“人工智能课堂”利与弊

宋亮

在这轮新课改中，中小学提倡高效课堂，用教学效率提高学习效果。这个时期，也是电脑和网络辅助教学进入学校的时期，在形式上出现了智慧课堂和高效课堂的结合，创新的教学手段，在落实课改的同时，也引领了教学理念的转变。

教育部：鼓励教学终端建设

课堂低效的原因在哪里？

清华大学附属中学教师王丽丽找到了原因：课堂的结构主体就是教师和学生。教师在课堂上的投入程度或精神状态可以打满分；可是不管教师激情多高，总会有些学生不为所动，我行我素；这些学生反过来又影响教师的授课情绪。在这种情况下，如果对学生上课的表现打分，不少教师的满意度会低于60分。教师希望把自己精心备课的全部，传达给学生。这种想法会产生一个预期结果，教师希望所有的学生能把他上课的内容当作宝贝，认真地接受并消化。也就是教师要求学生能在课堂上100%投入。

北京师范大学中国教育与社会发展研究院讲师高莉介绍：传统的提升学生课堂注意力的方法，主要是营造轻松愉快的课堂气氛和采用新颖的教学手段。但是无论教师怎样创新，学生终究会倦怠，创新会失效，而创新的失败会进一步挫伤教师的心理。目前，新出现了一些管理手段来提升学生注意力，方法主要有两种：一种是对学生进行注意力训练，还有一种是引进技术手段，监控学生课堂投入程度并打分评估。随着科技的日益发达，会有越来越多的新技术手段应用到教育教学领域。

近一年来，全国各地相继出台“智慧课堂”“智慧校园”试行建设标准。全国教育主管部门的下一步重点工作计划，就是通过建设智慧课堂逐步推动“网络学习空间人人通”的普及应用。在经历初期的班班通设备采购热潮后，多媒体教室占比已达到计划水平，通过校园宽带网络建设，形成了支持校园网络连通和开展信息化教学、教研的模式及保障机制。但是，校园信息化的建设工作中，人机交互的界面还处于摸索阶段。

教育部教技司2018年1号文件《2018年教育信息化和网络安全工作要点》以及教育部副部长杜占元在2017年全国教育信息化工作会议上讲话中提出，鼓励师生配备教学终端，加速推进“人人通”建设，并列举了全国优秀的智慧课堂教学探索模式作为示范。越来越多的网络技术企业进入基础教育领域，直接参与教学或者提供教学辅助技术，帮助学校解决学生注意力不集中问题。

培训机构：强力跟进

为了提升学生的课堂专注力，一些培训机构面对中小学生课堂学习，引入了注意力引导训练。

2018年4月，“火花思维”完成1500万美元融资，用于课程研发和教师中心的建设。“火花思维”是一家在线儿童教育平台，专门为3岁至10岁儿童提供数理逻辑、专注力等视频互助课程，全面提高数理逻辑和专注力。幼小衔接数学思维训练课程目前已经上线。

思维能力是学习的核心智力因素，这方面的差距足以影响孩子成年后的成就。观察力、想象力、注意力等都属于思维能力的范畴。其中，注意力问题被认为是我国儿童学习障碍的首要因素。在我国660个大中城市中，75%的儿童存在不同程度的注意力问题。其中，有42%的孩子上课时不能集中注意力；60%的孩子不能坚持听课30分钟以上；20%的孩子经常走神、多动。

除了“火花思维”之外，较大的注意力培训机构还有“成长保”“金色雨林”“金博智慧”和“聚思教育”等。

“成长保”专注于4岁至12岁儿童的在线素质教育。通过在线互动直播课堂提供互动学习体验，训练孩子的专注力、语言逻辑和记忆力等能力。2017年2月，成长保完成5000万元第一轮预融资，投资方为黑马基金、昆仲资本、达晨创投。同年7月，成长保宣布完成数千万元人民币的第一轮轮融资；紧接着在2018年3月和2018年5月完成第二轮融资，第二轮累计融资达3亿元。密集的成功融资表明，儿童思维训练已经引起了资本注意。“成长保”上线至今，月收入均保持30%的增长，凭借先发优势、流量运营机制和内容增量机制，目前市场占有率达80%。成长保创始人路小得表示，在全国学龄儿童中，有半数以上会出现注意力问题。巨大的市场需求，可以预见，注意力培训机构的发展空间很大。

儿童学习能力研究机构“金色雨林”主要为3岁至14岁的儿童提供学习能力培养。公司在今年完成数千万元融资，投资方为美年大健康母公司天亿资本。天亿资本对金色雨林的投资主要是因为“金色雨林”在儿童学习能力方面取得的成果。本轮融资主要用于品牌推广和在线教学平台建设。“金色雨林”依托北京、成都、厦门三大运营中心，向全国辐射加盟，是中国科学院心理研究所“青少年脑科学与学习”课题的实验基地。

“聚思教育”为儿童提供专注力培训，主要使用美国专注力训练系统“玩出注意力”（Play Attention），是該产品的中国代理商。训练法基于脑反馈技术，设定训练课程和专注力测评工具。2018年1月，“聚思教育”完成数百万元天使轮融资，投资方为青山资本。本轮资金将用于产品及课程体系研发升级、品牌整体规划升级、ToB端的市场拓展及线上专注力训练系统完善等方面。

随着国内市场对注意力方面的研究逐渐热起来，相关方面的研究也在不断推进中。

学校：技术手段干预系统

为了解决课堂教学效率问题，浙江省杭州第十一中学在2018年春季开学后，就引进了“智慧课堂行为管理系统”——在教室的黑板上方安装了3枚摄像头，每30秒钟扫描一次学生的脸，并由处理器进行分类统计、打分，识别学生上课是否专注。

杭州十一中学的校园富有科技感。在推出号称全球第一个刷脸吃饭的食堂后，学校立马建起了国内第一台刷脸自助购物机，曾在新闻里轰动一时。2018年，刷脸技术延伸到教室。

住校的高中生李拂在学校安装测试系统的前一个晚上，因为停电空调停机而失眠了。几乎全体住校生都出现了这个问题。第二天，很多人都精力不足。课后，教室门口的大屏幕上打出了李拂的课堂教学注意力分数：74分。系统将李拂的课堂行为分为阅读、书写、听讲、起立、举手和趴桌子等6种。每种行为都代表一个分值，分值高低由系统设定，李拂“举手”就比“趴桌子”的分值要高许多，他的行为被摄像头认定后，变成一个代码，接入位于摄像头后部的处理器内——那是系统的大脑。

这只是一部分分值的参数，另一部分来自李拂的面部表情，摄像头将深度捕捉他的表情，变成另外一个代表分值的代码。表情被分为中性、高兴、反感、难过、害怕、惊讶、愤怒等7种。但李拂很少“愤怒”，也很少“高兴”。

当课程进行到20分钟时，只有老师的视角才能看到的讲台显示屏将收到系统推送的提醒，那些最低赋分值的人将出现在屏幕上，这代表他们并不专注。老师便会走到学生面前，或者对学生进行提问。3分钟后，提醒自动消失。

但是很快，学生们掌握了在课堂上刷注意力高分的技巧：系统给吴建飞的分数总在70分到80分之间，不论是他最喜欢的数学课，还是他不那么喜欢的物理课。他的好朋友李浩则是“好好先生”，李浩长脸，双眼皮，喜欢笑，有酒窝。李浩曾经在一个上午的四节课都拿到了“99分”，他告诉吴建飞，高分的技巧是表情要丰富，以及“挺直腰”。

很快，技巧在学生中普及了。一周后，一个成绩中等、上课也沉默的学生在系统上得到了110分的高分。据资料显示，微表情识别一直是计算机视觉领域一个具有挑战性的技术难题，诸如肌肉单元难以标注，每个人对表情的定义都不相同，“微笑”“难过”等标准难以判定，另外，微表情识别必须在五分之一秒内抓取到情绪变化，这意味着摄像头必须一秒钟处理五帧以上画面。这项技术目前还在进一步完善中。

“人工智能课堂”引争议

“人脸识别系统如果长期使用，老师会用来给学生施加压力，学校会用来给老师施加压力，建议千万不要常规化。”针对人脸识别技术在课堂上的应用，中国人民大学副教授高永安这样表示。

山东省青岛市胶州二中教师刘飞认为：“这种系统可能引发抵触心理，会束缚老师的心态，很难有淋漓尽致的自由发挥；二可能引起迎合心态。老师可能会一刀切地向‘高标准靠拢，系统采集到的数据可能就来自一个‘不真实的课堂。”但总体上，刘飞对人脸识别技术进入课堂持欢迎态度。他说：“这些微表情和课堂行为对学生进行行为诊断与判定，有重要的参考价值。部分学生上课精力不集中、课堂参与度低可能与老师的教学水平有很大关系。所以，不仅可以用来该学生打分，也可以反应教师的教学状况。”

杭州第十一中学副校长张冠超表示：学生从不理解、感觉被监督，已转变为慢慢接受，自覺改变课堂上的行为习惯。老师也会对课堂上学生的表情、行为进行分析，去考虑改变教学习惯，让学生能更快乐地上课。

在人脸识别技术方面，比起学校，教育培训机构已率先采用。目前，已经有多家教育机构宣称采用“人脸识别”技术为学生提供个性化教学。这已经成为教育培训机构宣称自己借助“科技推动教育”进步的一个典型案例。

有多家教育培训机构陆续发布消息，表示能够基于人工智能科技，借助摄像头捕捉学生上课时的状态和情绪数据，辅助老师掌握课堂动态。把教学过程数据化，借此技术为学生提供个性化的教学体验，并且还能获取学生听课质量反馈、老师授课评价以及师生风格匹配。也有部分教育培训机构引入此类人脸识别系统不是为了“监测”学生状态，而是为了提升对教师授课效果的把控能力，利用人脸识别系统分析老师在课堂上的上课状态。

有学生表示，对培训机构有人脸识别系统不会很在意，而且一周也就去上两节课，本来时间就不长，还花了钱，自己肯定会专注学习。但是该同学表示：“学校不一样，在学校上一天的课，难道一点都不能放松？如果学校有这种数据分析系统，我会觉得不舒服，肯定会装得乖一点。”

5月23日，在国家卫生健康委员会举行的新闻发布会上，北大六院儿童病房主任曹庆久表示：有些学校用智能系统监控学生，学生往往会有一些心理方面的反应。很多青春期的孩子正处于自我意识快速发展的阶段，要求有隐私权，要求得到别人的尊重，要求得到别人的信任。如果装监控系统是为监测孩子注意力，往往会引起孩子的反感，要注意它对孩子心理方面的影响。