讓智慧教育變得更“智慧”
運用人工智慧技術，因材施教有了新的好幫手——智慧教育：通過為學生的知識狀態、身體狀態進行“建模”，精準為每一個學生制定學習方案……
智慧教育的應用效果如何？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
在安徽合肥師範大學附屬小學的體育課上，記者留意到學生的手腕上都佩戴了一個電子手環。熱身運動時，老師並沒有看向學生，而是站在一旁，手持平板電腦，眼睛緊盯著螢幕上實時跳動的數據，不時提醒個別同學加快運動頻率。
見記者走來，合肥師範附小體育老師楊鯤轉過身，對記者說：“你看，平板電腦上清楚地顯示了每個學生的心率情況，誰需要加強、誰需要放緩，一目了然。”
楊鯤口中的智慧系統正是科大訊飛智慧教育事業部推出的智慧體育教育系統。基於這套系統，穿戴設備能準確記錄學生的運動數據與畫像，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、智慧視覺等設備。孩子們正在進行的跳繩訓練，以前需要一個孩子跳，一個孩子數，訓練效率較低。”楊鯤說，而現在借助智慧跳繩設備，就不需要專門派人計數了，跳繩支援自動記錄，數據統計更便捷更智慧，讓體育授課也更加高效。
除了便捷，在使用這套系統的過程中，楊鯤還有一個更為明顯的感受。“以前上體育課，一項鍛鍊任務佈置下去，只要學生完成了，課程就相當於結束了。”楊鯤坦言，現在，有了智慧系統，體育老師不僅能實時監測到學生是否完成任務，還能看到其完成的過程。“通過對運動中關鍵動作進行專業的分析和指導，體育也在逐步走向因材施教。”
智慧教育的應用，推進了教育資源的平均分配，讓更多孩子擁有更好的教學環境。有了智慧教育，浙江省溫州市鹿城區南浦小學學生與泰順縣垟溪小學可以“同上一堂課”。
作為城區的學校，南浦小學師資優質、新老搭配結構合理，而山區學校垟溪小學教師則普遍偏年輕、缺乏經驗，校與校之間的不均衡發展如何打破？智慧教育為此提供了解決方案。
在課堂上，精心設計的課程“科學王國曆險記”受到兩校學生的歡迎。該課程將學習融入闖關遊戲中，寓教于樂。通過幾個攝像頭、一根網線，透過大螢幕，兩校學生可以共同參與課堂，一起學習。南浦小學老師不僅能清楚地觀看到垟溪學生們臉上的表情以及肢體語言，垟溪學生們也能隔著螢幕和老師進行互動。
有了網際網路平臺，南浦小學的老師在課後還能一同批改、點評垟溪小學學生的作業，並能將優秀作業與南浦小學學生的優秀作業一起展示。“越來越感到，我們就是一個大家庭。”南浦小學校長李碧說，“泰順學校的老師在我們學校的教研群內，泰順的家長也在我們學校的家長群內，孩子們課後能夠繼續交流，共同促進。”
精準測試，量身定制
讓教育變智慧，因此施教很關鍵，這需要對每一個學生的各項情況進行精準分析。香港科技大學首席副校長郭毅可分享過一個案例，引發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習班，運用團隊開發的智適應學習系統進行個性化輔導，從小學一直跟蹤到高中，最後發現42個孩子中有35個考上985和211大學。
“基於知識圖譜和智慧推薦的技術，有可能更好地實現規模化個性教育場景。”郭毅可介紹，該系統的基礎就是一個多維的知識圖譜，通過數據採集學生資料，在應用層面發揮作用，使得人工智慧技術真正為教育服務。
上海交通大學教授俞勇認為，運用人工智慧技術，為學生的知識狀態“建模”，對人才培養的模式創新至關重要。比如，可搭建智慧化教學平臺，通過精準建模，為學生提供個性化學習推薦，提高學習成效。
如今，智慧體育教育系統已經在全國40多所中小學得到運用。為了更好地量身定制方案，科大訊飛研究院演算法工程師王歡下了不少功夫。“開發出的產品受到學生和老師喜愛，並讓其從中受益，我們打心眼裏覺得付出很值！”王歡說。
“這是一個全新的領域。剛接到任務時，充滿了無限遐想。”談起那段開發的日子，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精準有效？王歡和同事跑了合肥、北京、廣東等多個地市的學校，和一線教師了解需求。“最後，我們把目標定在最基本的體測及體育考試項目上，一來可以實現更精確的測量，解放體育老師，更重要的是可以為每位學生量身定制訓練提升方案。”
經過緊張研發，進入應用階段，如何保障效果？“實驗室的環境相對簡單，當把設備和系統放入真實環境中時，干擾因素太多，效果遠達不到預期。”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校，駐點在校，反覆測試，改了又改。“最終獲得了老師和學生好評，能成為體育教學和訓練好幫手。”
對於王歡及其同事而言，系統的開發、更新是一個循序漸進的過程。“我們一直在關注著這套系統的用戶反饋，與此同時，及時更新新技術，以給用戶帶去最好的體驗。”
發展潛力巨大
“智慧教育尚屬新興領域，發展潛力巨大。”有業內人士指出。如今人工智慧已學會了一門“硬核”語言，即現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明，被喻為人類社會文字起源和發展的“活化石”。日前，東巴文智慧識別誦讀系統正式發佈，展示了基於人工智慧的東巴典籍識別與語音輸出。該系統由華東師範大學與麗江師範高等專科學校等單位聯合研發。據介紹，這套系統以東巴文字理論研究為支撐，基於東巴提供的大量圖像和語音數據，綜合採用圖像處理、深度學習等多種人工智慧技術，初步實現了東巴典籍的智慧識別與誦讀。
智慧體育也有了最新實踐應用——基於電腦視覺技術創設全場景智慧運動空間，構建智慧體育新生態，貫穿學校體育教育全流程，實現“教、學、賽、練、測、考、評、管”一體化，用人工智慧助力體育與健康教育數字化轉型。
圍繞“提升學生體質健康水準”的核心目標，科大訊飛全新創設全場景智慧運動空間——以AI運動超腦串聯各種設備，實現校園操場、室內運動館等全場景運動空間智慧化，為不同運動項目提供智慧測評與個性化訓練指導，服務日常教學、課後運動、體育比賽、國家體測、體育考試、體育與健康大數據監測等全業務，全面推進學校體育與健康教育數字化轉型，實現高品質發展。
截至目前，科大訊飛智慧體育已服務安徽、山東、江蘇、河北等省份的20余個市、縣(區)體育中考，北京匯文中學、華南師大附中、杭州建蘭中學、合肥四十八中等超1400所學校。規模化常態化應用數據顯示，在學校常規運動會中可以減輕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，同時常態化應用能促進學生的運動興趣提升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%，最終學生的體質健康優秀率提升12.5%。
中國企業還積極出海，讓智慧教育的成果惠及海外。在沙烏地阿拉伯，商湯與當地機構攜手實施人工智慧教育計劃，為當地教師和學生提供成熟的人工智慧課程。該計劃涵蓋電腦視覺、深度學習等主題，旨在提高參與者對人工智慧的興趣，並傳授專業相關的基本技能。
目前，該項目二期已經啟動，預計將提供經教育部認證的阿拉伯語、英語雙語教學內容，覆蓋更多通識教育年級，並計劃在部分合作學校建立人工智慧實驗室，總計覆蓋超3萬名學生和2000余名教師。
“希望用人工智慧激發潛能，讓每個孩子都能在人工智慧的助力下綻放光芒。”科大訊飛智慧體育產品線總經理郭紅傑表示。未來，科大訊飛將持續探索人工智慧技術在體育教育及學生健康發展領域的深度應用，推動學校體育高品質發展、助力青少年健康成長。
