運用人工智能技術(shù)，因材施教有了新的好幫手——智慧教育：通過為學(xué)生的知識狀態(tài)、身體狀態(tài)進行“建模”，精準(zhǔn)為每一個學(xué)生制定學(xué)習(xí)方案……

　　智慧教育的應(yīng)用效果如何？如何讓教育變得更“智慧”？本報記者前往安徽合肥，試著為您解答。

　　因材施教，促進平衡

　　在安徽合肥師范大學(xué)附屬小學(xué)的體育課上，記者留意到學(xué)生的手腕上都佩戴了一個電子手環(huán)。熱身運動時，老師并沒有看向?qū)W生，而是站在一旁，手持平板電腦，眼睛緊盯著屏幕上實時跳動的數(shù)據(jù)，不時提醒個別同學(xué)加快運動頻率。

　　見記者走來，合肥師范附小體育老師楊鯤轉(zhuǎn)過身，對記者說：“你看，平板電腦上清楚地顯示了每個學(xué)生的心率情況，誰需要加強、誰需要放緩，一目了然。”

　　楊鯤口中的智慧系統(tǒng)正是科大訊飛智慧教育事業(yè)部推出的智慧體育教育系統(tǒng)。基于這套系統(tǒng)，穿戴設(shè)備能準(zhǔn)確記錄學(xué)生的運動數(shù)據(jù)與畫像，進而定制化給出提升的意見和建議。

　　“今年，我們新增了智慧跳繩、智慧視覺等設(shè)備。孩子們正在進行的跳繩訓(xùn)練，以前需要一個孩子跳，一個孩子數(shù)，訓(xùn)練效率較低。”楊鯤說，而現(xiàn)在借助智慧跳繩設(shè)備，就不需要專門派人計數(shù)了，跳繩支持自動記錄，數(shù)據(jù)統(tǒng)計更便捷更智能，讓體育授課也更加高效。

　　除了便捷，在使用這套系統(tǒng)的過程中，楊鯤還有一個更為明顯的感受。“以前上體育課，一項鍛煉任務(wù)布置下去，只要學(xué)生完成了，課程就相當(dāng)于結(jié)束了。”楊鯤坦言，現(xiàn)在，有了智慧系統(tǒng)，體育老師不僅能實時監(jiān)測到學(xué)生是否完成任務(wù)，還能看到其完成的過程。“通過對運動中關(guān)鍵動作進行專業(yè)的分析和指導(dǎo)，體育也在逐步走向因材施教。”

　　智慧教育的應(yīng)用，推進了教育資源的平均分配，讓更多孩子擁有更好的教學(xué)環(huán)境。有了智慧教育，浙江省溫州市鹿城區(qū)南浦小學(xué)學(xué)生與泰順縣垟溪小學(xué)可以“同上一堂課”。

　　作為城區(qū)的學(xué)校，南浦小學(xué)師資優(yōu)質(zhì)、新老搭配結(jié)構(gòu)合理，而山區(qū)學(xué)校垟溪小學(xué)教師則普遍偏年輕、缺乏經(jīng)驗，校與校之間的不均衡發(fā)展如何打破？智慧教育為此提供了解決方案。

　　在課堂上，精心設(shè)計的課程“科學(xué)王國歷險記”受到兩校學(xué)生的歡迎。該課程將學(xué)習(xí)融入闖關(guān)游戲中，寓教于樂。通過幾個攝像頭、一根網(wǎng)線，透過大屏幕，兩校學(xué)生可以共同參與課堂，一起學(xué)習(xí)。南浦小學(xué)老師不僅能清楚地觀看到垟溪學(xué)生們臉上的表情以及肢體語言，垟溪學(xué)生們也能隔著屏幕和老師進行互動。

　　有了互聯(lián)網(wǎng)平臺，南浦小學(xué)的老師在課后還能一同批改、點評垟溪小學(xué)學(xué)生的作業(yè)，并能將優(yōu)秀作業(yè)與南浦小學(xué)學(xué)生的優(yōu)秀作業(yè)一起展示。“越來越感到，我們就是一個大家庭。”南浦小學(xué)校長李碧說，“泰順學(xué)校的老師在我們學(xué)校的教研群內(nèi)，泰順的家長也在我們學(xué)校的家長群內(nèi)，孩子們課后能夠繼續(xù)交流，共同促進。”

　　精準(zhǔn)測試，量身定制

　　讓教育變智慧，因此施教很關(guān)鍵，這需要對每一個學(xué)生的各項情況進行精準(zhǔn)分析。香港科技大學(xué)首席副校長郭毅可分享過一個案例，引發(fā)了不少教育界人士的興趣。

　　從2016年開始，他的團隊在湖南進行過一個跟蹤實驗：將42個孩子作為一個自主學(xué)習(xí)班，運用團隊開發(fā)的智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)進行個性化輔導(dǎo)，從小學(xué)一直跟蹤到高中，最后發(fā)現(xiàn)42個孩子中有35個考上985和211大學(xué)。

　　“基于知識圖譜和智能推薦的技術(shù)，有可能更好地實現(xiàn)規(guī)模化個性教育場景。”郭毅可介紹，該系統(tǒng)的基礎(chǔ)就是一個多維的知識圖譜，通過數(shù)據(jù)采集學(xué)生資料，在應(yīng)用層面發(fā)揮作用，使得人工智能技術(shù)真正為教育服務(wù)。

　　上海交通大學(xué)教授俞勇認為，運用人工智能技術(shù)，為學(xué)生的知識狀態(tài)“建模”，對人才培養(yǎng)的模式創(chuàng)新至關(guān)重要。比如，可搭建智能化教學(xué)平臺，通過精準(zhǔn)建模，為學(xué)生提供個性化學(xué)習(xí)推薦，提高學(xué)習(xí)成效。

　　如今，智慧體育教育系統(tǒng)已經(jīng)在全國40多所中小學(xué)得到運用。為了更好地量身定制方案，科大訊飛研究院算法工程師王歡下了不少功夫。“開發(fā)出的產(chǎn)品受到學(xué)生和老師喜愛，并讓其從中受益，我們打心眼里覺得付出很值！”王歡說。

　　“這是一個全新的領(lǐng)域。剛接到任務(wù)時，充滿了無限遐想。”談起那段開發(fā)的日子，一向話語不多的王歡打開了話匣子。

　　如何能做到對體育教學(xué)精準(zhǔn)有效？王歡和同事跑了合肥、北京、廣東等多個地市的學(xué)校，和一線教師了解需求。“最后，我們把目標(biāo)定在最基本的體測及體育考試項目上，一來可以實現(xiàn)更精確的測量，解放體育老師，更重要的是可以為每位學(xué)生量身定制訓(xùn)練提升方案。”

　　經(jīng)過緊張研發(fā)，進入應(yīng)用階段，如何保障效果？“實驗室的環(huán)境相對簡單，當(dāng)把設(shè)備和系統(tǒng)放入真實環(huán)境中時，干擾因素太多，效果遠達不到預(yù)期。”王歡說，為了解決這一問題，嚴寒酷暑中他們接連跑了幾十所學(xué)校，駐點在校，反復(fù)測試，改了又改。“最終獲得了老師和學(xué)生好評，能成為體育教學(xué)和訓(xùn)練好幫手。”

　　對于王歡及其同事而言，系統(tǒng)的開發(fā)、更新是一個循序漸進的過程。“我們一直在關(guān)注著這套系統(tǒng)的用戶反饋，與此同時，及時更新新技術(shù)，以給用戶帶去最好的體驗。”

　　發(fā)展?jié)摿�巨�?/p>

　　“智慧教育尚屬新興領(lǐng)域，發(fā)展?jié)摿�巨大。”有業(yè)內(nèi)人士指出。如今人工智能已學(xué)會了一門“硬核”語言，即現(xiàn)存唯一仍在使用的象形文字——東巴文。

　　東巴文由居住在滇、川、藏交界地以麗江為中心的納西族先民發(fā)明，被喻為人類社會文字起源和發(fā)展的“活化石”。日前，東巴文智能識別誦讀系統(tǒng)正式發(fā)布，展示了基于人工智能的東巴典籍識別與語音輸出。該系統(tǒng)由華東師范大學(xué)與麗江師范高等專科學(xué)校等單位聯(lián)合研發(fā)。據(jù)介紹，這套系統(tǒng)以東巴文字理論研究為支撐，基于東巴提供的大量圖像和語音數(shù)據(jù)，綜合采用圖像處理、深度學(xué)習(xí)等多種人工智能技術(shù)，初步實現(xiàn)了東巴典籍的智能識別與誦讀。

　　智慧體育也有了最新實踐應(yīng)用——基于計算機視覺技術(shù)創(chuàng)設(shè)全場景智能運動空間，構(gòu)建智慧體育新生態(tài)，貫穿學(xué)校體育教育全流程，實現(xiàn)“教、學(xué)、賽、練、測、考、評、管”一體化，用人工智能助力體育與健康教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

　　圍繞“提升學(xué)生體質(zhì)健康水平”的核心目標(biāo)，科大訊飛全新創(chuàng)設(shè)全場景智能運動空間——以AI運動超腦串聯(lián)各種設(shè)備，實現(xiàn)校園操場、室內(nèi)運動館等全場景運動空間智能化，為不同運動項目提供智能測評與個性化訓(xùn)練指導(dǎo)，服務(wù)日常教學(xué)、課后運動、體育比賽、國家體測、體育考試、體育與健康大數(shù)據(jù)監(jiān)測等全業(yè)務(wù)，全面推進學(xué)校體育與健康教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。

　　截至目前，科大訊飛智慧體育已服務(wù)安徽、山東、江蘇、河北等省份的20余個市、縣(區(qū))體育中考，北京匯文中學(xué)、華南師大附中、杭州建蘭中學(xué)、合肥四十八中等超1400所學(xué)校。規(guī)模化常態(tài)化應(yīng)用數(shù)據(jù)顯示，在學(xué)校常規(guī)運動會中可以減輕75%的人工裁判工作量，在體育考試中單考場單次可以減少64%的仲裁人次，同時常態(tài)化應(yīng)用能促進學(xué)生的運動興趣提升43%，進而促進運動能力提升，如立定跳遠平均提升13.7%，跑步平均提升11.2%，最終學(xué)生的體質(zhì)健康優(yōu)秀率提升12.5%。

　　中國企業(yè)還積極出海，讓智慧教育的成果惠及海外。在沙特阿拉伯，商湯與當(dāng)?shù)貦C構(gòu)攜手實施人工智能教育計劃，為當(dāng)?shù)亟處熀蛯W(xué)生提供成熟的人工智能課程。該計劃涵蓋計算機視覺、深度學(xué)習(xí)等主題，旨在提高參與者對人工智能的興趣，并傳授專業(yè)相關(guān)的基本技能。

　　目前，該項目二期已經(jīng)啟動，預(yù)計將提供經(jīng)教育部認證的阿拉伯語、英語雙語教學(xué)內(nèi)容，覆蓋更多通識教育年級，并計劃在部分合作學(xué)校建立人工智能實驗室，總計覆蓋超3萬名學(xué)生和2000余名教師。

　　“希望用人工智能激發(fā)潛能，讓每個孩子都能在人工智能的助力下綻放光芒。”科大訊飛智慧體育產(chǎn)品線總經(jīng)理郭紅杰表示。未來，科大訊飛將持續(xù)探索人工智能技術(shù)在體育教育及學(xué)生健康發(fā)展領(lǐng)域的深度應(yīng)用，推動學(xué)校體育高質(zhì)量發(fā)展、助力青少年健康成長。