教育技术助力学生个性化参与

April 21, 2020 Erica Stevens

教育技术, 人工智能技术, 面部识别

不论高贵与否,在最佳环境况下教学都是一项艰巨的任务。但是,由于缺乏训练有素的教师,教室人满为患,世界各地的父母辛辛苦苦为子女们提供的良好教育似乎只是一场白日梦。

通过考试成绩,不难理解人们的忧虑。为了提高效率,教师不仅要在课堂上激发学生的学习兴趣,还要照顾到学生们各种各样的需求。而这些需求一直在变化。

IBASE Technology Inc. 产品计划部门主管 Wilson Lin 说:“教师们不能总是凭借一己之力专注于班上的每一名学生。但是,有了人工智能技术和计算机视觉,学校就可以逐步实时地获得有关每一名学生的准确而客观的数据,无论是以小组形式,还是以个体形式来搜集。”

智能教室可以减轻老师的管理负担,同时可以更全面地了解每一名学生的真实情况。而且,对这些信息进行分析可以提供个性化学习和改善学习体验的机会,而这是以前无法实现的。

比方说,现在,老师可以知道学生的学习兴趣下降是儿童的生理发育所致,还是表明需要增加互动及提高课程的吸引力。家长会在学生的潜在问题发酵之前收到警示。而且,教师们可以监视和发展自己的教学技能,不论班里有 22 名学生还是有 55 名学生。

新兴的教育技术超越了面部识别

借助 IBASE 人工智能教育平台,教师们可以可以随时确定最需要关注的方面。当学生的表现开始下降时,是因为他在家中遇到问题,还是因为前桌同学总是回头跟她说话?IBASE 平台生成的数据显示了教师可能需要在何时何地更深入地了解学习问题,并提出解决这些问题的可行措施。

该系统使用骨骼检测、面部识别和行为识别来跟踪九种不同的行为(如积极倾听)和六种情绪(如快乐、生气或害怕)(图 1)。

行为识别和面部识别有助于教师监控和提高学生的参与度。
图 1. 行为识别和面部识别有助于教师监控和提高学生的参与度。

该系统对在上课期间采集的图像进行分析,然后根据学生的行为、学生使用的材料以及与教室内其他同学的互动来对分析结果进行分类。收集的信息汇总到每一名学生的名下。

即便刚刚出现课程参与度下降的苗头(比如皱眉次数增多或举手次数减少),教师也能立即采取措施,并后续跟进。教师不必等到事态严重了或考试成绩差才发现谁对学习没有兴趣或上课分心,而是可以主动改善自己的教学方法和学习环境,并轻松评估其改进效果。

Lin 说,某个国家/地区或学校的隐私法规可能规定禁用或完全弃用面部识别功能,但这没什么大不了的。没有面部识别功能,该解决方案照常运行。

协助系统集成商为学校提供支持

人工智能教育平台包括系统集成商以开箱即用的方式部署概念验证 (PoC) 可能需要的硬件、软件和工具。Yuan QDeep 与英特尔® OpenVINO 工具包结合使用,可充分发挥在基于英特尔® CPU 或 VPU 的计算机上运行的视频分析的边缘性能(图 2)。

人工智能教育平台能够帮助集成商简化 PoC 部署。
图 2. 人工智能教育平台可帮助集成商简化 PoC 的部署。

为使系统集成商向学校展示教育平台及其人工智能技术的全部价值,IBASE 提供了充足的支持。首先,该解决方案的功能很简单,并且系统本身开箱后易于安装。它的双摄像头默认配置经过预先训练,适合 55 名学生和 1 名教师在 6 x 8 米的教室内使用(图 3)。

IBASE 教育平台的默认设置:采用双摄像头,适合 55 名学生在 6x8 米的教室内使用。
图 3. IBASE 教育平台的默认设置:采用双摄像头,适合 55 名学生在 6×8 米的教室内使用。

对于很多学校来说,这个设置足够了。但若客户的使用环境不同,例如,班级规模较大,IBASE 便会利用自己的研发经验为系统集成商推荐摄像头安装数量及位置。

该解决方案也采用了模块化设计,并带有一个 SDK,因此具有软件开发技能的系统集成商可以与学校一起确定学校的需求,然后自行修改或增强该工具包,例如,通过添加其他语言或其他特定于区域的功能。

另外,在学校需要的功能多于原装功能时,IBASE 可以帮助系统集成商根据学校的需求进行定制。在这种情况下,系统集成商会提供真实的教室视频,而 IBASE 则会训练其算法以达到 90-95% 的准确性。Lin 表示:“这样一来,数据对于管理员和教育工作者都更加有用。”

如果这是集成商第一次与 IBASE 合作,IBASE 会指派一个团队前往现场,与系统集成商一起工作,以确保完美安装。

Lin 说:“在系统集成商完成两三次安装之后,便可轻松地将安装经验运用到其他学校。在此之前,我们会与系统集成商协作,确保安装顺利进行并为学校创造最大收益。” 那么,最大收益是什么呢?学校不再进步迟缓,实现了“智能化”发展,而且带动了教师、学生和家长对智能化的认知。

作者简介

Erica Stevens

Erica Stevens has been writing about about technology and finance for 15 years, first at Bank of America Merrill Lynch and then for a mix of trade magazines and tech companies. But her writing career began at the University of Toronto, where she got her master’s degree in cognitive psychology and first learned to write about complex, technical topics. A fiction-lover and frustrated psychologist, Erica delights in talking to passionate business people about how they’re changing the world—and in sharing their ideas via compelling journalism.

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