拥抱人工智能遥感技术 赋能学科教学——我校成功举办海淀区人工智能遥感技术赋能学科教学研究课和研讨会

为深入落实课程教学改革要求，积极推进数字化赋能课堂教学改革，探索创新人才培养模式，北京市第二十中学于2024年5月31日上午举办了海淀区人工智能遥感技术赋能学科教学研究课和研讨会。本次活动由北京市海淀区教育科学研究院主办，北京市第二十中学承办，由二十一世纪空间技术应用股份有限公司支持。海淀区教育科学研究院副书记、副院长宋官雅、海淀区清河学区管理中心副主任贾斌、海淀区教师进修学校地理教研员李慧敏，二十一世纪空间公司董事长吴双、总经理助理张波、教育教学部总经理李英汉，北京市第二十中学集团校长陈恒华、北京市第二十中学教育集团党委书记孙玉柱参加了本次活动。 

人工智能遥感技术赋能学科教学

首先，九位不同学科的教师将人工智能遥感技术融入学科教学展开授课，覆盖语文、数学、英语、物理、化学、生物、地理、历史和政治九门学科，参会的各位教师进行了课堂观摩。

高一语文教师王芊芊在《文学地理学视域下的宝黛钗人物形象解读》这门课中利用现代遥感技术和数字化手段，穿越时空，进入《红楼梦》的大观园，对怡红院、潇湘馆、衡芜院三个标志性景区进行深入探索。通过高清影像、3D建模及相关技术，学生将身临其境地感受这些景点的建筑布局、室外环境与室内陈设，进而分析这些地理环境如何与贾宝玉、林黛玉、薛宝钗的人物性格相互映衬，达成小说环境与人物的学习解读，最终实现文学与科技的跨学科融合学习。 

高二数学教师刘姗在《应用统计知识预测洱海水质情况》一课中主要应用统计知识预测洱海的水质情况。叶绿素a的浓度是评价水质的核心参数。利用遥感技术可以得到洱海不同位置的影像反射率，通过回归直线拟合建立影像反射率与叶绿素a的浓度之间的关系，反演得到洱海的叶绿素a浓度的分布，进而预测洱海的水质情况，提高学生保护生态环境的意识。 

初一英语教师孙梦光在《Explore the Green Spaces in Beijing》中以向外国交换生推介北京绿地，享受绿色森林城市为背景和任务驱动，学生以小组为单位探索北京绿地，利用遥感技术标记位置，介绍在此地可以做的活动，如何去到该地等。最终探讨为了建设绿色北京，我们还能做什么。让学生感悟北京城市变化的同时，提升学生环保意识，鼓励学生践行生态文明理念。

高二物理教师李小艳在《应用遥感技术进行电站选址，优化北京电力系统》一课中借助遥感技术选址，从能源，经济，生态等方面进行阐述，提炼出优化北京用电的方案。

高一化学教师杜净睿在《探究利用化学信号预测地震的方法》一课中通过遥感技术发现震前大气成分异常现象，提出问题：大气成分异常是否与地震有关？利用遥感技术探究震前1-6月大气不同成分变化趋势。通过分析其中可能存在的化学反应，得到大气成分异常与地震存在关联的结论。提出利用遥感技术监测化学信号预测地震的方法，并提出改进意见。

高一生物教师吴静在《隔离在物种形成中的作用》一课中以项目式学习的方式呈现，课程中使用遥感技术对南北分界线秦岭两侧地面各种景象进行探测成像，呈现秦岭两侧的地理环境差异，学生通过分析秦岭两侧的生物的物种分布，结合生物信息学，从地理隔离和生殖隔离两方面进行分析，推理演绎生物分化的过程，来认识隔离在物种形成中的重要作用。

初三政治教师连强在《京津冀十年蝶变 促区域协调发展》一课中使用遥感技术，对比京津冀十年来的交通发展变化，通过标注京津冀主要城市、呈现高铁线路等方式感受京津冀的变化表现，用遥感技术定位新旧首钢产业位置及功能变化，感知京津冀协同发展战略的成就表现• 以此为基础再探究国家发展战略背后的原因和意图，让学生从感性认识到理性思考，增强对国家发展战略的认同感，而实现政治认同的学科核心素养。 

高二历史教师赵晔在《俯瞰大秦帝国——遥感技术在秦始皇陵考古研究中的应用》一课中通过探究，对比、分析文献史料中对秦始皇陵的记载与遥感考古技术成果，从史料价值的角度分析遥感考古在历史研究中的价值；通过对比、分析文献史料和遥感考古技术成果，辨析历史，印证、丰富对历史的认识，重点落实培养史料实证的核心素养。

高一地理教师杨水淼在《交通运输布局对区域发展的影响10——以“天津港”为例》一课中通过实景三维地理教学平台提供的图层，直观感受天津港所处地理位置的优越性（在京津冀区域乃至一带一路范围）；通过平台高精度遥感图像展示，引导学生深入分析天津港对周边产业发展的带动作用以及直观感受天津港经济活动辐射范围之广；多图层数据叠加分析，可以动态对比展示天津滨海新区近年的发展变化，帮助学生理解天津港的建设对滨海新区聚落发展的影响；最后尺度提升，从天津市级尺度放大到京津冀区域乃至一带一路沿线，助力学生直观感受天津港的重要地位。 

项目式学习成果汇报

高一年级在王焕芝、陈丹璐两位老师的指导下，开展了以“从市中心到郊区，你选择住在哪里？”为主题的项目式学习，两位老师对选题背景及意义、前期的实施情况进行介绍后，市中心组、近郊组、副中心组、远郊组四个小组依次上台汇报。四个小组分别选取了东城梵悦万国府、昌平龙泽苑西区、通州区潞城镇、怀柔南华园四区别墅，借助遥感技术，从房价、交通、医疗、休闲娱乐、教育、居住环境、政府政策以及未来发展前景等多角度进行分析，给出小组方案。学生汇报结束后，二位指导老师对本次项目式学习活动做出总结和点评，肯定了学生在这段时间里面的付出，认为本次活动展现了同学们极强的实践能力和相互协作的能力，提升了学生的时间管理能力，正是因为所有同学的努力的付出，才有了每个团队今天精彩的展示，期待学生们更出色的表现。 

专家点评，顺利签约

教学展示结束后，北京市第二十中学张万祥校长以“遥感技术赋能课堂教学”为主题介绍了学校以人工智能遥感技术赋能学科教学的实践与思考。张校长分别从时代背景和技术赋能教学方式转变两方面介绍了数字技术赋能课堂的意义，而后从丰富教学内容、提高学生的学习兴趣、培养学生的综合能力和促进信息化教育四点讲述了遥感技术之于教学的应用价值，并从意义和实践层面总结了北京市第二十中学以遥感技术赋能学科实践的意义和具体实践的内容、方法，最后提出了技术赋能学科教学的几点建议，即制定明确的教学目标、选择合适的教学内容、采用多样化的教学方法、加强实践教学环节、建立评价体系和反馈机制、加强教师培训和技术支持、优化遥感技术平台使用途径，和关注人工智能影响教育的四个关键方面。

其后，海淀区地理教研员李慧敏对此次活动和展示课进行了点评。李慧敏教研员认为，授课教师的视野开阔，结合实际问题将遥感技术融入课堂，教学理念新颖，并能从学生的视角出发，利于学生综合素质的发展。同时，展示课的课堂形式生动、内容丰富，让人能感到师生在活动过程中的成长。接下来，李教研员提出了她的几点问题与思考：一是人工智能技术能为地理课堂的学习发挥哪些作用。对此她指出，遥感技术能直观展示地理现象，并且信息量大、更新快，能够丰富教学内容与资源，改变相对静态和传统的教学内容与方式，而这种技术也可以应用到地理以外的其他学科，以一种跨学科、超越学科而基于实际问题的方式发展课堂，提升学生的学习所得。二是如何让技术发挥更好的价值，让其成为学生发展的有力支撑。李教研员提出，要关注学生能从中获得哪些比教材和其他纸质图书更具复杂度，更有真实性、丰富性的内容，更多发挥学生的主动性，让他们去观察、发现、联系实际提出问题，从关注学什么到关注如何学，学会什么。她认为融技术于课堂的项目式教学是以思维活动为中心，以学生全身心投入学习活动为载体，为学生提供了广阔的学习空间，让其在具有真实性、探究性、挑战性的活动中自主观察、提问、体会、寻找答案，而这种方式能够延伸到学生的课下学习，利于他们更好地发展。三是在越来越强大的技术赋能下，老师作为人的优势在哪里。李教研员说，教师的力量和作用是不可替代的，人工智能遥感技术的教育应以学生和教育为出发点与根本，而今教师在利用技术和发挥教育者作用方面，仍有较大的发展空间。

二十一世纪空间公司总经理助理张波指出，从去年遥感技术为地理课堂赋能到今天为九个学科赋能，二十中学把人工智能遥感技术融入项目式学习、探究式学习、特色课程。数字化赋能，对于教育改革、人才培养至关重要，提出教育系统给学生提供开放式环境的重要性。他提到，今天课堂观摩和项目式成果汇报让他想到两弹元勋、中国航天事业的奠基者——钱学森的求学经历，他的中小学教育给他提供了开放式的环境，这对培养学生的探索求知、创新精神十分重要。今天的课堂展示以及项目式学习成果汇报，展现了学生积极参与调研、分析研究，得到项目成果的过程，这正是教育系统给学生提供开放式环境，转变教育方式，激发学生学习兴趣的体现。张总也指出了其中面临的挑战：一是对教师来说，如何把课程设计与人工智能遥感技术结合，并通过学习过程提升学生的能力；二是对技术公司来说，遥感技术服务教学，也对技术提出了更高的要求；三是如何通过人工智能遥感技术赋能学科教学促进人才培养的改革创新，培养学生自主探究、创新式学习的精神。二十一世纪空间公司作为海淀区的企业，有二十多年的积累，希望在未来能把人工智能技术通过产品助力教育的改革和创新，也希望教育系统在应用产品的过程中反馈宝贵意见，让团队给大家提供更好的技术和数据支撑。 

而后，海淀区教育科学研究院副院长宋官雅与二十一世纪空间技术应用股份有限公司吴双签署了战略合作协议，双方将进一步利用好海淀区内的高新企业资源，共同为海淀教育的发展贡献力量。 

海淀教科院宋官雅副院长向北京市第二十中学陈恒华校长和二十一世纪空间技术公司表达了感谢，认为此次活动具有创新性、开拓性和里程碑意义，同时企业家对教育的助力也是一种对社会责任的担当，海淀区教育作为教育高地，拥有丰富的资源和创新精神，拥有众多示范区和实验区，第二十中学开展的这次活动有助于相关工作往前扎实推进。宋院长还提出，遥感技术融入教育教学创造了一种宽松的育人环境，通过创造情境，把现实生活中的真问题引入学校和学生的学习，联系到社会的方方面面，又指出激发人的学习热情、让人发生真学习、学习真问题是一件难而复杂的事，而将人工智能遥感技术融入课堂教学能够营造特别的氛围，实现因材施教，让每一位学生依据兴趣爱好投入学习。以第二十中学为试点单位，打造学校集群，遥感技术一定会大有用武之地。 

二十一世纪空间公司董事长吴双首先回顾了遥感技术走进课堂的经历，从最初陈校长带领二十中的地理老师提出遥感技术与地理课堂结合，到今天课堂上展示的文学地理学、遥感与考古历史结合，精彩纷呈的课堂背后，可见二十中学的倡导力、执行力以及老师们对教育事业的创新。接着，吴董事长谈到海淀养育了企业，企业要回报海淀。此前，公司投资的数据是用来服务国防、服务国家的，如今与教育系统的合作，让技术能够给孩子们提供更多的机会，让海淀区在未来为我国孕育更多的科学家、院士，因此双方合作具有重要的意义。 

人工智能遥感技术作为一种融合了深度学习与遥感应用的前沿技术，与教育教学的结合刚刚踏上实践的征途，二十中将继续紧跟海淀区人工智能赋能教学研究项目，扎实开展人工智能赋能教学实践，积极为海淀教育发展做出贡献。 

撰稿：田静

审稿：张万祥

摄像：翟林峰