基于人工智能技术的智慧课堂

关键词：台式机教学设备互联转变

随着云计算、大数据、物联网、移动互联、人工智能五个技术的迅速普及对我们的教育事业带来全新的革命, 我们的数据由单机存储转变为云存储, 我们教学设备由台式机转变为平板电脑再直接为学生的手机、网络带宽不断拓展基础带宽正由4G走向5G, 台式机、平板电脑、手机、无感知终端、人脸识别设备走向互通互联, 窄带物联网技术与宽带网络完美融合, 人工智能在教学一线使用初见雏形, 技术引发新的浪潮, 科学技术的革新带来教学手段的多样化, 碎片式学习无时无刻无处不在、线上线下有机结合、课堂内外知识断点续传无缝衔接, 我们的课堂在发生日新月异的变化, 云课堂、微课、慕课、翻转课堂形式层出不穷, 百花齐放, 教育领域热点不断, 然而软件需要硬件作为实施基础, 良好的硬件实施可以为一个经典的教科书式的课堂教学提供技术保障。

一般来说智慧课堂要具备以下几个基本功能

一、录播

多媒体形式的引入使得课堂实时录制除了需要录制教学过程中老师和学生的影像及声音外, 还需要同步录制多媒体课件的内容, 并可以快捷方便的生成课件。

伴着校内软硬件的不断升级, 网络硬件的不断改善, 高清采集领域也日渐兴起, 学校对录制的效果提出了更高的要求。

通过触摸屏, 营造出一个高精度屏幕显示、高保真音质的现代化多媒体视听教学环境[1]。

二、互动

互动是翻转课堂的本质也是翻转课堂的精髓所在, 学生课前预习, 预习不只是看一遍, 而是能进入一定深度的学习, 这种学习需要自己去查资料、看视频才能达到的深度, 同时列出自己自我学习不能解决的问题, 在课堂上解决。[2]在师生互动, 增加学生和教师互动和个性化沟通的方法。

●学生自主学习的环境。

●教师不再是讲台上的圣人, 而是身边的导师。

●直接指导和建议式学习的混合模式。

●翻转课堂让那些因病或参加活动的学生不会被落下功课。

●翻转课堂的内容被永久保存, 可供查阅和修正。

●所有的学生都参与到学习中。

●所有的学生都能获得个性化教育。[3]

三、小组协助

在高职教学中, 小组制学习变得越来越普遍, 同学之间互助式交流更增加同学的协助能力, 提高团队的解决能力。

人工智能参与在课堂教学过程中可以从五个识别进行AI分析维度。

(1) 行为识别:教师的行为识别学生的个体行为识别、学生的小组行为识别、班级的整体行为识别。教师上课一般有六种教学行为:讲授、板书、提问、巡视、师生互动、使用多媒体设备, 而学生一般也有六种学习行为:听讲、应答、举手、读写、同学互动 (小组协作) 、师生互动。

(2) 语音识别:教师的语音识别、学生的语音识别。

(3) 表情识别:教师的授课的表情识别、学生的学习过程表情识别

(4) OCR识别:知识点的图文识别:一些没有电子教案的资料或者没办法复制的资料需要通过视频摄像头来展示, 或者以扫描的形式来进行图文识别。

(5) 人脸识别:人脸识别主要有人脸建模和动态识别, 人脸识别不仅仅包含签到, 还包括动态分析, 学生的喜怒哀乐、认真听课、瞌睡、抬头率只是最基本的一个数值。

关注微观个体、分析“小现象”, 积累足够多数据已成为大数据时代教育评价的显著特征, 教育评价呈现出由“宏观群体”走向“微观个体”的趋势。精准的评价让教育决策更准确, Ai在课堂的落地, 让教育决策者们可以有足够的数据源提供实证考据, 同时结合自己的经验做出更精准的决策。

在互联网+的时代智慧课堂的智慧主要从以下几个方面来:

(1) 智慧教学。智慧课堂一定在学校甚至在国家的一个的以先进的信息技术为支撑的平台下开展的, 才可能实现数据的收集、数据的清洗、数据的挖掘, 对学生学习从开始到结束、从课内到课外、从线上到线下的数据完整的收集和呈现, 使我们的教学从以前的经验教育改进为以数据为准绳, 用数字说话, 科学的精准的掌握学生的学习情况, 实时的动态的调整自己的教学。

(2) 智慧评价。智慧课堂的教学时刻伴随着教学评价, 教学评价贯穿于教学过程的始终, 教学评价个性化、教学评价实时化、教学评价差异化、教学评价阶段化、教学评价科学化、这些要求形成一个完整的数据链, 对于教师的教学可以针对性的调整。

(3) 智慧互动。智慧课堂的教学互动灵活生动, 同学之间, 小组之间、师生之间、师生与校外专家之间、交流方式多元化、交流信息及时化、交流成果多样化, 可以实现无论在何时、何地都可以进行交流, 课堂不在局限在教室这一个固定场所, 通过直播对外展示、通过视频连线专家、生产一线等等。

(4) 智慧资源。智慧课堂为了学生提供形式多种的多媒体资源:文本、图片、声音、视频、电子图书、网页、等等极为丰富的资源, 学生可以根据自己的个性化需求, 有针对性的性的选择学习, 从而满足个性学习的需要, 满足分层次教学, 提高不同层次学生的学习需求。

从人工智能的角度出发, 人工智能只是技术手段, 技术只是手段、教学才是最根本的目的, 技术为教学服务, 不能只在乎手段是否先进, 而失去改进教学这一根本目的, 那就是舍本逐末。

从智慧课堂的角度出发, 课堂教学不是简单的知识学习的过程, 它是师生共同成长的生命历程, 是不可重复的激情与智慧综合生成的过程。随着新一轮基础教育课程改革的不断推进和课堂教学改革的不断深化, 课堂教学所呈现出来的前所未有的艰巨性、复杂性, 以及教学活动自身的特异性、多变性和不确定性, 都对教师洞悉复杂局面、应对复杂挑战的智慧品质和智慧水平提出了很高的要求。

摘要：人工智能在发展到现今几经浮沉, 随着相关技术的不断成熟、在这两年成为技术的浪潮的塔尖, 深度学习、人脸识别、算法优化等等技术迅速推广到我们的实际的生活, 对于我们的教育来带来了全新的技术颠覆, 全面改进了我们的教学方式, 为我们的智慧校园、智慧课堂提供技术支持。

关键词：智慧校园,人工智能,智慧课堂