日前，國務院印發《新一代人工智能發展規劃》(以下簡稱規劃)將人工智能的應用提上日程。其中，規劃明確提出的智能教育概念，為當下火熱的人工智能教育產業又添了一把柴火。雖然目前已有多家企業宣稱布局人工智能+教育產業，但是不少還停留在喊口號、蹭熱度的階段。北京中慶現代技術股份有限公司(以下簡稱中慶)基于教育信息化行業領軍企業的站位，從教育大數據的積累到錄播與人工智能在課堂教學過程的結合應用，引領了整個錄播行業的技術革新風向。為什么中慶在人工智能的浪潮中能夠窺見先機，推出中慶智課解決方案，它又是如何將人工智能深度融合于課堂教學和服務于教育科研的呢?教育裝備采購網就此采訪了中慶研發總監王為之。王為之是清華大學博士，作為人工智能專家王為之博士領導了中慶人工智能項目。
人工智能的搶先介入：課堂教學的數據采集與識別
上海楊浦區的錄播課堂，正在呈現這樣的場景：教師一進門，教室上方的攝像頭進行身份認證后自動開啟錄播，采集課堂數據。另一臺攝影機隨即對課堂中學生數量進行探測并結合人臉識別技術，實時統計學生出勤率。課堂上，學生及教師的一舉一動都被系統捕捉，并對其行為進行分析，并形成可視化數據表自動推送到教師個人空間。在學生舉手發言、小組討論的同時，錄播系統通過人臉識別技術自動抓取精彩瞬間，并歸檔為課程行為數據形成多維成長檔案，設置后即可實時推送到匹配的家長端。課堂結束后，教師可通過行為和知識點的時間節點反向定位到錄制的音視頻，實現個性化搜索......這些正是中慶將人工智能錄播系統與課堂教學過程融合的開端。
“在很多人看來，錄播就只有錄制和傳播的基礎功能，這是我們一度對錄播的理解。但是錄播的作用遠不止此。”王博士說：“在全國各省都陸續建立教育大數據戰略的背景下，中慶一直在思考，如何去深度挖掘課程數據的價值，人工智能技術給我們提供了轉型突破口。”縱觀目前市場平臺，人工智能技術無疑已成為教育的新風口，越來越多的企業加入AI教育大軍，其中多是關注課前或者課后的學習，然而教育過程的80%都是發生在課堂中，課堂數據是整個教學過程中的重要環節。中慶以深耕錄播行業20多年的敏銳嗅覺，準確判斷市場趨勢，另辟蹊徑，聚焦教師與學生之間的教學過程，應用海量教育大數據，實時分析師生課堂動態，實現深度數據挖掘和超大計算量分析，為個性化學習平臺提供了有力的課堂數據補充。
錄播產品的智能轉型：由“記錄者”變成“分析者”
王博士表示，錄播作為數據采集的終端，不同于其他的教學工具，它可以全面采集老師和學生課堂表現和教學內容。而中慶利用積累的數據樣本訓練成熟的神經網絡模式，形成針對教學課堂的精準模型，從教學行為主體(教師、學生)和行為活動方式兩個維度出發，對師生的近一百多種行為進行識別，并基于計算機視覺的行為分析、OCR的內容分析、語音識別的關鍵詞和知識點的分析，將這些行為按照教學研究的角度進行分類，最終形成相應的行為分析報表服務于教研實踐。這些舉動成功地將錄播由一個“記錄者”變成一個“分析者”，建立起一個智能、快速、全面的教育分析系統。
分析數據覆蓋教研員、教師、學生、家長等不同用戶，為“教”與“學”提供有力支撐，全方位提升教學教研水平。學校管理者通過系統提供的數據統計和分析，可從宏觀上了解教學情況，對癥下藥，提升區域或學校整體教學質量;教師實時獲取分析教學和學生個體學習數據，不僅能看到自身不足，提升教學質量，同時能夠因材施教實現個性化教育;對于學生而言，系統通過對課堂行為和知識點的識別分析，映射到知識圖譜中，實時推送學習反饋和自動化輔導;家長作為課堂教學中的“局外人”，往往只能通過家長會和考試成績獲得孩子階段性的學習成果，中慶智課系統為家長提供精準推送的教育服務，讓家長融入到孩子整個學習過程中。
中慶頗具前瞻性地在錄播系統中應用人工智能技術，不僅挖掘出課程數據的價值，同時一舉數得，尤其突破了制約傳統錄播的瓶頸，真正讓錄播參與到課堂教學的過程中。據王博士介紹，傳統錄播錄制一節課視頻，大概會產生2
G數據。而通過人工智能的技術對教學過程中的文本和語音進行識別，轉換以圖片、文字為主的結構化數據，大小僅為幾十K，大大節省了存儲空間;系統實時傳輸分析所得數據，也彌補了時間上的滯后;同步上傳的不再是一個完整的音視頻，而是加密的結構化數據，數據安全得到了保障;人工智能錄播系統通過識別精度已達到99.5%的人臉識別技術將孩子動態匹配到家長端，提供精準推送的教育服務，不僅減輕了老師的負擔提高了溝通效率，同時又很好的保護了每個學生的隱私;最后錄播設備本地空間可存儲數據，存儲過程中并不占傳輸帶寬，大大提高了傳輸速度，也消除了不同學校在建設過程對帶寬的顧慮。
錄播系統的教研升華：開展數據化和可視化診斷
據王博士介紹，傳統教研往往受制于空間、時間、人力的限制而得不到很好的發揮。傳統教研平均需要6-8個教師去記錄課程數據。就上海地區而言，開展教研每個教師需要拿兩張表格，一張是填寫本堂課的基礎信息和教師對本節課的主觀評價，另一張詳細記錄課堂內發生的事件。比如，教師幾分幾秒時提了一個問題，學生幾分幾秒回答這個問題，課堂是否組織了小組討論，教師通過何種手段來授課等等。完成數據記錄后教研組需要對數據進行統計分析，得出結論后再與授課教師溝通，而這期間往往已經過去一周甚至更長的時間。教育發達地區的教研尚如此繁瑣，偏遠地區組織一次教研的成本更高，且不具有普遍適用性。中慶認識到，僅僅依靠于人力，教研活動很難達到常態化的應用。
王博士認為，錄播作為完全不改變正常課堂秩序、不影響師生的課堂節奏的旁觀者，正符合教研在教學場景中的需求。中慶在傳統錄播系統中嵌入人工智能模塊，一臺機器就可以替代之前人力的采集方式，減少了不必要的人力勞動，教研組可以更專注于授課教師所講授的內容課堂情景的整體把握。同時，系統自動對實時采集到的數據進行分析，并輸出可視化圖表數據，包括這節課采集的行為記錄、知識點、教師的講解風格、動態數據跟蹤等，讓教研數據一目了然，大大提高了教研的準確性和效率。在難以開展數據化教研的地區，普通教師也可直接在線上觀看與地區優秀教師模型之間的數據對比，自主提升教學質量。
針對地區教育水平差異化的情況，中慶因地制宜地推出了兩種模式的教研標準，為均衡提升教學質量提供常態數據支持，更全面更高效地提高教學水平。在教育相對落后且教研活動開展困難的地區，中慶提供與教科院合作推出的標準化數據參考，適用于大多數教師的教學模式。而在已形成自己的評價標準且有教研團隊的地區，中慶提供個性化定制服務，在系統中套用當地的表格。不過，目前機器能夠進行的只是統計型數據的輸出和簡單的診斷，理解診斷則靠教研專家依據相關數據來判斷和實現。據王博士透露，中慶已經在與教研專家接洽，期望建立專家團隊，日后在線通過數據，即可高效完成診斷，縮減教研時間與地域差。雖然人工智能技術仍在探索階段，但中慶人工智能錄播系統已在教研中走出了關鍵的一步。在上海楊浦區的試點學校中，人工智能錄播系統實際應用的分類精度已達到90%，完全打破了傳統教研的數據統計常模。
可視化圖表數據
數據對比
參與《規劃》內部討論工作的浙江大學教授、海云數據首席數據科學家陳為博士曾表示，大數據可視化和可視分析是一種人機融合或者說是人機混合智能關鍵技術。在如今風起云涌的教育市場，誰能夠切實將人工智能深度應用到教學過程中，提供更加優質的用戶體驗，讓人工智能這一工具更好地為教師和學生服務，誰就是人工智能時代的真正贏家。中慶人工智能錄播系統針對課堂數據的可視化分析正與陳博士不謀而合，這也正得益于中慶多年來對教育變革與發展的深刻理解，而這對于全面提高普教教學質量和水平無疑是一個福音。
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