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智慧教育引领教学新模式

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发表于 2020-1-2 16:06:41 | 显示全部楼层 |阅读模式

学生在VR沉浸教室上课,VR头盔显示的内容随着观看角度变化。
“未来是人和机器共生共存、协同发展的时代。开展人工智能创新教育是着眼于时代发展和未来人才需求的重要举措。”日前,北京师范大学互联网教育智能技术及应用国家工程实验室副主任郑勤华在全国中小学人工智能创新教育教师研讨会上的致辞,得到与会专家和教研员的认同。
世界5G大会“5G+智慧教育”高峰论坛、2019未来教育大会、第六届国际智慧教育展览会、全国名校联盟智慧教育高峰教研会……记者梳理发现,近一个月以来,各地关于智慧教育主题的展会、论坛接连不断。
如今,传统意义上的教育信息化已步入“2.0时代”,人工智能、大数据等技术在精准教学、个性化学习领域发挥的作用进一步凸显。通过信息技术与学科教学的深度融合,助推教育质量大幅提升,已成为业界的共识。
智慧教育纳入国家级人工智能平台
近年来,我国持续加大人工智能发展力度,科技部主导的新一代人工智能开放创新平台备受关注。科技部有关文件指出,新一代人工智能开放创新平台重点由人工智能行业技术领军企业牵头建设,鼓励联合科研院所、高校参与建设并提供智力和技术支撑。
继去年公布自动驾驶、城市大脑、医疗影像、智能语音等平台后,在今年8月底召开的2019世界人工智能大会上,科技部公布了新一批平台名单。其中,依托好未来教育集团建设的智慧教育开放创新平台赫然在列。
提起好未来,很多人都听过其旗下的学而思网校,但不大了解其在人工智能领域的进展。其实早在2018未来教育大会上,好未来就宣布实行开放平台战略,将自身的技术积累向全行业开放。据统计,一年多的时间里,该平台已为全国260个城市及地区的4500家教育机构提供了教学、教研与技术服务。
科技部新一代人工智能发展研究中心联合罗兰贝格管理咨询公司发布的《智能教育创新应用发展报告》,梳理并研究了教育科技企业在智能教育方面的实践案例。报告认为,人工智能在教育领域的应用已经逐渐渗透到了备课、教学、练习、考试、评价、管理的教学全流程,由外层工具类拓展到了核心教学类。
近两年火爆的双师课堂,被好未来升级为“未来魔法校”,作为开放平台的首个项目推广。该项目依托网络互动视频,由北京名师负责线上直播授课,合作机构辅导教师负责课堂管理、答疑辅导、巩固练习等课堂服务,将教学流程切分为教、学、习三个环节,实现了“1+1>2”的效果。
“通过国家级平台,我们将开放4大科研数据集、语音技术、图像技术等21项定制AI能力,以及AI课堂方案、AI课堂守护系统、作业批改等技术解决方案,构建共生、互生、创生的智慧教育多元化新生态。”集团总裁白云峰表示,把已有的研发成果开放出来,可以让教育从业者不必再重新“造轮子”。
相关专家认为,智慧教育开放创新平台将承载、汇聚和引领全行业乃至全社会在人工智能与教育深度融合方面的探索和实践,推动实现“更加公平更有质量的教育”。

南宁市玉兰路小学学生在使用终端设备与老师互动。新华社记者 周华 摄
智慧课堂变教学中心为学生中心
12月20日一早,一堂不同寻常的化学课在合肥八中开讲。课堂上,学生4人一组,在化学老师王月英的指导下合作动手实践,将VC泡腾片放入不同的试剂,观察试管内溶液颜色变化,探究维生素C还原性的强弱。其中一名学生拿起了平板电脑,将实验结果拍照上传至智慧课堂平台,并在组内展开讨论。
原来,这是全国名校联盟智慧教育高峰教研会展示的示范课。借助讯飞智慧课堂应用,不仅能让师生之间实时互动,还能让老师看到每名学生对所学知识的实时反馈,及时调整教学策略。
“将抽象的知识具象化,通过丰富的资源与高效互动,让授课变得更加精准。学生在学习活动中,也能发展其分析问题、解决问题的学科思维与意识。”课后,王月英这样总结智慧课堂的好处。
作为活动的东道主,合肥八中的智慧教育进展吸引了各地300余位校长和一线教师前来观摩与学习。其实,看上去“高大上”的智慧课堂应用,早已走进全国多所学校。
在科大讯飞公司北京总部人工智能体验中心,记者见到了智慧课堂、大数据精准教学系统、个性化学习手册等多项智慧教育解决方案。
“因材施教是智慧课堂的核心理念。”该公司教育事业部工作人员赵友清告诉记者,在课堂场景中,他们通过人工智能、大数据、知识图谱等技术,打通课前、课中、课后场景,为教师、学生、学校管理者们定制了基于全场景教学数据的方案。
比如,为老师配备的AI教学助手,依托学情分析和海量的学科资源,可以令备课效率提升50%以上;抢答、全班作答、诗词卡片等互动,使学习变成一场探秘知识之旅;通过语音识别自动录制智慧微课,课后直接推送至学生的学伴机上助力复习。
值得一提的还有个性化学习手册。记者看到,这是一本相对“传统”的纸质册子,由错题整理、错误分析、个性推题几个部分组成。赵友清说,它不改变学生用纸和笔的习惯,而是通过大数据精准分析,为每位学生定制的一套专属个性化学习方案。
以北京十二中为例,这里的50多个班级都已经实现智慧课堂的常态化应用,覆盖语、数、英等全学科。
不仅在城市,智慧课堂也成为打破教室限制、推动贫困区域教育均衡发展的“利器”。在国家级贫困县河北蔚县的吉家庄中学,校长吴利军对网络化、数据化、交互化、智能化的教学环境赞不绝口:“上课时,学生利用平板电脑与大屏幕交互,教师需要共享的内容也会及时传送过去。有针对性的课后作业、自动批改、自动分析,也让老师及时了解学生知识点掌握情况。”
在他看来,智慧教育给予老师一种“超能力”,让老师可以通过全流程的数据记录,关注到不同学生的特质。这改变了传统的教学模式,“让关爱温暖每位学生”。

合肥八中的化学实验课上,学生在习题本上答题的内容被学伴机摄像头上传至智慧课堂平台。
VR技术助力沉浸式授课
戴上VR眼镜,拿起VR手柄,就能进入3D虚拟空间,在AI实验助教的帮助下进行拟真实验。记者在中国·福建VR体验中心采访发现,VR技术在教育领域的普及程度,远比想象中快得多。
该中心位于福州市长乐区,是国内规模最大的一站式VR体验中心。除了VR游戏和旅游展示,场馆中相当大的展览区域都留给了VR教育。
网龙公司首席执行官熊立介绍,目前,全国已有近八成省份将初中实验操作纳入中考。传统实验存在采购及维护成本高、实验风险不易把控等局限性,而VR在物理、化学、生物、地理等实验性、演示性课程中的应用,已成为实验教学的发展趋势。
以“用高锰酸钾制氧气”这个中学化学经典实验为例,学生们在点燃酒精灯、加热药品等实验过程中,可能因误操作引发危险,个别学校甚至只由老师演示。
“试管向下倾斜20度,铁夹要夹在离试管1/3处哦!”福州十中的一堂化学虚拟实验课上,有一位蓝眼睛机器人“悬浮”在学生眼前,不时提示实验步骤和操作细节。每一个步骤结束后,这位AI实验助教都会发出“正确”或“错误”的提醒。
打破了时间、空间和资源上的限制,VR技术为课堂创造安全、方便、有趣的实验环境,在满足师生对实验中教与学需求的同时,也大大降低了学习成本。
“沉浸式教学体验是VR教育的价值所在。”熊立说,它把平面文字和图片转化为全景影像展示给学生,看起来更生动和具体,能够提高学生的学习兴趣,帮助老师高效授课。
据介绍,除了打造包括“虚拟实验室”在内的多款VR教育应用,网龙还推出了“101创想世界”VR教育工具。对于刚刚接触VR教育的教师、学生及热爱VR创作的用户来说,这样一款可以轻松入门、资源丰富的VR场景制作软件可以为他们提供更多便利。
“AI+”开启个性化教育时代
随着互联网技术的普及和发展,越来越多的受众开始通过网络获取学习资源。与此同时,多元化、个性化的知识定制服务也成了受众需求的新热点。
近年来,互联网巨头和教育企业均借助技术创新传统教育模式。4月9日,教育部联合百度教育发布的《2018年中国互联网学习白皮书》显示,基于5G、云计算、大数据和人工智能技术构建智慧教育生态市场,已成为行业布局的主要方向。
“破解当前各项教育难题的根本还是在于能不能将优质教育资源有针对性地投向学习者。建设更加智能、更加自动的教育信息化是破解这一难题的根本途径。”教育部教育信息化专家组秘书长任友群表示。
在此背景下,以个性化教育为出发点的“人工智能+教育”应运而生。部分在线教育平台实现了对海量教育知识点的归纳整合,形成教育知识图谱,并通过意图识别和强大的教育用户画像,为受众提供精准的个性化推荐与智能化的交互体验。
百度教育大脑的内容资源囊括了2.7亿专业文档、20余万部图书、5万余套有声读物以及800余万个优质音频。其核心功能“专业教育知识图谱”涵盖K12、研究生考试、公务员考试、外语等八个教育领域,为用户提供个性化学习方案。
如今,“AI+”技术不仅被应用于线上教育资源的整合、分发,还被运用到智慧课堂、辅助课程设计、学习效果分析等实际场景之中。
然而,业界专家表示,由于人工智能本身无法设计和组织教学,最终还是要依靠教师。人和机器的结合怎样更加友好、更有温度,是智慧教育今后需要解决的问题。(本报记者 姜永斌 左翰嫡 通讯员 吴晓晶)


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