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教育行业数字化升级能成功吗

文章来源:中国教育和科研计算机网 作者: 发布时间:2019年03月25日 点击数:
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教育行业数字化升级能成功吗?
  人类社会的每一步跨越,都得益于科技的进步。自1969年互联网诞生,到个人电脑、智能手机的普及,随着互联网的高速发展,我们所生活的世界发生了翻天覆地的变化。

  2016年3月,Google旗下的AlphaGo在人机大战中获胜,人工智能开始进入大众的视野。基于人工智能、大数据、云计算等前沿技术延展而来的行业应用逐渐融入日常生活,影响着每个人的生活方式。知名的特斯拉诞生于新技术与汽车行业的融合,技术在交通领域的应用让滴滴和Uber等共享出行的理念成为现实,技术与新零售的结合让阿里巴巴得以不断创新。

  技术也让我们看见了更多未来教育的可能性。随着互联网技术的成熟,新的教育模式来不断涌现,围绕着促进教育公平、提升效率和优质教育三个核心点,创变者们尝试着用技术解决教育行业的弊病。

  科技促进教育资源的均衡

  2012年,Coursera、edX、Udacity三大MOOC(Massive Open Online Courses)平台在美国率先推出,致力于让每个人都有机会享受到全球一流的教育资源。以MOOC所开创的大规模在线开放课堂为起点,在线教育热潮蔓延到中国,该领域的创业公司在国内呈井喷之势爆发。

  2013年在业内被称为“在线教育元年”。数据显示,从2013年到2014年,中国在线教育市场增长了700%,而同期美国市场仅增长了9%。在线教育之所以能够在中国得到迅速发展,关键的推动力之一是对教育公平的追求。由于地域和人口的复杂性,以及各地区经济和文化水平发展的差异,教育资源在不同城市和学校之间的分布并不均衡。

  而互联网作为新的传播通道,能够打破时空和地域的限制,把发达地区的优秀师资推向偏远地区,也可以把国外的优质资源带到国内,进一步优化教育资源配置。此外,互联网技术也更好地提升了教育资源的利用率,比如一节在线课堂的容量可达到上千名学生,触达到更多孩子。

  几个月前,《248所学校直播名校课程,88人考上清华北大》的报道引起舆论热议,一批贫困县农村孩子直播改变了命运,通过在线网络互动视频直播技术,248所贫困县学校的高中生与成都七中的学生同步上课,共享优质师资和教学资源。

  随着科技在教育领域的渗透,新的教育和学习方式层出不穷,包括在线直播、自适应学习、智能阅卷、VR/AR教育产品、机器人教育等,以及国家在大力推行的智慧校园。电子平板和iPad等大小屏幕进入课堂,科技正在成为教学中必不可少的一部分,就像100多年前发明的粉笔和黑板一样。


图:科技在教育领域的渗透,来源:2018德勤教育行业报告

  VIPKID、猿辅导等在线教育独角兽正是在这波浪潮中崛起,前者作为在线直播少儿英语平台,致力于让中国的孩子能够随时随地通过互联网直接与北美外教对话,弥补了本地外教师资的稀缺,因此短短五年间成长为中国最大的K12英语在线教育平台。猿辅导则让发达地区的优质教学资源传递到一线大城市之外的更多地区。

  互联网解决了信息互通的问题,在中国大部分地区完成了网络设施基础建设。根据教育部2018年10月公布的统计数据,义务教育阶段,学校接入互联网比例较高,城乡差距较小。2017年,全国小学接入互联网的比例为96.3%,其中城市小学为98.1%,农村小学为95.9%;全国初中接入互联网的比例为98.6%,城市初中为98.3%,农村初中为98.7%,城乡间已无差距。

  然而,在提升教育资源配置效率,让优质教育资源触达更多地区之后,教育行业仍然面临的一大难题是:如何提升教学的效率和效果?比如,怎样满足线上课堂中师生互动的需求?如何帮助老师减轻教学负担?是否可以在减负的同时提升学生的学习效果?这些都是人工智能技术正在探索的领域。

  人工智能让大规模个性化教育成为可能

  随着人工智能、大数据、云计算等技术的逐步成熟,我们的社会正在步入人工智能的时代,各个领域都在向“智能化”迁移,机器人已经进入服务行业,无人驾驶汽车面世。而教育领域的变化才刚刚开始,大数据和人工智能技术的发展或许会重新定义教育,更加彻底地改变传统的教学方式,实现一代又一代教育从业者的理想:让大规模个性化教育成为可能。

  为了提升教学效率,目前学校普遍采用的教学方式是工业革命时代诞生的教学模式,通过统一的课堂输出固定的教学内容。在这一教育模式下,老师、学生、家长、学校作为教育领域中的四个关键角色,都有着自己未得到满足的需求。

  对老师来说,其时间和精力是有限的,无法实时关注到每个学生的学习程度、个性和能力。而在教学之外,老师每天还需要花费大量的时间备课、批改作业,在改完作业之后,也很难记住每个学生对知识的掌握情况。

  对学生来说,主要矛盾在于学生之间的个体发展差异与千篇一律的课堂之间的冲突,每个学生都有自己的优势和独特的学习风格,而老师精力有限,很难对每个学生做个性化的辅导。而家长对优质教育资源的渴求导致了“天价学区房”的出现。

  人工智能时代的特征是数据化和智能化,AI与教育的深度融合能够介入教学过程,助力老师让课堂更加个性化。通过全程跟踪学生的学习行为,搜集并分析其学习数据,及时向老师反馈,帮助其迅速了解班级学生的学习进度,从而让老师有明确的教学方向。同时,通过知识点与能力模型的匹配,大数据技术可以为自动诊断学生对知识点的掌握情况,为其推荐最佳的学习路径,形成自己的个性化学习方案。

  AI技术则可以帮助老师更有针对性地教学,充分发挥老师和学生的潜能,在减轻老师负担的同时实现个性化教育。甚至可以利用人脸识别捕捉学生上课时的面部表情来提高学习效率,这都是线下教育难以做到的。

  在这个过程中,数据采集是目前的难点之一,智慧校园和智慧课堂的出现有望解决这一难题。2018年4月,教育部正式发布《教育信息化2.0行动计划》,通过实施教育信息化2.0行动计划,到2022年基本实现“三全两高一大”的发展目标,其中包括教学应用覆盖全体教师、学习应用覆盖全体适龄学生、数字校园建设覆盖全体学校。

  通过在学校打造一整套智能化的系统,包括校园管理、家校互通、智慧课堂、远程教学、在线辅导、智能组卷和阅卷、学生测评等在内,通过课前、课中、课后、课外的教学资源数字化,帮助学校实现精细化管理,更好地为老师和学生提供服务,并且对学生的学习行为进行追踪, 实现个性化的教学模式。

  赋能教育行业的“挖矿送水商”

  技术驱动教育发展成为国内外的共识。“教育技术”是2015版美国创新战略的核心组成,在中国,自李克强总理在政府工作报告中提出“互联网+”行动计划以后,“互联网+”成为各行各业瞩目的焦点。《中国教育现代化2035》以及《教育信息化”十三五“规划》均提出利用现代技术加快推动人才培养模式改革。教育与技术的结合早已上升到中美的国家战略。如何将不断迭代的新技术与教育行业更好地融合,实现更高效的赋能,是一个亟待解决的问题。

  在线直播、自适应学习等的普及能够优化教育资源配置,进一步拓展教育场景,实现大规模个性化教育。而在这背后,大数据、云计算、AI等技术支持功不可没。以长沙市中小学生在线学习中心为例,由于其覆盖长沙800多所学校的14万名学生,在寒暑假的高峰时段,大流量、高并发的访问量带来较大的技术挑战。这就必须提到在其背后提供技术支撑的华为云,依靠服务器超强的并发能力和稳定性,确保了高清直播和点播课堂的流畅度。

  华为云等技术服务商被称为教育领域的“挖矿送水商”,虽然不直接输出教学内容,但就像水和电等基础设施一样,这些服务是实现在线教育的基础,甚至直接决定了老师和学生的教学体验。随着在线教育业务的高速增长以及智慧校园、智慧教学的落地,其背后伴随着直播工具、音视频技术和云服务等底层工具的进化。

  华为在ICT(Information Communications Technology)基础设施领域深耕30多年,在云服务相关的技术、服务和人才上都有着深厚的积累。在洞察到教育行业转型升级的新需求后,华为云面向教育行业内的不同客户群体开发了多个解决方案,包括推动高校新工科建设的实训云解决方案,为高校提供信息化一站式服务的数字化校园解决方案,针对中小学的智慧校园、区域学习中心平台,以及针对教育培训机构的在线培训和直播互动解决方案等,从而推动教育产业从数字化向智慧化升级。

  前文提到的长沙市在线学习中心即为拓维信息与华为云联合打造的区域学习中心平台,利用人工智能和大数据等技术,整合名校的优质资源,跟踪学生的学习过程,为学生提供实时反馈,建立适合每个人的学习路径,推动个性化教学的实现,提升最终的学习效果。

  在高等教育领域,华为云响应新工科建设的号召,把积累30年的数字化开发流程整合为DevCloud,开放给合作企业和学校。作为集前沿理念、软件研发实践和先进工具为一体的研发云平台,目前DevCloud为北京大学、南京大学、武汉大学等国内24所顶级高校提供解决方案,学生在校期间就可以学习到当前业界最先进的计算语言、开发工具和平台,从而打通学校与企业间的隔阂。

  为了让企业和学校真正实现像用水、用电一样的快捷方便地使用云服务,华为在全国建立了7大区域中心,构建了超过300个城市节点。考虑到学校的特殊性,华为云针对学校提供混合云服务,面向公众的信息和应用通过公有云的方式进行开放,有安全保密需求的数据则会存储在学校网和教育网内。华为云的这一解决方案也保证了其服务的安全性和可靠性,正如其广告语”选择华为云更可靠“。

  未来,华为云将会在人工智能、云计算、大数据、VR/AR等技术上持续投入,不断探索各类新兴技术在教学场景中的应用,用技术创新驱动教育行业的进一步升级。