1、人工智能課堂智能評測系統(tǒng)在教學(xué)中的應(yīng)用2017年7月20日，國務(wù)院印發(fā)了新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃。規(guī)劃中明確指出：“人工智能在教育等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，將極大提高公共服務(wù)精準(zhǔn)化水平，全面提升人民生活 品質(zhì)。”在眾多的人工智能技術(shù)中，我們選用了新穎的、基于心理學(xué)理論依據(jù)的生物識別人工智能技術(shù)微表情識別AI，研究開發(fā)出了課堂智能評測系統(tǒng)。前言目 錄030102課評應(yīng)用探討課評應(yīng)用實踐課評實施方式第一部分課評應(yīng)用探討01PART 01偏重上課老師的講課能力評價，較少考慮學(xué)生接受程度和課堂氣氛的評測。希望從學(xué)生視角客觀評測課堂整體氣氛，以及對課程難易度的接受情況。評價內(nèi)容主觀性強，基本依靠教研老師的個人教學(xué)經(jīng)

2、驗，容易形成評價分歧。集眾多經(jīng)驗老師、專家等評測觀點于大成，通過大數(shù)據(jù)分析能夠?qū)崿F(xiàn)智能評價。課評表述籠統(tǒng)模糊，無法量化衡量，進而難以形成客觀的橫向?qū)Ρ取?shù)字化和標(biāo)準(zhǔn)化呈現(xiàn)評測結(jié)果，可以為老師和家長提供客觀的共識依據(jù)。內(nèi)容描述抽象寬泛，被評老師無法直觀再現(xiàn)感受，較難精確把握評價要點。提供分析結(jié)果和上課音視頻的同步，再現(xiàn)上課的重要瞬間，直觀了解被評重點。上課老師缺乏客觀的教學(xué)水平提升自我驗證手段，只能通過多次評價課檢驗。通過便捷的檢索統(tǒng)計功能，方便老師進行學(xué)期、學(xué)年或者培訓(xùn)課程內(nèi)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計。上課老師較難掌握個體學(xué)生與整體學(xué)生的上課差異，無法進行針對性的個性化教育。能有效形成全班學(xué)生的的整體數(shù)據(jù)和每

3、個學(xué)生的個性化數(shù)據(jù)，方便老師因材施教。123456課堂教學(xué)評 價中的問題 和應(yīng)用可能微表情識別AI課評應(yīng)用可能性第二部分課評應(yīng)用實踐02PART 02源于麻省理工學(xué)院的AI源于麻省理工學(xué)院媒體實驗室的美國Affectiva公司的微表情 識別AI是建立在心理學(xué)基礎(chǔ)上的人工智能技術(shù)。該公司位列2017年度全球人工智能100強企業(yè)，和微軟、谷歌、亞馬遜、IBM等并列為AI技術(shù)主要供應(yīng)商。微表情識別AI的理論基礎(chǔ)是著名心理學(xué)家保羅艾克曼教 授確立的FACS，一種心理學(xué)可視化面部行為符號體系。該技術(shù)并且一直保持著對人類7種情感和21種基本表情 的多人同時識別分析準(zhǔn)確率的全球領(lǐng)先地位。真的有基于心理學(xué)的A

4、I技術(shù)嗎？ 真的有！課堂智能評測的應(yīng)用實踐課堂智能評測系統(tǒng)，通過連續(xù)完整地采集和評測學(xué)生上課時的微表情變化，能夠?qū)崟r分析課堂 整體的授課氣氛轉(zhuǎn)換、師生互動情況、老師的上課類型，也能夠形成每位學(xué)生的注意力和課堂 活躍度等的聽課數(shù)據(jù)集。通過整個課程單位的大數(shù)據(jù)分析等應(yīng)用，能夠提供老師和家長以相同 的客觀數(shù)據(jù)，可以有針對性地共同幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)成績。課堂智能評測系統(tǒng)工作原理課堂整體評測指標(biāo)輸出課堂智能評測系統(tǒng)的功能主要分成兩大部分：整體評測部分和個體評測部分。個體評測主要集中在課堂活躍度和 上課注意力這兩個關(guān)鍵的維度進行評測。整體評測部分主要通過“課堂氣氛活躍度”、“學(xué) 生課堂參與度”和“授課類型”

5、三個維度進行評測分析。1課堂氣氛 活躍度3學(xué)生課堂參與度2老師授課類型能夠較為客觀地反映師生間的互動 情況和學(xué)生們接受知識點時的興奮、 平靜、困惑等情緒變化，間接地反 映出老師的備課內(nèi)容、課程設(shè)計等 課前準(zhǔn)備和實際上課時的互動情況。主要通過分析學(xué)生在課堂上的情緒 及行為的轉(zhuǎn)換頻率反應(yīng)學(xué)生對于教 師授課的參與程度。參與度的高低 和老師在這堂課上的教學(xué)手法及課 程節(jié)奏的把控息息相關(guān)。通過計量和分析學(xué)生的聽課、討論 和練習(xí)及實驗的時間配比，結(jié)合各 年級的語文、數(shù)學(xué)等課型特點的大 數(shù)據(jù)分析，能夠智能地分析出這堂 課屬于講授型、對話型等授課類型。課堂整體評測指標(biāo)輸出學(xué)生個體 活躍度2學(xué)生個體注意力1能夠

6、連續(xù)動態(tài)地分析每位學(xué)生的思考、傾聽、活躍等情緒 狀態(tài)的變化。通過這些變化特點，能夠較清晰地把握該學(xué) 生在課程各個節(jié)點的參與程度，幫助老師了解該學(xué)生在聽 講和掌握知識點時的特點，有利于精準(zhǔn)分析以學(xué)生為單位 的講課效果和了解不同類型學(xué)生的課程參與情況。主要通過追蹤捕捉和分析每位學(xué)生的注意力集中與分散的比 例，數(shù)據(jù)化呈現(xiàn)以往只能靠老師主觀描述的上課注意力的變 化情況。這個評測能夠解決了老師無法準(zhǔn)確把握每位學(xué)生上 課情況的難題，而且能夠幫助盡早發(fā)現(xiàn)學(xué)生上課注意力不集 中的特點和原因，針對性地找出解決問題的辦法。學(xué)生個體評測指標(biāo)輸出A老師教師培訓(xùn)的效果提升B老師C老師D老師教研評價自我提升相互借鑒經(jīng)驗學(xué)習(xí)1234第三部分課評實施方式03PART 03實時分析用部署實時分析用部署方案注重 分析結(jié)果的及時展現(xiàn)和快 速生成。該部署方案采用 簡潔的直連式部署，通過 在每個教室里部署攝像頭 和微表情處理服務(wù)器的方 式，能夠以教室為單位獨 立進行課堂智能評測。該方案能夠?qū)崿F(xiàn)邊上課邊 實時展示微表情分析結(jié)果， 在標(biāo)準(zhǔn)45分鐘課程結(jié)束后 的幾分鐘內(nèi)完成統(tǒng)計報表 的輸出，非常適合校內(nèi)公 開課、遠程公開課、教學(xué) 示范課、教學(xué)研究課、教師 教學(xué)比賽等場合的使用。非實時分析用部署非實時分析用部署方案側(cè)重于課堂評測數(shù)據(jù)的積累和分析。通過對多個教室多堂課高清錄像的非實時的集