在“給人類上課”方面，AI能做的還不止這些
2019-03-27
行業新聞
近日，杭州電子科技大學的輔導員智能語音助手“小AI”火了。這款人工智能助手系統能在上課時幫助老師點名并催促曠課同學到堂學習。此事一出，不少網友紛紛調侃“幸好畢業得早”、“明年會不會招生困難”等。
大學用AI助手課堂點名？在“給人類上課”方面，AI能做的還不止這些。
其實，除了這款“小AI”以外，國內外很多校園中也有著各種人工智能應用。
智能教學筆
成都市棕北中學的教學方式也融入了人工智能元素。一支看似普通的圓珠筆，搭配上一套軟件和大數據處理中心，就組成了數學研究人工智能機器人。
據報道，學生使用這種智能筆答題，就相當于一個老師站在學生后面，看他的解題過程，并對他作出指導和建議。
該學校還引進了試卷、作業評測系統，老師們通過技術就能從繁雜的勞動中解放出來。在人工智能技術的幫助下，每個學生的學業數據都能得到追蹤，學生的錯題可以得到分析，針對缺漏的知識板塊，電腦還可以給出相應的變式練習。
智能課堂管理
杭州某中學將一款名為“智慧課堂行為管理系統”的科技應用于課堂教學。據了解該系統可實現無感“刷臉”考勤，同時通過攝像頭，還可對課堂上學生的行為進行統計分析，并對異常行為實時反饋。
校方負責人介紹，該系統每隔30秒會進行一次掃描，針對學生們閱讀、舉手、書寫、起立、聽講、趴桌子等6種行為，再結合面部表情是高興、傷心，還是憤怒、反感，分析出學生們在課堂上的狀態。
據報道，該校副校長表示，該系統既可以幫助跟蹤學生出勤情況，也可以幫助教師改進教學方法，優化課堂，最大限度地提高學生參與度。
“所采集的只是學生行為狀態信息，進而轉換成代碼進行分析，而不是課堂錄像，不涉及學生們的隱私。”該校副校長在接受記者采訪時表示。
北京市第十九中學目前也正在和清華大學教育研究院聯合進行實驗研究，通過測量學生上課時候身體反饋的實時數據，對學生的學習情況進行觀察。
北京十九中校長高新橋介紹，學校是在學生和家長知情同意的情況下進行的實驗。從上學期開始，學校已經進行了2個環節的實驗，上課時老師和學生同時都戴著頭環和腕表，進而測量數據。
“從學校的角度，是想關注學生的學習心理，目的是提高學生學習的效能和品質，不斷影響學生的學習態度。從教師層面來講，希望老師們根據實驗反饋，進行有效的、活潑的教學活動設計與實施，提高課堂效率。”
智能教學內容
“智能內容”的創造，從教科書的數字化指南到可定制的學習數字界面，正在從小學到大學再到企業環境的各個層次推出。
Content Technologies是一家專注于業務流程自動化和智能教學設計的人工智能開發公司，為中學及以上教育領域創造了一套智能內容服務。
例如，Cram101使用人工智能幫助傳播和分解教科書內容，使之成為可消化的“智能”學習指南，其中包括章節總結、對錯和多項選擇題練習測試，以及教學用的抽認卡。
JustTheFacts101也有類似的目的，但更加精簡——高亮顯示并創建文本和特定于章節的摘要，然后將這些內容存檔到一個數字集合中，并在Amazon上提供。
智能輔導系統
自20世紀70年代和80年代以來，開發能夠提供個性化輔導、針對性反饋等要素的一對一輔導系統一直是人工智能研究人員夢寐以求的目標。
智能輔導系統(ITS)與早期的同類系統相比已經取得了很大的進步。有證據表明，對于許多學生來說，該系統的表現即使不比單個人類導師更好，至少也和他們一樣好。
例如，Carnegie Learning的“Mika”軟件使用認知科學和人工智能技術，為接受過高等教育的學生提供個性化輔導和實時反饋，尤其是那些原本需要補習課程的大一新生。Carnegie指出，這種補習的成本，如每年花費大學67億美元，而數學課程的成功率只有33%。
它為學生提供了更方便、更靈活、更個性化的持續學習模式。
Pearson與倫敦大學學院知識實驗室(Knowledge Lab)合作指出，如今基于模型的自適應系統也變得越來越透明，這使得教育者能夠理解系統如何做出下一步決策，并為課堂教學提供更有效的工具。
例如，iTalk2Learn system16，一個由卡內基梅隆大學系統設計并測試的系統，用來評估它對年輕學生學習分數的影響。它應用了一個學習者模型，該模型明確地包含了個人的數學知識、認知需求、情緒狀態、接收到的反饋以及學生的反應等信息。
AI批改作業
《南華早報》(SCMP)的一份報告稱，四分之一的中國學校正在試驗用電腦軟件給學生的作文打分。據稱，這款機器學習軟件已經開發了近十年，使用了深度學習算法不斷學習并提高其理解和評估學生工作的能力。
據估計，目前有6萬所學校正在測試這項技術，據報道，該軟件與人工評估的擬合度高達92%。一位參與該項目的研究人員對《南華早報》說:"系統一直在不斷進化，并且越來越復雜，我們現在也不確定它在想啥，以及它是怎么做出判斷的。"
虛擬向導/導師
雖然在教育領域似乎沒有人渴望虛擬形象來取代人類教育者，但創建用于各種教育和治療環境的虛擬向導和督促者的想法是一個很有發展前景的領域。
雖然還沒有成為現實，但這個領域的最終目標是創造出虛擬的類人角色，這些角色能夠以一種自然的方式思考、行動、反應和互動，對語言和非語言交流做出反應和使用。
南加州大學(USC)創新技術研究所是創建智能虛擬環境和應用的先驅，它利用人工智能、3d游戲和計算機動畫來開發真實的虛擬角色和逼真的社會互動。
南加州大學的研究人員在該領域有許多正在進行的項目，預示著未來20年的應用。
例如，Captivating Virtual Instruction for Training (CVIT)是一種分布式學習策略，旨在將實時課堂方法與最適合遠程學習和培訓項目的虛擬技術(包括虛擬主持人、增強現實、智能導師等)集成在一起。
訪問USC的創新技術原型頁面是很值得的，能夠探索他們目前正在開發的許多其他項目，從陸軍領導人的沉浸式培訓咨詢到終生學習的個人助理(PAL3)。
據《紐約時報》報道，Thinkster Math也是一款融合了真實數學課程和個性化教學風格的輔導應用程序，是“提供不尋常的人性化體驗的數學應用程序”。
該應用程序會為每位學生指派一名虛擬導師，在iPad屏幕上一步一步地觀察他們的心理過程。
首先，Thinkster Math向用戶展示了與他們的技能相適應的不同問題。當學生寫出他們是如何得出答案的時候，應用程序會分析他們的書面作業，以確定他們在解決問題的一個重要步驟中哪里出了錯或誤解了。
Thinkster Math通過為陷入困境的學生提供視頻幫助和即時的個性化反饋，改善了每個學生的邏輯過程。
個性化教科書
通用教科書只適用于那些外表、思維、解決問題和處理信息都一樣的學生。
Content Technologies(CTI)是一家利用深度學習來創建適合特定課程和學生需求的定制教材的人工智能公司。
教師將教學大綱導入CTI引擎。然后CTI機器掌握內容，并使用算法創建基于核心概念的個性化教科書和課程。
目前許多課堂并不會從頭到尾地閱讀課本，并充分利用課本上的練習和課堂作業。
CTI希望填補這一教學上的空白，幫助出版商為每一位學習者量身定做有效的教材。
虛擬教育社區
Brainly是一個面向課堂提問的社交媒體網站。
使用機器學習算法來過濾垃圾郵件，Brainly允許用戶提出家庭作業問題，并自動接收來自同學的經過驗證的答案。
該網站甚至幫助學生合作，自己想出正確的答案。
如果有一個能夠管理課堂的學生，他/她可以提供一個又一個的答案，并努力成為一個Brainly社區主持人。
Brainly擁有各類學校課程的專家，致力于創造一個個性化的類似于教室的社區。
教學云平臺
其他公司也正在創建智能數字內容平臺，包括內容交付、練習、實時反饋和評估。
例如，Netex Learning允許教育者跨設備設計數字課程和內容，集成視頻和音頻等多用能媒體，以及自我或在線講師評估。
該網站甚至幫助最不懂技術的教育者將音頻、視頻和自我評估等互動元素納入他們的數字課程計劃，所有這些都在一個個性化的學習云平臺中。
有了Netex，教師可以創建定制的學生資料，發布在任何數字平臺上，同時提供視頻會議、數字討論、個性化作業和學習分析工具，顯示每個學生個人成長的可視化圖表。
教育機器人市場持續穩定增長
教育很大程度上一直是由人與人之間的互動來進行的，而目前的人工智能技術在響應性、適應性和理解人類等必要的類人屬性上發展較慢。
然而，在許多領域，人工智能的內在優勢有助于填補學習和教學方面的高需求空白。
AI實時分析大量數據(例如一個學生一年內在特定課程上的表現)并自動提供新內容、指定學習參數的能力，可以滿足學生對針對性練習和反饋的持續性需要，也可以讓老師更好地了解學生的表現和安排更有效的個性化學習計劃。
雖然人類教師仍然無可替代，但人工智能和智慧教育技術能在許多教師超負荷工作、資金不足的學校里派上用場。
越來越多的人開始同意這樣一種觀點：在管理學生學業和社交能力的不同方面，需要人工智能和人類的共同參與。
當前，教育機器人作為一個新興領域在實踐應用中存在課程管理平臺、相對應的學習內容和師資缺乏等諸多困難，但是隨著教育機器人市場需求的日益增加，其發展前景是非常廣闊和樂觀的。預計2020年機器人技術市場在全球范圍內預計將達到827億美元，基于全球教育和機器人的相關市場調查報告及相似產品的發展歷程預測未來5年(2016～2021年)全球教育機器人的市場規模將達111億美金。
文章鏈接：中國智能制造網 https://www.gkzhan.com/news/detail/115335.html
大學用AI助手課堂點名？在“給人類上課”方面，AI能做的還不止這些。
其實，除了這款“小AI”以外，國內外很多校園中也有著各種人工智能應用。
智能教學筆
成都市棕北中學的教學方式也融入了人工智能元素。一支看似普通的圓珠筆，搭配上一套軟件和大數據處理中心，就組成了數學研究人工智能機器人。
據報道，學生使用這種智能筆答題，就相當于一個老師站在學生后面，看他的解題過程，并對他作出指導和建議。
該學校還引進了試卷、作業評測系統，老師們通過技術就能從繁雜的勞動中解放出來。在人工智能技術的幫助下，每個學生的學業數據都能得到追蹤，學生的錯題可以得到分析，針對缺漏的知識板塊，電腦還可以給出相應的變式練習。
智能課堂管理
杭州某中學將一款名為“智慧課堂行為管理系統”的科技應用于課堂教學。據了解該系統可實現無感“刷臉”考勤，同時通過攝像頭，還可對課堂上學生的行為進行統計分析，并對異常行為實時反饋。
校方負責人介紹，該系統每隔30秒會進行一次掃描，針對學生們閱讀、舉手、書寫、起立、聽講、趴桌子等6種行為，再結合面部表情是高興、傷心，還是憤怒、反感，分析出學生們在課堂上的狀態。
據報道，該校副校長表示，該系統既可以幫助跟蹤學生出勤情況，也可以幫助教師改進教學方法，優化課堂，最大限度地提高學生參與度。
“所采集的只是學生行為狀態信息，進而轉換成代碼進行分析，而不是課堂錄像，不涉及學生們的隱私。”該校副校長在接受記者采訪時表示。
北京市第十九中學目前也正在和清華大學教育研究院聯合進行實驗研究，通過測量學生上課時候身體反饋的實時數據，對學生的學習情況進行觀察。
北京十九中校長高新橋介紹，學校是在學生和家長知情同意的情況下進行的實驗。從上學期開始，學校已經進行了2個環節的實驗，上課時老師和學生同時都戴著頭環和腕表，進而測量數據。
“從學校的角度，是想關注學生的學習心理，目的是提高學生學習的效能和品質，不斷影響學生的學習態度。從教師層面來講，希望老師們根據實驗反饋，進行有效的、活潑的教學活動設計與實施，提高課堂效率。”
智能教學內容
“智能內容”的創造，從教科書的數字化指南到可定制的學習數字界面，正在從小學到大學再到企業環境的各個層次推出。
Content Technologies是一家專注于業務流程自動化和智能教學設計的人工智能開發公司，為中學及以上教育領域創造了一套智能內容服務。
例如，Cram101使用人工智能幫助傳播和分解教科書內容，使之成為可消化的“智能”學習指南，其中包括章節總結、對錯和多項選擇題練習測試，以及教學用的抽認卡。
JustTheFacts101也有類似的目的，但更加精簡——高亮顯示并創建文本和特定于章節的摘要，然后將這些內容存檔到一個數字集合中，并在Amazon上提供。
智能輔導系統
自20世紀70年代和80年代以來，開發能夠提供個性化輔導、針對性反饋等要素的一對一輔導系統一直是人工智能研究人員夢寐以求的目標。
智能輔導系統(ITS)與早期的同類系統相比已經取得了很大的進步。有證據表明，對于許多學生來說，該系統的表現即使不比單個人類導師更好，至少也和他們一樣好。
例如，Carnegie Learning的“Mika”軟件使用認知科學和人工智能技術，為接受過高等教育的學生提供個性化輔導和實時反饋，尤其是那些原本需要補習課程的大一新生。Carnegie指出，這種補習的成本，如每年花費大學67億美元，而數學課程的成功率只有33%。
它為學生提供了更方便、更靈活、更個性化的持續學習模式。
Pearson與倫敦大學學院知識實驗室(Knowledge Lab)合作指出，如今基于模型的自適應系統也變得越來越透明，這使得教育者能夠理解系統如何做出下一步決策，并為課堂教學提供更有效的工具。
例如，iTalk2Learn system16，一個由卡內基梅隆大學系統設計并測試的系統，用來評估它對年輕學生學習分數的影響。它應用了一個學習者模型，該模型明確地包含了個人的數學知識、認知需求、情緒狀態、接收到的反饋以及學生的反應等信息。
AI批改作業
《南華早報》(SCMP)的一份報告稱，四分之一的中國學校正在試驗用電腦軟件給學生的作文打分。據稱，這款機器學習軟件已經開發了近十年，使用了深度學習算法不斷學習并提高其理解和評估學生工作的能力。
據估計，目前有6萬所學校正在測試這項技術，據報道，該軟件與人工評估的擬合度高達92%。一位參與該項目的研究人員對《南華早報》說:"系統一直在不斷進化，并且越來越復雜，我們現在也不確定它在想啥，以及它是怎么做出判斷的。"
虛擬向導/導師
雖然在教育領域似乎沒有人渴望虛擬形象來取代人類教育者，但創建用于各種教育和治療環境的虛擬向導和督促者的想法是一個很有發展前景的領域。
雖然還沒有成為現實，但這個領域的最終目標是創造出虛擬的類人角色，這些角色能夠以一種自然的方式思考、行動、反應和互動，對語言和非語言交流做出反應和使用。
南加州大學(USC)創新技術研究所是創建智能虛擬環境和應用的先驅，它利用人工智能、3d游戲和計算機動畫來開發真實的虛擬角色和逼真的社會互動。
南加州大學的研究人員在該領域有許多正在進行的項目，預示著未來20年的應用。
例如，Captivating Virtual Instruction for Training (CVIT)是一種分布式學習策略，旨在將實時課堂方法與最適合遠程學習和培訓項目的虛擬技術(包括虛擬主持人、增強現實、智能導師等)集成在一起。
訪問USC的創新技術原型頁面是很值得的，能夠探索他們目前正在開發的許多其他項目，從陸軍領導人的沉浸式培訓咨詢到終生學習的個人助理(PAL3)。
據《紐約時報》報道，Thinkster Math也是一款融合了真實數學課程和個性化教學風格的輔導應用程序，是“提供不尋常的人性化體驗的數學應用程序”。
該應用程序會為每位學生指派一名虛擬導師，在iPad屏幕上一步一步地觀察他們的心理過程。
首先，Thinkster Math向用戶展示了與他們的技能相適應的不同問題。當學生寫出他們是如何得出答案的時候，應用程序會分析他們的書面作業，以確定他們在解決問題的一個重要步驟中哪里出了錯或誤解了。
Thinkster Math通過為陷入困境的學生提供視頻幫助和即時的個性化反饋，改善了每個學生的邏輯過程。
個性化教科書
通用教科書只適用于那些外表、思維、解決問題和處理信息都一樣的學生。
Content Technologies(CTI)是一家利用深度學習來創建適合特定課程和學生需求的定制教材的人工智能公司。
教師將教學大綱導入CTI引擎。然后CTI機器掌握內容，并使用算法創建基于核心概念的個性化教科書和課程。
目前許多課堂并不會從頭到尾地閱讀課本，并充分利用課本上的練習和課堂作業。
CTI希望填補這一教學上的空白，幫助出版商為每一位學習者量身定做有效的教材。
虛擬教育社區
Brainly是一個面向課堂提問的社交媒體網站。
使用機器學習算法來過濾垃圾郵件，Brainly允許用戶提出家庭作業問題，并自動接收來自同學的經過驗證的答案。
該網站甚至幫助學生合作，自己想出正確的答案。
如果有一個能夠管理課堂的學生，他/她可以提供一個又一個的答案，并努力成為一個Brainly社區主持人。
Brainly擁有各類學校課程的專家，致力于創造一個個性化的類似于教室的社區。
教學云平臺
其他公司也正在創建智能數字內容平臺，包括內容交付、練習、實時反饋和評估。
例如，Netex Learning允許教育者跨設備設計數字課程和內容，集成視頻和音頻等多用能媒體，以及自我或在線講師評估。
該網站甚至幫助最不懂技術的教育者將音頻、視頻和自我評估等互動元素納入他們的數字課程計劃，所有這些都在一個個性化的學習云平臺中。
有了Netex，教師可以創建定制的學生資料，發布在任何數字平臺上，同時提供視頻會議、數字討論、個性化作業和學習分析工具，顯示每個學生個人成長的可視化圖表。
教育機器人市場持續穩定增長
教育很大程度上一直是由人與人之間的互動來進行的，而目前的人工智能技術在響應性、適應性和理解人類等必要的類人屬性上發展較慢。
然而，在許多領域，人工智能的內在優勢有助于填補學習和教學方面的高需求空白。
AI實時分析大量數據(例如一個學生一年內在特定課程上的表現)并自動提供新內容、指定學習參數的能力，可以滿足學生對針對性練習和反饋的持續性需要，也可以讓老師更好地了解學生的表現和安排更有效的個性化學習計劃。
雖然人類教師仍然無可替代，但人工智能和智慧教育技術能在許多教師超負荷工作、資金不足的學校里派上用場。
越來越多的人開始同意這樣一種觀點：在管理學生學業和社交能力的不同方面，需要人工智能和人類的共同參與。
據前瞻產業研究院發布的《中國教育機器人行業發展前景預測與投資規劃分析報告》數據顯示，2017年中國教育機器人市場規模為6.1億元，同比增長21.1%，隨著國家政策大力扶持人工智能中小學落地，預計中國教育機器人市場將持續穩定增長，預計2018年中國教育機器人市場規模將達到7.6億元，增長率為25.8%。
當前，教育機器人作為一個新興領域在實踐應用中存在課程管理平臺、相對應的學習內容和師資缺乏等諸多困難，但是隨著教育機器人市場需求的日益增加，其發展前景是非常廣闊和樂觀的。預計2020年機器人技術市場在全球范圍內預計將達到827億美元，基于全球教育和機器人的相關市場調查報告及相似產品的發展歷程預測未來5年(2016～2021年)全球教育機器人的市場規模將達111億美金。
文章鏈接：中國智能制造網 https://www.gkzhan.com/news/detail/115335.html
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