智課推進學校教研走向人工智能

孫希泉

一、應用背景

隨著《國務院關于印發新一代人工智能發展規劃的通知》《教育部關于印發<教育信息化2.0行動計劃>的通知》等文件的實施，移動互聯網、大數據、云計算、人工智能、3D打印等現代技術逐步走進校園，正在改變著我們的思維、生活和學習方式。

目前，國際競爭日趨激烈，人才培養與爭奪成為焦點。教師作為教育的主體之一，教師隊伍的能力、水平是人才培養的關鍵因素。結合教育部“人工智能助推教師隊伍建設行動”和山東省人工智能試點區的建設，環翠區2019年9月份率先在8所學校23個教室配備了中慶智課系統，嘗試探索人工智能、大數據分析對教師個人發展、對提高教學質量的促進作用。

二、試點內容

（一）技術層面

中慶智課是在每個試點教室安裝1臺智課終端、2臺4K超高清攝像機、2支吊裝話筒，并通過綜合布線、系統調試，接入校園網，同時在服務器上搭建多維成長平臺、視頻資源管理平臺等軟件環境。系統應用人臉識別、行為識別、表情識別、文本識別等人工智能技術，結合課堂師生行為、課堂參與度及 S-T 行為等量表實現多維度的數據采集和分析。

（二）教學層面

智課系統利用人工智能深度學習技術實現教師和學生個體的頭、肩、手目標智能定位，完成教室場景內教師和學生個體的動態人臉識別和表情識別，對課堂教學行為進行精細分類，對課堂教學內容進行智能識別。通過人工智能課堂教學行為分析評測系統，對教學過程中教師、學生行為表現數據進行常態化、伴隨式采集和即時化分析，為教師提供實證化的數據支撐，從而實現精準教研、促進教師自我發展、學生個性發展。

三、教學實踐

通過8所學校2個多月來的教學實踐和數據采集分析，學校逐步形成了一定的課堂觀察報告。通過對比研究，我們可以初步看出智課系統在日常教育教學中的幾個積極作用。

（一）智課系統為教師課后反思提供依據，為教師個人成長助力

在以往教學中，教師的課后反思往往借助于教師本人在課后的回顧，和教學設計進行對比。這種方法對教師要求較高，比如下了一節課要對個別學生進行本節課堂內容的輔導，接著就要去下一個班級授課，等到事情忙完了再來反思，有些思維火花可能已經熄滅。而在智課系統的幫助下，我們不僅可以看到自己的課堂回放，還可以借助于系統所生成的雷達圖、師生活動圖表等資料，對自己的課進行整體反思，有助于教師及時改進教學策略。也可以通過觀看優秀教師的課堂視頻，反思自身教學行為，對標達標，提升個體教學水平。

（二）智課系統通過大數據分析輸出課堂量表，實現精準教研，提升教研效果

現行的教研模式主要是教育主管單位、教研人員到教學現場或者通過網絡觀摩公開課，再基于個人教學經驗或者教研小組討論作出點評，從本質來說是主觀經驗性的。這種模式主要有幾點不足：一是教研評價主觀色彩較重，缺乏客觀數據的支撐；二是教研評價是點狀的、是離散的，教研人員只能對某一老師的一節課或者幾節課作出點評，無法對其所有課持續點評，難免不夠全面；三是教研評價主要是從教師維度出發，對于學生的表現觀察、分析更少。

傳統人工統計數據： 多名教師或教研員對數據進行采集，課后進行統計和分析，耗時耗力。

人工智能自動數據分析： 數據采集、統計、分析與課堂同步，即時得到分析報表。以往聽評課可能需要不同老師分擔不同的觀察維度，然后進行記錄，在課后評課時再進行研討。而且需要老師非常專心，一旦走神可能會遺漏某些關鍵點。智課項目的實施，為學校帶來了高效的數據化教研，望海園中學的老師說：“原來聽課時90%的時間用來統計數據，現在有了這個系統，終于能夠專心聽課了。”

隨著教育技術的發展，依托于數據實證的教研探索已經展開，以數據分析為根據，讓教研成果更加清晰、顯性。智課系統可以自動對課堂教學行為進行量化的實時分析，提高數據化教研的效率和準確性。依托課堂教學行為分析評測系統，通過長期的數據采集和跟蹤觀察，教師結合主觀教學經驗和系統分析的客觀教學數據，能夠實現精準教研，提升教研效果。

（三）智課系統捕捉學生個性信息，關注學生成長動態

智課系統能夠通過AI技術進行人臉識別，細致捕捉學生的個性信息，形成階段資料庫，長期跟蹤記錄學生個體的課堂學習行為、個人成績和課堂精彩瞬間，結合數據，對學生進行客觀評價，以及實現對學生個體的精細化管理。

應用智課系統，教師可以準確發現學生存在的階段性問題，有針對性地與學生交流，有的放矢，真正幫助學生成長。例如，一名學生在階段檢測中成績不理想，任課教師可以查看其近階段的課堂報表，發現其在課堂聽講中的問題，及時與學生溝通，促進學生進步。在家校溝通中，班主任老師常常會被問及學生在校表現，教師每天面對幾十個甚至上百個學生，任教一門課，對每個學生的關注不可能面面俱到，而借助智課系統，我們想了解哪個孩子的狀況都可以很方便地調出信息，全面了解學生的課堂表現，讓溝通更有依據，更有效。

總之，中慶智課大數據分析輔助教學具有一定的可操作性和應用價值，在教育信息化領域內具有創新性和領先優勢，但還存在技術不成熟、數據記錄不準確等問題，現階段還不能完全替代傳統的聽課、觀察、評課，可以讓兩者有效的結合，充分發揮兩者的優勢，為學校的教研、課堂管理、學校管理提供客觀的數據量化支撐，從而提高教學教研、課堂管理的效率，開辟人工智能的現代化教學新時代。

作者單位：威海市環翠區教育教學研究培訓中心