人工智能如何改变学校教育,走进课堂?

人工智能阅卷评分、大数据帮助选科选专业……随着人工智能浪潮奔涌而来,传统教育思维和教学模式正悄然发生转变,未来教育新空间进一步开启。

2018年12月8日-9日,由中国教育技术协会主办,中国教育技术协会人工智能专业委员会、清华大学《现代教育技术》杂志社联合承办,中国教育技术协会技术标准委员会与雅森国际展览有限公司协办的“2018国际教育信息化峰会”在北京国家会议中心盛大召开。

本届峰会以“智能技术与未来教育”为主题,聚焦教育人工智能技术在教育领域应用的新前沿和新动态,由中美日韩四国教育技术协会会长发表主旨报告,同时,来自人工智能与大数据领域的知名专家、领军企业代表聚集一堂,共话教育人工智能技术的最新前沿进展,碰撞教育技术应用前沿最新趋势与解决方案。


其中,北京清帆科技有限公司创始人&CEO张文铸发表了“AI赋能未来教育“主题演讲。并表示,人工智能作为一种全新的工具,将给予现代人更多的能力和更高的效率推动教育变革。核心教育场景实施细粒度的观测、利用数据驱动教育决策以及实现大规模的个性化教育将是未来教育的三大发展趋势。人工智能凭借在图像识别、语音识别方面的计算优势,正在为教师教学和学校管理提供强大的技术支撑。


AI助力教育生态变革

在传统课堂中,由于时间和精力的限制,老师无法兼顾所有学生的学习状态,实施公平、有效的教学;教育研究者对于课堂的观察更多停留于主观评价层面,无法快速推动教师的专业发展。为了解决这些问题,清帆科技一直致力于人工智能落地课堂教学场景的研究,于5月份推出了EduBrain教学分析系统,这个系统通过身份特征识别、情感计算和行为识别等方式,可以实现教学过程的全面数据化,帮助老师即时了解所有学生的课堂状态和关键信息,进行及时的教学策略调整从而提高教学实效。同时,利用人工智能技术实现自动化、常态化的课堂观察,也将大幅降低学校教学评价工作的时间和人力成本。


期间,张文铸提到了利用人工智能技术对课堂教学过程进行智能快速全面的分析。他表示,中国现在有55万所学校,如果把学生上课的过程录成视频,这将是非常大的数据量,并为大家带来了几个真实的案例。在山东的一所大学课堂里,只是安装了普通的摄像头,通过人脸识别技术,在每个人的脸上渲染了一个实时的情感符号,用来观测大学课堂里学生们上课的状态,这是对视频进行的一个重新的理解。这样的情景在中国每天都会发生,但却没有真正利用好数据,所以清帆科技要做的就是利用AI技术把这些教学的过程做智能快速全面的分析。具体解决的问题是什么?就是把原本基于人工的课堂观察变为全自动的课堂观察,以后不需要老师来听课了,直接利用AI就可以,然后把主观评价变成客观评价,最终实现全数据驱动型学校。

今年9月,张文铸博士受邀出任清华大学智能教育技术联合研究中心副主任张文铸讲到,在训练平台上,清帆科技已经形成了一个核心技术矩阵,包括情感计算面部表情识别,语音情绪识别等,并说到了清帆科技的分析框架,基于AI教学分析,还提到了一个叫345的框架,3是指三个维度,分别是情感维度,行为维度和知识维度;4指的是四个层次,包括描述性分析、诊断性分析、预测性分析和处方性分析;5指的是五种角色,分别为服务教育管理者、教研人员、教师、学生以及家庭。


情感计算技术,提供即时的学情分析

张文铸介绍了情感计算技术,智能识别并分析教学场景中面部表情和语音语调所传递的情感信息,感知课堂中的情感状态变化,从而提供即时的学情分析。微表情,比如眨眼、动眉毛、撇嘴等。还有行为监测,比如模拟学生在上课时可能出现的典型行为,通过人工智能技术来做准确识别,它的原理叫骨骼追踪原理,也就是通过视频去识别人体骨骼的18个关键点,然后通过关键点来预测学生现在做了哪些行为。接下来还说到了清帆科技独家的头部姿态和视线追踪技术,也就是把在上课过程中每个孩子的头部等行为用一个正六面体来表示,这个时候可以看到每个孩子的头部转动的角度变化,可以进一步预测这个孩子的视线,这对于孩子在上课时的专注度和变化观察是非常有帮助的。

张文铸讲到,在智能语音方面,每节课上完后,可以生成报告。包括课堂过程当中活跃度、专注度、互动度,以及对应学生的表现,都可以把它变成数据。因为移动端的普及,清帆科技还把这个能力做到了手机上,相当于老师上完课后一小时就可以在他的微信小程序里直接打开这个应用,看到他所上课对应的课堂专注度、互动度和活跃度变化,以及具体的细致分析,比如学生情绪占比,情感变化时间趋势以及典型的学生,帮助教师优化教学方法,增强学生的学习体验。


张文铸表示,AI+教育只有一方面是不行的,只有AI不行,只有教育不行,一定是技术专家和教育专家通力合作的结果,所以非常欢迎感兴趣的老师们和清帆科技共同探讨怎样把AI技术更好地运用于教育教学,包括提升教学管理的能力以及提升清帆科技未来教研的能力,真正把教育教研从经验式的研究变成数据驱动研究的跨越。清帆科技始终致力于成为全球领先的教育科技公司,为下一代创造更好的教育。