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课堂配备“大脑”，了解不同学生的情况

超过30项AI技术融入课堂

因材施教历来被认为是最成功的教育方式。同一个老师、同一本教材，如何才能让不同的孩子达到相似的学习效果呢？科技力量正在努力寻找解决方案。近日，在2019好未来教育智慧大会上，展示了WISROOM2.0、教研云、T-Box等教育科技最新研发成果，AI开放平台正式发布，吸引了众多行业人士的关注。受到众多教育界人士的关注。据悉，去年已有500间教室升级为WISROOM。业内人士表示，人工智能无法取代教师，未来教育是人工智能与人类社会结合的结果。教育永远离不开情感交流、思想碰撞、爱的传递。然而，当传统教室升级为智慧教室时，确实可以为有人类灵魂的工程师赋能。 AI时代大规模因材施教将成为可能。

文字、图片、视频拍摄/广州日报全媒体记者 刘丽琴

视频剪辑/广州日报全媒体记者 魏雄峰

AI+教育形成面向未来的“适应性”教育

AI人工智能在过去5到10年发展迅速。在数据驱动下，教育行业也迎来了智能化浪潮。语音语义识别、图像识别、AR/VR、机器学习、神经科学、量子计算、区块链等技术开始加速与教育行业融合。不仅很多学校推出了刷脸进校门、宿舍等智慧校园功能，而且很多教育企业都在使用在线教育，拍照识别问题、解决问题、个性化推送练习、学习轨迹、学习习惯等。捕获和分析。探索人工智能技术在教育领域的应用受到了资本的青睐，频频获得大额融资。今年2月，掌门1对1宣布完成3.5亿美元E-1轮融资，这是K12在线一对一辅导领域迄今为止金额最大的融资。在线语言培训品牌阿卡索也完成了1亿元C1轮融资。

在TI教育智能大会上，中国工程院院士孙家光表示，科技进步已成为经济发展的重要动力，也是教育发展的重要动力。语音识别、图像识别与教育相关场景结合，将应用于个性化教育、自动评分、语音识别评测等场景。学生获得量身定制的学习支持，形成面向未来的“适应性”教育。

在教育领域的所有智能技术应用场景中，最典型的就是自适应学习。自适应学习的运行过程是：收集学生的学习数据，预测学生未来的表现，智能推荐最适合学生的内容，最终高效、显着地提高学习效果。适应性学习可以根据学生的个人能力制定个性化的学习计划，并提供个性化的辅导。

用科技的力量突破教学极限

学生学习的效果与老师的教学方法有关系吗？一位被公认为教辅机构“名师”的老师说，“很多学生喜欢听我的课，我知道有的学生听不懂，但不知道是哪些，我很少教”一对一，因为我仍然不知道它们是什么。”我无法针对不同的学生改变我的教学方法。”一位新老师说：“作为一名新老师，我最不担心的就是能流利、自如地讲解一个知识点，但当我讲解完一个问题时，同学们看我的眼神让我有点困惑。我很困惑。”不确定这意味着什么？如果我能根据课堂上的不同情况获得教学建议或实时反馈，我会教得更好。”

联业智慧屋负责人杨松帆告诉记者，“小时候，他有一个考古学家的梦想，但初中历史老师的讲课让他瞬间对历史失去了兴趣，这个梦想破灭了。”如果老师知道其中一个学生有这样的梦想，他会不会用不同的方式来教授历史呢？”杨松范说，也许老师不是没有想过因材施教，而是。因材施教并不容易。现在通过科学技术，这些问题都可以得到解决。例如，如果你想学好英语，你就必须敢于说。如果没有技术支持，一节英语课就要40分钟。如果老师给全班40多个学生每个人练习和反馈的时间，那么这堂课基本上就这样过去了。

技术有潜力突破这些限制。在人工智能的帮助下，更多的教师可以成为好老师，更多的教学可以转化为与学生和班级相匹配的教学。例如，在英语课上，学生最多可以发言180次，每个孩子都可以使用答题器发言。说话后，该技术可以真实反映孩子的发音和对问题的回答。智慧课堂可以让教学内容在方法、节奏、版本、进度等方面适应不同地区孩子的发展。例如，利用语音和文本理解技术批改学生的练习题，可以更多地提高效率。超过20%。利用手写识别技术，累计批改了超过4.5亿道口算题，为参与教师节省了5万个小时的时间。

在TI教育智慧大会上，记者亲身体验了“智慧”教室是如何上课的。教室里有一位老师，屏幕上有另一位老师。屏幕上的老师提出问题，请举手的人回答问题。当学生回答正确时阿卡索英语探索之旅，他会受到表扬，并且他的头像会出现在屏幕上。已加积分。这样的课程是在WISROOM完成的，WISROOM是智慧教室，智慧教室。看似一个老师在通过直播的方式给这个班的孩子们授课，但实际上教学过程并不是由真人完成，整个过程都是由AI完成的。所有教学内容都是提前准备好的，AI实时看到谁举手、谁要回答问题，并让他在回答问题时判断答案是否正确，并在回答时给予鼓励。他被认为是正确的。

据了解，此类智慧教室的教学内容都在云端，可以采集数据并与孩子互动。通过教研云，教学的内容、进度、难度、风格、教学技巧等都记录在这个云里，结构化起来。如果一个学生在两堂课期间都没有参与互动，并且他的回答数据和做题时间平均比其他孩子长，并且他的正确率比其他孩子低，那么智慧教室就会分析孩子的所有情况。利用行为数据、提问数据、听课数据发出两条指令：第一条指令是在后面的课程中提出一个相对简单的问题，A I算法计算出该学生一定会回答正确，然后邀请他在课堂上回答。回答正确后阿卡索英语探索之旅，会得到表扬，帮助他重拾信心；另外，智慧教室会将他的学习数据和讲课数据提供给现场老师。 ，让老师关心孩子，看看他的学习状况是否有其他原因，从信心和关心的角度给予孩子更多的关注。这样，传统教室就变成了智慧教室。智慧课堂通过数据更好地了解孩子，为大规模因材施教提供了基础。

集成30余项AI技术

可同时识别200人的浓度

对于优秀的教师来说，他们在课堂上不断观察学生的细微动作和表情，并根据自己积累的教学经验和教学能力进行调整。智慧教室中的这一切都依靠一个“超级大脑”来完成。这就是T-Box，它集成了骨点检测、表情识别、手势识别、语音识别等30多项AI能力。

在整个教学过程中收集学生数据听起来很简单，但实际上在每个教室安装摄像头和麦克风是不够的。据了解，T-Box配备了专门的AI算力，赋予其16T算力，相当于300台iPhone XS的算力总和。如此超高的算力可以同时识别800多人的身体姿势，或者同时识别200人的表情和注意力。据悉，一年来，全国500间教室升级为WISROOM，累计服务学生5万人，拥有20余项专利。

全教室如何接收云端数据？据好未来开放平台事业部硬件负责人赵必鹏介绍阿卡索英语探索之旅，教室传感器包括摄像头、麦克风，以及语音答题器、硬件等多种智能设备，收集整个教室的数据。通过智慧教室的大脑T-Box“智慧课堂”配备“大脑”，运用30余种AI技术，在课堂上持续观察学生的学习过程，并通过全高清摄像头以频率记录学生的学习情况每秒三十或四十帧。在此过程中，利用人工智能算法从学生的姿势、手势、表情等方面对学生进行观察和分析。同时，通过学生手中的答题器，学生所说的每一句话都会被实时识别和语义分析，然后进行一系列计算，最终将注意力集中到每个学生身上。例如，通过视线运动轨迹识别的现场展示，可以看到并分析视线运动的路径、时间和速度，从而分析其注意力和兴趣。为了实现从检测到分析决策的过程，在某些场景下，教学大脑需要进行数千亿次运算。

除了实时的课堂数据之外，课堂教学还需要大量的数据，这些数据的内容来自于教研云。教研云包含海量试卷和题库，如高考恢复以来全国各省高考真题、中考真题、中考模拟题近十年来超过100个城市，近五年来超过2000道高考题。目前中小学重点期中、期末考试试卷总数已接近500万份，并以每年100万份的速度持续增长。通过数字化教科书和书籍，教师可以随时将摘录和问题下载到讲义和课件中。目前，教研云正在建设照片、图片、视频、动画、3D小程序等图库。好未来教研平台高级总监季云英表示，如今获取信息的方式不再只是文字。 。无论是宏观地理、天文，还是微观生物、化学，都可以通过技术手段和短片呈现给孩子们。教研云为教师准备了这些教学资源。教师只需将所需的相关资料放入购物车，拖至系统中，一键进行适当编辑，一份课件就完成了。

当数据呈现在课堂上时，学生和课堂成为一个有机的整体，很多事情都变得可能。通过数据发现，有的孩子喜欢特别酷的表扬，有的孩子喜欢有幽默感的老师。因此，智慧教室可以提供更有趣的教学方式，并能匹配相应的难度、进度和熟练程度，从而提高学习效率。当学生上完一节课时，课堂“大脑”会自动决定下一堂课如何让学生更感兴趣。如果下一个班级教授相同的知识点，可以确定是否将学生分为两个不同的班级。用两种不同的方式来教授同一个知识点。

专家观点：除了激发学习兴趣

我们也要遵循大脑发育的规律

人工智能需要海量数据进行学习，数据的缺乏将极大制约其升级和发展。据统计，我国在线教育相关企业有数千家，其中70%面临亏损。很多都打着AI+教育的旗号，而AI在整个教学过程中却很少使用，或者根本没有带来任何好处。有业内人士表示，课堂非常复杂，参与角色众多，师生互动多种多样，而且还需要实时性。每一个场景都对人工智能技术提出了巨大的挑战。通用的语音图像、语言、视频仍不能满足要求。只有利用真实教育场景的数据来深度优化AI模型，才能真正达到更好的可用效果。

中国科学院计算技术研究所研究员陈云霁表示，现在的技术发展基本都是基于感知，就像眼睛和耳朵看、听一样，未来发展的方向是认知。认知包括推理、联想、分析和归纳。随着认知能力的提高，机器可以做更多的事情，但其开发难度也大了很多，这是目前需要克服的难点。

虽然科技可以让哈佛的老师为更多的学生服务，但未来的教育不仅仅是科技，必须回归教育的本质。随着技术的进步，教师可以从重复劳动中部分解放出来，从而专注于教育的本质，发挥“激励、引导、陪伴”的作用。然而，在学习方面，当算法和数据面对更加复杂的人脑时，它们呈现的结果不一定表现出逻辑合理性。

北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室教授毕彦超认为，与人工智能算法相比，人脑非常复杂，需要不断探索。即使对于感知部分，人脑也有多个区域来管理。看见不一定是看见。例如，在不同的环境中看到相同的事物会有不同的情感体验。现在人工智能算法被用来激发人们的兴趣并推荐学习方法。但需要注意的是，人脑的发育有其自身的规律，不同个体的发育状况也不同。比如，同样的语言能力，有的人说话早，有的人说话晚，这是正常的。在促进学习的过程中阿卡索英语探索之旅，更重要的是要遵守个体自然发展的规律，这是多种因素综合作用的结果。