科技赋能教育，这是一项立体工程
《新一代人工智能发展规划》提出:发展人工智能必须从娃娃抓起,逐步开展全民智能教育项目,在中小学阶段设置人工智能相关课程。人工智能教育包括人工智能技术用于教育与学习和人工智能的相关课程引入。可如何运用人工智能技术开展教学,如何设计相关课程,这些问题对中小学人工智能教学的落地带来了极大挑战。
教育是综合市场,科技赋能是立体工程
科技赋能教育是一个比较宏观的概念,如果想探索科技究竟怎么赋能教育,把这句话落在实处,则还是要回到推动人工智能教育的发展规划当中来。核心是人工智能技术用于教育与学习和人工智能的相关课程引入,这其中包括几个关键环节:构建智能学习、交互式学习新模式;应用人工智能在校园里对教学、管理等全流程形成辅助;基于大数据的在线学习教育平台、智能教育分析平台,提供以学习者为中心的教育环境,实现教育定制化;在中小学阶段设置人工智能相关课程,逐步推广编程教育,鼓励编程教学软件、游戏的开发和推广。
首先是构建智能学习、交互式学习新模式,意在改善教学环境。在这方面,企业需要深入了解教育环境现状,以电子白板、教育PC、智能平板等智能化设备改善当前的“一人说教”模式,让学习变得更有参与感、更有互动性。根据IDC调研数据,到2020年预计将会有50%的教育市场用户考虑使用大屏幕电子白板、平板等设备来改善当前教育环境的效率。
其次应用人工智能在校园里形成教学、管理辅助,意在加强教育管理。这需要企业提供完备的音视频采集、语音识别、认证传感、大数据分析系统的参与其中。单纯某一方面的技术让人联想到的企业名字其实不在少数,但是如果提供综合支持显然需要企业具备深厚的产品和资源整合能力,需要企业积极探索广泛合作、互通有无、集各家之所长。
在线学习教育平台、智能教育分析平台的建立,意在平衡教育资源。这将会涉及到大数据服务、云平台建设等一系列系统工程。在线学习教育平台的建立将有助于教育资源公平化发展,拉近偏远地区与发达地区教育差距。基于大数据服务和云平台的分析将帮助教育部门、学校全面了解教育教学情况,实时掌握。但大数据和云服务平台的建立也意味着信息的上传、分析,平台设备安全性、信息安全性、教育环境的隐私性是否得到保护也是这一环节需要考虑的关键点。
最后一个方面则是力求在中小学阶段设置人工智能相关课程,逐步推广编程教育,鼓励编程教学软件、游戏的开发和推广。这就明确提出了除了改善教育环境、加强教育管理、平衡教育资源之外的第四个重要任务就是实实在在落地人工智能、编程课程。最具体的内容实际上也是最有难度的部分,怎么教、教什么?怎么在其中运用人工智能技术?
英特尔全方位的AI解决方案,教助力教育发展方式转型
关于推进中小学人工智能教学,英特尔的案例倒是值得参考。英特尔及时捕捉到学校这一痛点,积极响应国家号召,利于其在人工智能领域的产品技术及生态优势,迅速联合生态合作伙伴进行创新和研发,协助学校共同推动人工智能基础设施建设和课程设置,并根据不同学校对人工智能教育的不同需求,为各级学校打造定制化的完整适用的人工智能实验室、教学解决方案。
这是一套名为“人工智能自动驾驶套件”的教学方案,目前该方案已经在人大附中西山分校投入使用。该套件由一套轨道、搭载基于英特尔酷睿平台的NUC以及多个图像采集装置的模型车以及相关软件组成,可通过实时拍摄路面信息和交通信息等“行车环境”进行预判断,从而选择进行加速、刹车、转向和避让等动作,来模拟自动驾驶流程。配合英特尔Movidius神经计算棒降低延迟提高处理效率,配合OpenVINO开发套件可以将训练好的AI模型进行模块化打包,学校可基于此套件进行AI教学课题的开发和探索,培养学生的科技创新兴趣,激发想象力和创新力。
除此之外,英特尔还联合合作伙伴推出了乐博士机器人。它是基于英特尔智能硬件平台及ROS环境的人工智能教育型机器人,具备强互动性和趣味性,兼容多编程语言。可满足初、高中及大学的AI普及教育,配套相应实验室解决方案、课程内容和师资培训服务。
英特尔在人工教育科普课程解决方案拥有领先的核心优势,包括基于英特尔的硬件计算能力和数据训练方法,能够为中小学生及高校提供全套的人工智能科普及动手实践课程。实际上,教育应用案例只是英特尔广泛人工智能业务和解决方案当中的冰山一角,从边缘实时洞察到云计算的大数据分析,英特尔都有具体的解决方案应对,能够帮助各行各业实现所需要的业务转型。至强处理器、FPGA、Nervana深度学习芯片、Movidius神经计算棒2代等,英特尔透过这些创新的硬件基础为人工智能开发创造了绝无仅有的高性能开发环境。OpenVINO开发工具则可以帮助开发者将计算机图形和深度学习推力整合到前沿的视觉应用中,实现快速高效的开放式视觉推力和神经网络优化,在各类云端框架下创建和培训AI模型,并帮助其快速部署到产品当中。
作为AI、编程开展基础,教育PC仍有市场潜力
PC相对来说应该算作是电化教育的传统设备,但是发展至今PC在我国学校教育当中的普及率仍然有待提高,尤其是一些便携性较好,能够跟随课堂使用的轻薄定制化产品。我认为教育类PC作为人工智能教学、编程教学、教育类App开展的基础,在我国仍然有非常大的市场潜力空间。
虽然,PC设备、平板电脑这类设备能够有效改善教学环境,辅助学生与老师的互动,方便老师与家长沟通,为老师在线了解学生信息、批改学生作业带来帮助,但也存在一些长期以来存在的弊端。
纷繁复杂的互联网世界、软件和游戏非常容易导致中小学生分心,影响对于学习的专注力。而那些没有经过过滤处理的不健康信息则有可能毒害正在成长的青少年身心健康。英特尔针对老师和家长的以上痛点,联合生态合作伙伴共同为中小学生开发了英特尔学生电脑,有效地减缓了老师和家长们的焦虑和担心:英特尔学生电脑具有定制的教育系统,所有的内容均与教育相关,且软件应用商店对软件下载有严格的管理设置,有效防止孩子沉迷于游戏、网络及接触不健康内容,使孩子能更专注于学习。
PC在使用上能够为学生提供一个创新的平台,让孩子在低龄阶段就能掌握一个良好的PC使用经验,同时帮助学生准确掌握理解所学习的知识,这是教育PC所要肩负的重要功能。英特尔与合作伙伴联合开发的教育PC内部构建了定制化的教育系统,并且可以实现家长与学校同步课堂和个性化学习辅助。内置英特尔处理器的教育PC拥有领先的运算处理能力,可无缝匹配各类编程语言、工具软件,为正在学习编程、设计或者刚刚对这些领域产生兴趣的青少年提供创新学习平台。
根据世界卫生组织公布的数据,我国中小学青少年近视比例已达到40%!正在成长的青少年长期面对PC设备、平板电脑容易视力受损也已引起社会的普遍关注,保护视力预防近视需要在教育智能升级过程中格外受到关注。针对这一痛点,英特尔与合作伙伴所开发的学生定制电脑的屏幕更大,而且安装有保护视力的应用,能对使用环境的光线、距离等产生感知,可有效保护孩子的视力。值得一提的是,这款学生定制电脑的学习模式与原有终端设备相似,可以将孩子的学习习惯无缝平移到电脑上来,降低适应的时间成本,完成从小屏到大屏、从被动学习到主动学习的转变,有效提升孩子的学习效率和学习兴趣。
科技赋能教育要回归教书育人本质
教书育人是个复杂漫长的过程,既有书本上知识的学习,也有学习生活中人格三观的建立。科技赋能教育从本质上应该起到的是改善学习环境,提高学习的交流互动,给我们一直以来的应试教育带来更多趣味性和主动性的作用,让科技服务教育。科技赋能教育这里面除了科技、教学,还应该关注到学生人性的东西。前者是有迹可循的方式方法,唯有人性培养没有固定方法却直达一个人的成长核心,英特尔的案例值得企业深思和学习。科技企业在看重教育市场这片蓝海,积极思考应对解决方案的过程中,不能只考虑技术上是否能实现,也要深挖教育、青少年成长背后深层的东西,让科技赋能教育回归教书+育人的本质。
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