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AI造就“魔法學校”,個性化教學時代來臨

  “尊敬的李老師:經分析,您在講解‘直線與圓的位置關係’知識點時,有15位同學對‘相切’概念理解不充分,建議在堂上再次講解;有3位同學對‘相交’概念理解不充分,建議課下做針對性輔導……”

  隨著大數據和人工智慧技術的發展,通過“AI攝像頭”智慧地分析學生的課堂表現和行為將不再是一種想象:學生在聽課過程中的表情、動作、神態等都能被高清攝像頭準確識別,並指示系統迅速生成教學分析報告,幫助老師在課堂上靈活調整教案,提升學生學習效果。

  去年,教育部印發了《教育信息化2.0行動計劃》,明確指出要借助互聯網、大數據、新一代人工智慧等技術的力量,積極探索教育新模式、開發新産品、推進新技術支持下的教育教學創新。這其中,教室作為學生最重要的線下學習場景之一,將成為各學校推動和落實教育“智慧化”“個性化”的關鍵所在。

  業內人士預測,今年廣東將邁出“人工智慧+教育”改革的關鍵一步;今後省內學生將不僅能在教室內體驗“刷臉考勤”等教學輔助功能,還能借助人工智慧技術充分了解自己的課中學習行為和習慣,真正化“苦學”為“智學”。

  AI進課堂,“智慧教室”捕捉學習表現

  “以往教室裏沒有太多高科技的教學設施配套,桌椅也都是固定住的,學生在這種環境中上課可能會覺得拘束、無趣,學習動力和創造力自然就會大打折扣。”華南師範大學教育技術領域的老師表示,為打破傳統的教室格局,學校于近年內擬定了教室的分批智慧化改造計劃,並於去年12月正式推出了第一批經改造的10間“智慧教室”。

  與過往教室課桌椅“秧田式”的佈局不同,這10間“智慧教室”均採用了小班化、交互式的室內設計方案,還部分搭載了錄播、教學直播等設備。“智慧教育轉型中,人文環境的改造也是重要的一環,”參與該項目建設的華師老師向記者介紹,未來隨著教育技術的進一步升級,教室中還會添加更多智慧元素。

  數據顯示,目前國內中小學校互聯網接入率躍升至92%,多媒體教室普及率高達85%,網絡學習空間數量增至7100萬個……學校網絡環境的改善,為“智慧教室”的建設奠定了基礎。據了解,聯網後的教室系統將能夠智慧地收集老師、學生在課堂中的互動數據,並自動整合到特定線上平台中,為學生檢索課堂資料提供便利,為老師完善教學方案提供數據支持。

  然而,“改造教室環境、推動設備聯網只是打造‘智慧教室’的第一步。”立足廣東的三盟科技股份有限公司為華師在教室改造過程中提供了智慧化解決方案,該公司副總裁歐陽雨森告訴記者,未來教室的“高智慧”還體現在可通過佈局高清攝像頭,對學生的課堂行為信息進行智慧採集。

  歐陽雨森説,以往教師只能通過學生的考試成績,即結果性的數據對學生學習能力作出分析和判斷,今後通過智慧捕捉、收集學生在上課過程中的表情、動作、行為信息,“我們可以掌握更多過程性的數據,並以此為基礎對學生的未來表現做精準預測,再參考預測結果為學生智慧推送個性化學習方案。”與此同時,“我們也將與學校積極溝通,充分尊重和保護學生的隱私及信息安全。”

  業內人士分析,未來除人工智慧、大數據等技術外,AR/VR、全息技術也將助力課堂教學模式向“智慧化”方向轉型。據了解,廣東寰訊信息股份有限公司近年內通過將AR技術引入學前教育領域,為3-6歲幼童提供沉浸式的教學環境,幫助他們在遊戲中掌握遇險逃生、災害自救等基本技能,成效卓然;此外,寰訊還將VR技術引入職業技能培訓,為相關工程、汽修領域的職業人員全方位認識和了解産品零件細節等打下堅實基礎。

  據統計,截至2017年末國內教育信息化市場規模已達1600億元左右,實現了16.4%的增長,到2020年市場預計將突破3800億元。“未來AR/VR、人工智慧在教育行業大有可為。”寰訊公司總經理陳俊峰説。

  AI賦能教育,“智慧校園”建設提速

  大數據和人工智慧技術為教室裝上了“智慧大腦”;未來,AI技術還將被應用到更多學生活動、學習場景中,並整體推動校園向智慧化方向轉型。

  “智慧校園是智慧教育的根本所在。”歐陽雨森指出,學校是多數人接受優質教育、培養個人專業技能的重要場所之一,打造智慧化的校園環境對學生而言意義重大。為了實現這一目標,管理者需要借助物聯網、大數據及人工智慧技術的力量,同時推動教室、安防、學生管理、教務管理、科研系統管理等各個系統的智慧化升級,共同營造“智慧校園”。

  其中,在安防領域,位於四川、浙江等地的部分高校已陸續實現了AI攝像頭在教室、樓宇、操場等位置的全覆蓋,可借助算法模式智慧地識別出師生的異常行為併發出預警,方便校方及時介入;科研管理方面,廣東外語外貿大學通過搭建科研項目平臺,實現了項目的橫向對比、縱向分析,協助學校科研管理科學化;學生管理方面,華南農業大學已建立起學生個人數據中心,可為學生提供消費、借閱、成績等數據分析報告,輔助學生加強自我管理……今後,隨著新興技術的發展成熟,教育行業將加快智慧化轉型,各高校將陸續被裝上“最強大腦”。

  目前,廣州已率先在越秀區試點打造集辦公、管理、資源、教學、考評等方面于一體的智慧化教育體系;下一步,華為、科大訊飛等科技領域龍頭企業將為本市校園智慧化改革持續助力,“智慧校園”的發展將步入快車道。

  業內人士展望,2019年廣東省,乃至全國將會在“人工智慧+教育”領域迎來突破性進展,屆時省內學生不僅能在校園內借助智慧設備進行高效學習,還能體驗“刷臉借書”“刷臉簽到”“刷臉買單”等便捷的校園服務。

  未來“智慧教育”需要制定統一評估標準

  目前,隨著國內全面開放二孩政策,及前沿科技逐漸趨於成熟,“智慧教育”迎來了新的歷史機遇。根據機構預測,到2020年我國“智慧教育”市場規模或將達到3500億元,到2023年有望突破5000億元。《廣州市加快IAB産業發展五年行動計劃(2018-2022年)》指出,目前全市各項財政專項資金、工業用地指標都重點向人工智慧産業傾斜,“人工智慧+教育”産業也在上述傾斜性政策的支持範圍內,所以整體政策環境對於“智慧教育”的發展相當有利。

  然而,儘管校園內一系列智慧管理平臺已經搭建完成,廣州市社會科學院副研究員王世英指出,“人工智慧在教育行業的應用仍處於比較初級的階段,相關的法律、法規還沒有得到完善。”王世英錶示,“人工智慧+教育”領域需要大量應用生物識別技術,儘管這提高了校園管理、決策效率,但同時也帶來了隱私保護、信息安全等方面的問題。“正因如此,AI+教育應以‘穩’字當頭,不能一蹴而就。”

  此外,業內人士指出當下教育行業內還沒有形成一套科學的評估體系,用以衡量人工智慧及大數據系統生成的學生課堂行為分析報告、教師授課質量評估報告是否準確、有效。“我們已經在部分高校建立了校園大數據平臺,但要以此作為評估學生、教師的數據支撐是遠遠不夠的。”三盟科技大數據産品總監羅龍表示,未來待數據資源積累到一定程度,企業可以集合政府、行業的力量共同研究出一套合理的數據分析體系,並訂立評估教學質量、學生行為表現的標準。“人工智慧不僅僅是一種工具,它在幫助學生、老師正確自我評價的方面還有很大的潛力沒有釋放出來。”王世英補充道。

  專家點評

  華南師範大學未來教育研究中心主任

  焦建利:

  AI賦能教育行業,

  校園系統變革刻不容緩

  《新一代人工智慧發展規劃》明確指出,要利用智慧技術加快推動人才培養模式、教學方案的改革,構建包含智慧學習、交互式學習的新型教育體系。廣東積極響應,各級教育部門近年來陸續投入人力和資金打造智慧教育平臺。

  總體來看,人工智慧、大數據、區塊鏈等新技術和教育科技進入教育行業是大勢所趨。曾經,互聯網技術的發展催生了在線教育,拓寬了學生接受優質教育的渠道、機會和可能性;未來,以AI、AR、VR為代表的新技術必將會融入到現代學校教育體系之中,以體驗式、交互式的課堂方案取代學生傳統的死記硬背式的學習方法。

  然而,全球教育科技一百年的發展歷史告訴我們,教育行業的整體發展註定無法單憑新興技術來實現,學習空間的改造,教學方法的調整,評估體系的完善等等工作同樣重要。事實上,單單引進技術是遠遠不夠的,只有將新技術與新的做事方式方法有機地結合起來,教育科技的生産力才能得到充分釋放。

  此外,在教育行業向智慧化轉型的過程中,政府、企業、高校院所間應該加強合作,開展協同創新,積極試點,穩步推進教育改革和發展。(見習記者 許雋)

關鍵詞: 個性化教學;個性化學習;AI;課堂行為;教育新模式