机会重修大学课程,不断提升自己的知识和技能水平。个性化图谱借助区块链技术的强大存证能力,完整记录学生在校期间的科创、实践、志愿服务等全方位的学习轨迹。院校可以通过这些数据,深入了解学生的优势和潜力,为学生提供更具针对性的教育和发展建议。
评价体系的“智慧重构”:能力数字化使得评价学生的方式更加多元化和科学化。相关认证证书可以直接折抵相应课程的学分,既是对学生多元化学习成果的认可,更是激励学生积极参与各类实践活动和技能认证的有效手段。过程可视化则借助先进的技术手段,对实践教学过程进行全方位、实时的评价反馈。精确到学生的每一个姿态动作,生成详细的评价报告并妥善保存,为教师调整教学策略、学生改进学习方法提供了客观、准确的依据。
友道科技:数智赋能实践教学的创新先锋
一、数字孪生:构建全要素高逼真实训环境
城市轨道交通FAO全自动运行线路-仿真实践中心
城市轨道交通牵引变电所虚拟仿真系统
数字孪生技术是友道科技在轨道交通场景教学中的“秘密武器”。它以数字化的方式为物理实体创建虚拟副本,借助物联网、大数据等前沿技术,实时映射物理实体的状态,实现对其全生命周期过程的模拟、验证、预测和控制。在城市轨道交通FAO全自动运行线路-仿真实践中心,真实设备与虚拟场景紧密结合、实时互动。学生可以在虚拟环境中模拟列车驾驶、车站运营管理等实际操作,通过与虚拟场景的交互,深入理解和掌握专业知识与技能。城市轨道交通牵引变电所虚拟仿真系统同样运用数字孪生技术,对变电所的各类设备进行精准模拟,学生可以进行设备巡检、故障排查等操作,极大地提升了实践教学的效果和安全性。
二、机器学习:为教学评价装上“智慧大脑”
友道科技引入面向轨道交通领域的语音命令词识别技术和基于机器学习的姿态识别技术,为教学评价带来了革命性的变化。用户可以在本地文档中添加专业词汇,如“手指口呼、洞幺洞拐”等,系统的识别精度高达98%。利用先进的计算机视觉模型,能够实现对学生姿态的智能识别,无论是标准姿势、疲劳状态还是不规范操作,都能准确判断,正确率同样达到98%。此外,安检智能识图、人脸识别+微表情分析、车厢实时满载率监测分析、乘客异常行为分析等功能的应用,为教学提供了更加全面、细致的智能评价支持。教师可以根据这些数据,及时发现学生的问题和不足,调整教学策略,提高教学质量。
三、知识图谱+大模型:打造智慧课程“新引擎”
轨道交通知识图谱智慧系统是友道科技的又一创新成果。它以可视化技术和图算法为基石,为用户提供了一个简单、易操作的知识图谱编辑平台。用户可以快速实现知识上传、融合、加工等操作,支持多源异构数据的上传和统一视图展示,方便用户检索知识点的关联关系,挖掘数据价值。同时,该系统还提供团队在线协作功能,促进知识的共享和创新。大模型深度赋能智慧课程建设,由此催生出又一极具创新性的成果——智慧教学平台。这一平台整合前沿技术与丰富教育资源,构建起一体化智能教学体系。它以MOOC视频资源为基础,融合AI助教与学伴功能,打造线上线下融合、个性化自适应的学习模式。借助AI技术实现全流程教学闭环,从学情统计分析,到个性化学习内容推荐、智能诊断学习问题,再到专业智能问答、作业批改以及授课辅助,全方位助力教学活动开展。通过对教学数据的深度挖掘与分析,生成详细报告,为教学研究与创新提供有力支持,真正做到因材施教,推动教学质量提升与教育创新发展。
四、数智人技术:点亮课程资源与教学交互的“智慧之光”
数智人克隆和文本驱动技术为课程资源建设带来了全新的解决方案。基于深度学习等前沿技术,数智人能够高精度复刻人物形象、声音、神态等特征。通过文本驱动技术,数智人可以根据输入的文本,借助自然语言处理和动作生成算法,展现自然流畅的语言交互和生动逼真的表情动作。这一技术有效解决了真人录课存在的时间与精力成本高昂、灵活性欠佳、场景与设备受限等问题。数智人制作微课效率极高,支持多种素材类型,制作周期大幅缩短,视频质量稳定,还能快速响应定制化需求。大模型驱动的数智人实时交互技术,打造出功能强大的数字助教,它能够以高度拟人的智能交互,参与教学的各个环节。数字助教不仅拥有逼真的形象,还具备优质的实时渲染效果,逐字口型准确率超过98%,“首帧播报延时率”不高于800ms。它可以灵活调用超80%的主流大模型,每秒处理超1000字文本,支持构建个性化知识库,满足差异化教学需求。通过整合多媒体形式,数字助教能够与学生进行高效交互,交互延迟控制在100ms以内,广泛应用于课堂、实践、实训等教学全场景,全面提升教学的智慧化水平。
五、轨道交通数字化仿真:为职业本科教育定制“专属装备”
友道科技针对职业本科教育的特点和需求,打造了轨道交通数字化仿真实践平台。该平台以培养学生的综合能力为目标,具备交叉性、真实性、行业性等显著特点。涵盖多种项目类型,包括综合型、验证型、认知型、创新型等,为学生提供丰富多样的实践机会。平台拥有丰富的教学资源,包括案例库、项目库、数据库、模型库等,为教学提供了有力的支持。基于MBD技术,平台将轨道交通“人-车-路”全场景数字化,形成了包含硬件设备、软件系统、乘客、驾驶员等要素的模型库。研发人员可以直接调用这些模型,快速搭建列车模拟驾驶等场景,提高了产品的标准化程度,降低了开发、更新和维护成本。在这个平台上,学生可以进行岗位技能锻炼,涵盖八大基础岗位,与就业紧密相关,同时培养高阶思维,提升创新能力和解决复杂问题的能力。
数智技术为实践教学带来全方位、深层次的变革
作为教育科技领域的创新先锋,友道科技深耕数智技术研发与应用,以突破性的技术实践和前沿探索,为新时代教育变革提供了极具价值的创新范式与实践样本。在数智化浪潮加速席卷教育领域的当下,随着人工智能、大数据、虚拟现实等前沿技术的持续迭代与深度融合,实践教学正迎来前所未有的发展机遇与广阔前景。在未来,随着数智技术的不断发展和应用,实践教学将迎来更加广阔的发展空间。让我们共同期待,在数智技术的赋能下,教育能够培养出更多适应时代发展需求的创新型、复合型人才,为社会的进步和发展注入源源不断的动力。