AI造就“魔法学校” 个性化教学时代来临

2019-01-11 15:59:36 来源: 南方日报

“尊敬的李老师:经分析,您在讲解‘直线与圆的位置关系’知识点时,有15位同学对‘相切’概念理解不充分,建议在堂上再次讲解;有3位同学对‘相交’概念理解不充分,建议课下做针对性辅导……”

随着大数据和人工智能技术的发展,通过“AI摄像头”智能地分析学生的课堂表现和行为将不再是一种想象:学生在听课过程中的表情、动作、神态等都能被高清摄像头准确识别,并指示系统迅速生成教学分析报告,帮助老师在课堂上灵活调整教案,提升学生学习效果。

去年,教育部印发了《教育信息化2.0行动计划》,明确指出要借助互联网、大数据、新一代人工智能等技术的力量,积极探索教育新模式、开发新产品、推进新技术支持下的教育教学创新。这其中,教室作为学生最重要的线下学习场景之一,将成为各学校推动和落实教育“智能化”“个性化”的关键所在。

业内人士预测,今年广东将迈出“人工智能+教育”改革的关键一步;今后省内学生将不仅能在教室内体验“刷脸考勤”等教学辅助功能,还能借助人工智能技术充分了解自己的课中学习行为和习惯,真正化“苦学”为“智学”。

AI进课堂,“智慧教室”捕捉学习表现

“以往教室里没有太多高科技的教学设施配套,桌椅也都是固定住的,学生在这种环境中上课可能会觉得拘束、无趣,学习动力和创造力自然就会大打折扣。”华南师范大学教育技术领域的老师表示,为打破传统的教室格局,学校于近年内拟定了教室的分批智能化改造计划,并于去年12月正式推出了第一批经改造的10间“智慧教室”。

与过往教室课桌椅“秧田式”的布局不同,这10间“智慧教室”均采用了小班化、交互式的室内设计方案,还部分搭载了录播、教学直播等设备。“智慧教育转型中,人文环境的改造也是重要的一环,”参与该项目建设的华师老师向记者介绍,未来随着教育技术的进一步升级,教室中还会添加更多智慧元素。

数据显示,目前国内中小学校互联网接入率跃升至92%,多媒体教室普及率高达85%,网络学习空间数量增至7100万个……学校网络环境的改善,为“智慧教室”的建设奠定了基础。据了解,联网后的教室系统将能够智能地收集老师、学生在课堂中的互动数据,并自动整合到特定线上平台中,为学生检索课堂资料提供便利,为老师完善教学方案提供数据支持。

然而,“改造教室环境、推动设备联网只是打造‘智慧教室’的第一步。”立足广东的三盟科技股份有限公司为华师在教室改造过程中提供了智慧化解决方案,该公司副总裁欧阳雨森告诉记者,未来教室的“高智慧”还体现在可通过布局高清摄像头,对学生的课堂行为信息进行智能采集。

欧阳雨森说,以往教师只能通过学生的考试成绩,即结果性的数据对学生学习能力作出分析和判断,今后通过智能捕捉、收集学生在上课过程中的表情、动作、行为信息,“我们可以掌握更多过程性的数据,并以此为基础对学生的未来表现做精准预测,再参考预测结果为学生智能推送个性化学习方案。”与此同时,“我们也将与学校积极沟通,充分尊重和保护学生的隐私及信息安全。”

业内人士分析,未来除人工智能、大数据等技术外,AR/VR、全息技术也将助力课堂教学模式向“智慧化”方向转型。据了解,广东寰讯信息股份有限公司近年内通过将AR技术引入学前教育领域,为3-6岁幼童提供沉浸式的教学环境,帮助他们在游戏中掌握遇险逃生、灾害自救等基本技能,成效卓然;此外,寰讯还将VR技术引入职业技能培训,为相关工程、汽修领域的职业人员全方位认识和了解产品零件细节等打下坚实基础。

据统计,截至2017年末国内教育信息化市场规模已达1600亿元左右,实现了16.4%的增长,到2020年市场预计将突破3800亿元。“未来AR/VR、人工智能在教育行业大有可为。”寰讯公司总经理陈俊峰说。

AI赋能教育,“智慧校园”建设提速

大数据和人工智能技术为教室装上了“智慧大脑”;未来,AI技术还将被应用到更多学生活动、学习场景中,并整体推动校园向智能化方向转型。

“智慧校园是智慧教育的根本所在。”欧阳雨森指出,学校是多数人接受优质教育、培养个人专业技能的重要场所之一,打造智慧化的校园环境对学生而言意义重大。为了实现这一目标,管理者需要借助物联网、大数据及人工智能技术的力量,同时推动教室、安防、学生管理、教务管理、科研系统管理等各个系统的智慧化升级,共同营造“智慧校园”。

其中,在安防领域,位于四川、浙江等地的部分高校已陆续实现了AI摄像头在教室、楼宇、操场等位置的全覆盖,可借助算法模式智能地识别出师生的异常行为并发出预警,方便校方及时介入;科研管理方面,广东外语外贸大学通过搭建科研项目平台,实现了项目的横向对比、纵向分析,协助学校科研管理科学化;学生管理方面,华南农业大学已建立起学生个人数据中心,可为学生提供消费、借阅、成绩等数据分析报告,辅助学生加强自我管理……今后,随着新兴技术的发展成熟,教育行业将加快智能化转型,各高校将陆续被装上“最强大脑”。

目前,广州已率先在越秀区试点打造集办公、管理、资源、教学、考评等方面于一体的智能化教育体系;下一步,华为、科大讯飞等科技领域龙头企业将为本市校园智能化改革持续助力,“智慧校园”的发展将步入快车道。

业内人士展望,2019年广东省,乃至全国将会在“人工智能+教育”领域迎来突破性进展,届时省内学生不仅能在校园内借助智能设备进行高效学习,还能体验“刷脸借书”“刷脸签到”“刷脸买单”等便捷的校园服务。

未来“智慧教育”需要制定统一评估标准

目前,随着国内全面开放二孩政策,及前沿科技逐渐趋于成熟,“智慧教育”迎来了新的历史机遇。根据机构预测,到2020年我国“智慧教育”市场规模或将达到3500亿元,到2023年有望突破5000亿元。《广州市加快IAB产业发展五年行动计划(2018-2022年)》指出,目前全市各项财政专项资金、工业用地指标都重点向人工智能产业倾斜,“人工智能+教育”产业也在上述倾斜性政策的支持范围内,所以整体政策环境对于“智慧教育”的发展相当有利。

然而,尽管校园内一系列智慧管理平台已经搭建完成,广州市社会科学院副研究员王世英指出,“人工智能在教育行业的应用仍处于比较初级的阶段,相关的法律、法规还没有得到完善。”王世英表示,“人工智能+教育”领域需要大量应用生物识别技术,尽管这提高了校园管理、决策效率,但同时也带来了隐私保护、信息安全等方面的问题。“正因如此,AI+教育应以‘稳’字当头,不能一蹴而就。”

此外,业内人士指出当下教育行业内还没有形成一套科学的评估体系,用以衡量人工智能及大数据系统生成的学生课堂行为分析报告、教师授课质量评估报告是否准确、有效。“我们已经在部分高校建立了校园大数据平台,但要以此作为评估学生、教师的数据支撑是远远不够的。”三盟科技大数据产品总监罗龙表示,未来待数据资源积累到一定程度,企业可以集合政府、行业的力量共同研究出一套合理的数据分析体系,并订立评估教学质量、学生行为表现的标准。“人工智能不仅仅是一种工具,它在帮助学生、老师正确自我评价的方面还有很大的潜力没有释放出来。”王世英补充道。

专家点评

华南师范大学未来教育研究中心主任

焦建利:

AI赋能教育行业,

校园系统变革刻不容缓

《新一代人工智能发展规划》明确指出,要利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方案的改革,构建包含智能学习、交互式学习的新型教育体系。广东积极响应,各级教育部门近年来陆续投入人力和资金打造智慧教育平台。

总体来看,人工智能、大数据、区块链等新技术和教育科技进入教育行业是大势所趋。曾经,互联网技术的发展催生了在线教育,拓宽了学生接受优质教育的渠道、机会和可能性;未来,以AI、AR、VR为代表的新技术必将会融入到现代学校教育体系之中,以体验式、交互式的课堂方案取代学生传统的死记硬背式的学习方法。

然而,全球教育科技一百年的发展历史告诉我们,教育行业的整体发展注定无法单凭新兴技术来实现,学习空间的改造,教学方法的调整,评估体系的完善等等工作同样重要。事实上,单单引进技术是远远不够的,只有将新技术与新的做事方式方法有机地结合起来,教育科技的生产力才能得到充分释放。

此外,在教育行业向智能化转型的过程中,政府、企业、高校院所间应该加强合作,开展协同创新,积极试点,稳步推进教育改革和发展。

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