教育信息化：让数理化教学插上科技翅膀

教育信息化：让数理化教学插上科技翅膀

2023年，清华大学启动了一项创新的教学改革项目：基于自主研发的千亿参数大模型GLM4，对八门核心课程进行智能化升级。这一项目不仅标志着中国高等教育与人工智能深度融合的新开端，更展示了教育信息化在数理化教学中的巨大潜力。

教育信息化，简单来说，就是在教育领域全面运用现代信息技术，以促进教育改革和发展。这一过程涵盖了两个核心内容：一是培养适应信息社会的人才，二是将信息技术有效应用于教学管理与科研。

近年来，教育信息化在中国得到了前所未有的发展。根据华经产业研究院的数据，我国教育信息化市场规模从2017年的3251亿元增长到2022年的5152亿元，年均复合增长率高达8.0%。预计2023年将突破5500亿元大关。

这一快速发展背后，离不开国家政策的大力支持。从2012年教育部印发的《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》，到2018年提出的《教育信息化2.0行动计划》，政府持续为教育信息化提供资金保障和方向指引。

在数理化教学领域，教育信息化正在带来革命性的变化。以清华大学的项目为例，GLM4大模型被用于开发专属的人工智能助教，实现了范例生成、自动出题、答疑解惑、运算推理、评价引导等功能。

在数学教学中，智能平台Desmos提供了直观的图形绘制和函数编辑功能。学生可以通过拖动滑块实时观察函数图像的变化，深入理解函数的性质和变化规律。这种交互式学习方式，让抽象的数学概念变得生动具体。

在物理和化学实验教学中，虚拟仿真技术正在发挥重要作用。北京大学的口腔虚拟仿真智慧实验室，通过多维度智能一体化训练，为学生提供了带有力反馈的虚拟仿真训练环境。这种沉浸式学习体验，不仅提高了教学效率，还激发了学生的学习兴趣。

教育信息化带来的改变是全方位的。对于教师而言，生成式人工智能可以提供备课支持、自动批阅作业、分析学情数据。例如，AI系统能够独立完成物理、数学等科目的复杂习题批阅，并提供错因分析和诊断性反馈。

对学生来说，个性化学习成为可能。AI助教可以根据学生的学习目标、需求、偏好与历史表现，提供定制化的学习方案。在大学物理课程中，智慧AI助教通过建立知识图谱，实现了知识的可视化，帮助学生构建完整、准确的知识体系。

展望未来，教育信息化将继续向个性化、智能化方向发展。生成式人工智能将在教学资源自动生成、教师教学智能辅助和人机协同过程支持等方面取得更大突破。

但同时，我们也需要清醒地认识到，教育信息化仍面临一些挑战。例如，数据隐私和安全问题、AI生成内容的准确性问题等。因此，在推进教育信息化的同时，也需要建立和完善相关法律法规，确保技术应用的安全性和可靠性。

总体而言，教育信息化正在为数理化教学插上科技翅膀，让学习变得更加高效、有趣。随着技术的不断进步，我们有理由相信，未来的教育将更加智能化、个性化，为培养创新型人才提供强有力的支持。