智课推进学校教研走向人工智能

孙希泉

一、应用背景

随着《国务院关于印发新一代人工智能发展规划的通知》《教育部关于印发<教育信息化2.0行动计划>的通知》等文件的实施，移动互联网、大数据、云计算、人工智能、3D打印等现代技术逐步走进校园，正在改变着我们的思维、生活和学习方式。

目前，国际竞争日趋激烈，人才培养与争夺成为焦点。教师作为教育的主体之一，教师队伍的能力、水平是人才培养的关键因素。结合教育部“人工智能助推教师队伍建设行动”和山东省人工智能试点区的建设，环翠区2019年9月份率先在8所学校23个教室配备了中庆智课系统，尝试探索人工智能、大数据分析对教师个人发展、对提高教学质量的促进作用。

二、试点内容

（一）技术层面

中庆智课是在每个试点教室安装1台智课终端、2台4K超高清摄像机、2支吊装话筒，并通过综合布线、系统调试，接入校园网，同时在服务器上搭建多维成长平台、视频资源管理平台等软件环境。系统应用人脸识别、行为识别、表情识别、文本识别等人工智能技术，结合课堂师生行为、课堂参与度及 S-T 行为等量表实现多维度的数据采集和分析。

（二）教学层面

智课系统利用人工智能深度学习技术实现教师和学生个体的头、肩、手目标智能定位，完成教室场景内教师和学生个体的动态人脸识别和表情识别，对课堂教学行为进行精细分类，对课堂教学内容进行智能识别。通过人工智能课堂教学行为分析评测系统，对教学过程中教师、学生行为表现数据进行常态化、伴随式采集和即时化分析，为教师提供实证化的数据支撑，从而实现精准教研、促进教师自我发展、学生个性发展。

三、教学实践

通过8所学校2个多月来的教学实践和数据采集分析，学校逐步形成了一定的课堂观察报告。通过对比研究，我们可以初步看出智课系统在日常教育教学中的几个积极作用。

（一）智课系统为教师课后反思提供依据，为教师个人成长助力

在以往教学中，教师的课后反思往往借助于教师本人在课后的回顾，和教学设计进行对比。这种方法对教师要求较高，比如下了一节课要对个别学生进行本节课堂内容的辅导，接着就要去下一个班级授课，等到事情忙完了再来反思，有些思维火花可能已經熄灭。而在智课系统的帮助下，我们不仅可以看到自己的课堂回放，还可以借助于系统所生成的雷达图、师生活动图表等资料，对自己的课进行整体反思，有助于教师及时改进教学策略。也可以通过观看优秀教师的课堂视频，反思自身教学行为，对标达标，提升个体教学水平。

（二）智课系统通过大数据分析输出课堂量表，实现精准教研，提升教研效果

现行的教研模式主要是教育主管单位、教研人员到教学现场或者通过网络观摩公开课，再基于个人教学经验或者教研小组讨论作出点评，从本质来说是主观经验性的。这种模式主要有几点不足：一是教研评价主观色彩较重，缺乏客观数据的支撑；二是教研评价是点状的、是离散的，教研人员只能对某一老师的一节课或者几节课作出点评，无法对其所有课持续点评，难免不够全面；三是教研评价主要是从教师维度出发，对于学生的表现观察、分析更少。

传统人工统计数据： 多名教师或教研员对数据进行采集，课后进行统计和分析，耗时耗力。

人工智能自动数据分析： 数据采集、统计、分析与课堂同步，即时得到分析报表。以往听评课可能需要不同老师分担不同的观察维度，然后进行记录，在课后评课时再进行研讨。而且需要老师非常专心，一旦走神可能会遗漏某些关键点。智课项目的实施，为学校带来了高效的数据化教研，望海园中学的老师说：“原来听课时90%的时间用来统计数据，现在有了这个系统，终于能够专心听课了。”

随着教育技术的发展，依托于数据实证的教研探索已经展开，以数据分析为根据，让教研成果更加清晰、显性。智课系统可以自动对课堂教学行为进行量化的实时分析，提高数据化教研的效率和准确性。依托课堂教学行为分析评测系统，通过长期的数据采集和跟踪观察，教师结合主观教学经验和系统分析的客观教学数据，能够实现精准教研，提升教研效果。

（三）智课系统捕捉学生个性信息，关注学生成长动态

智课系统能够通过AI技术进行人脸识别，细致捕捉学生的个性信息，形成阶段资料库，长期跟踪记录学生个体的课堂学习行为、个人成绩和课堂精彩瞬间，结合数据，对学生进行客观评价，以及实现对学生个体的精细化管理。

应用智课系统，教师可以准确发现学生存在的阶段性问题，有针对性地与学生交流，有的放矢，真正帮助学生成长。例如，一名学生在阶段检测中成绩不理想，任课教师可以查看其近阶段的课堂报表，发现其在课堂听讲中的问题，及时与学生沟通，促进学生进步。在家校沟通中，班主任老师常常会被问及学生在校表现，教师每天面对几十个甚至上百个学生，任教一门课，对每个学生的关注不可能面面俱到，而借助智课系统，我们想了解哪个孩子的状况都可以很方便地调出信息，全面了解学生的课堂表现，让沟通更有依据，更有效。

总之，中庆智课大数据分析辅助教学具有一定的可操作性和应用价值，在教育信息化领域内具有创新性和领先优势，但还存在技术不成熟、数据记录不准确等问题，现阶段还不能完全替代传统的听课、观察、评课，可以让两者有效的结合，充分发挥两者的优势，为学校的教研、课堂管理、学校管理提供客观的数据量化支撑，从而提高教学教研、课堂管理的效率，开辟人工智能的现代化教学新时代。

作者单位：威海市环翠区教育教学研究培训中心