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【關(guān)鍵詞】人工智能;診斷學(xué)教學(xué);智能教學(xué)系統(tǒng);智能組卷系統(tǒng);智能閱卷系統(tǒng);智能仿真教學(xué)系統(tǒng)
人工智能(artificialintelligence,AI)的概念最早是在1956年的Dartmouth學(xué)會(huì)上提出的,隨著計(jì)算機(jī)核心算法的突破、計(jì)算能力的迅速提高以及海量互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的支撐,目前已被廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域[1-2]。近年來(lái),人工智能也給教育教學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)了機(jī)遇,人工智能+教育正如火如荼地開(kāi)展和推進(jìn),改變著傳統(tǒng)的教育形式及生態(tài)[3-4]。2018年教育部《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》,各大高校在人工智能及其教育發(fā)展上有了綱領(lǐng)性的指導(dǎo)[5]。醫(yī)學(xué)教育作為教育教學(xué)諸多領(lǐng)域的一隅,乘著人工智能發(fā)展的東風(fēng),各大高校在推進(jìn)醫(yī)學(xué)教學(xué)改革方面進(jìn)行了大量積極的探索與嘗試[6-8]。診斷學(xué)是由基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)過(guò)度到臨床醫(yī)學(xué)的橋梁課,其教學(xué)質(zhì)量的良莠直接影響到醫(yī)學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量,傳統(tǒng)的教學(xué)方法難以滿足現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教學(xué)的要求,如何發(fā)揮人工智能的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),讓其更好地應(yīng)用于診斷學(xué)的教學(xué)工作,也是診斷學(xué)課程教改的重要研究方向。
1傳統(tǒng)的診斷學(xué)教學(xué)方法存在的問(wèn)題
診斷學(xué)是學(xué)習(xí)臨床基本技能最重要的一門課程,其內(nèi)容包括癥狀學(xué)、體檢檢查、實(shí)驗(yàn)室檢查及輔助檢查等四大塊,分為理論課和見(jiàn)習(xí)課,目前大多數(shù)醫(yī)學(xué)院理論課采用的是以大班的形式在多媒體教室講授,而見(jiàn)習(xí)課則采取分小組的模式進(jìn)行,多年的教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)該教學(xué)模式取得的教學(xué)效果不盡人意,尤其是近年來(lái)隨著全國(guó)各大醫(yī)學(xué)院校的擴(kuò)招,出現(xiàn)了師資及教學(xué)資源配套的相對(duì)不足,上述教學(xué)模式的問(wèn)題逐漸凸顯。理論知識(shí)以老師講授為主,采取的是“滿堂灌”的教學(xué)模式,然而該部分教學(xué)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)繁多,知識(shí)串聯(lián)度不高,課堂靈活度、生動(dòng)度較為薄弱,學(xué)生聽(tīng)完課以后對(duì)課程內(nèi)容印象不深,知識(shí)掌握度差,同時(shí)由于學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性差異大,不能進(jìn)行課前充分預(yù)習(xí)的學(xué)生在課堂上更加難以跟上老師講授的節(jié)奏。見(jiàn)習(xí)課是對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力,前期理論知識(shí)掌握度差又會(huì)影響見(jiàn)習(xí)的教學(xué)質(zhì)量,導(dǎo)致教學(xué)過(guò)程形成惡性循環(huán)[9]。見(jiàn)習(xí)課主要采取老師講授要領(lǐng)及演示操作流程,之后學(xué)生們互相練習(xí)的教學(xué)方法,該部分內(nèi)容需反復(fù)加強(qiáng)練習(xí),同樣的動(dòng)作要領(lǐng)反復(fù)錘煉才能熟練掌握,因課堂見(jiàn)習(xí)時(shí)間有限,而老師講授及演示需占用大部分時(shí)間,學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)不多,老師對(duì)學(xué)生的操作手法、操作內(nèi)容、操作順序等重要內(nèi)容進(jìn)行指導(dǎo)和勘誤的時(shí)間少,學(xué)生操作的規(guī)范性難以保證,在以后的臨床實(shí)踐中,往往存在實(shí)踐操作能力的缺陷。上述教學(xué)模式教師與學(xué)生們之間除了課堂時(shí)間,其余時(shí)間是脫節(jié)的,不能很好地溝通,學(xué)生們有疑問(wèn)的知識(shí)點(diǎn)難以得到老師的及時(shí)解答,教學(xué)活動(dòng)中沒(méi)有充分反饋,各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)難以進(jìn)行教學(xué)反思,形成教學(xué)相長(zhǎng)的良性循環(huán)。課后復(fù)習(xí)及階段性總結(jié)復(fù)習(xí)是課堂知識(shí)內(nèi)化及升華的重要方面,傳統(tǒng)的教學(xué)模式通常是給學(xué)生布置課后作業(yè),學(xué)生完成后上交由老師批改留檔,這個(gè)環(huán)節(jié)學(xué)生與老師缺乏有效的溝通,且由于學(xué)生們學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性差異,課后沒(méi)有老師的監(jiān)督及針對(duì)性地輔導(dǎo),課后作業(yè)的質(zhì)量良莠不齊,教學(xué)質(zhì)量欠佳是顯而易見(jiàn)的。隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的發(fā)展及研究的開(kāi)展,涌現(xiàn)了一大批新的診斷方法與手段,譬如關(guān)于腫瘤診斷的分子marker,評(píng)估預(yù)測(cè)疾病活動(dòng)度及預(yù)后相關(guān)的指標(biāo),在臨床上已經(jīng)常規(guī)應(yīng)用,但由于教材更新需要周期,很難跟新進(jìn)展同步介紹,另外由于課時(shí)有限,難以全面地就學(xué)科前沿及新進(jìn)展進(jìn)行講授[10]。
2人工智能應(yīng)用于診斷學(xué)教學(xué)的重要意義
2.1教師方面
將人工智能應(yīng)用于診斷學(xué)教學(xué)實(shí)踐,削弱了教師的知識(shí)權(quán)威而強(qiáng)化了教師的價(jià)值引導(dǎo),對(duì)教師的個(gè)人能力提出了更高的要求,促使教師踏實(shí)踐行終身學(xué)習(xí)并持續(xù)更新自身知識(shí)結(jié)構(gòu)。互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的時(shí)代,知識(shí)呈幾何指數(shù)更新并出現(xiàn)大爆炸,基于各種互聯(lián)網(wǎng)即時(shí)通訊平臺(tái)及手機(jī)APP,診斷學(xué)體格檢查、理論知識(shí)講授相關(guān)的小視頻及研究進(jìn)展不勝枚舉,這就要求教師及時(shí)獲取、更新知識(shí)并進(jìn)行相應(yīng)的知識(shí)儲(chǔ)備。人工智能的應(yīng)用促使教師從單人施教發(fā)展為團(tuán)隊(duì)施教,為開(kāi)發(fā)更具個(gè)性化的課程教學(xué)注入團(tuán)隊(duì)的力量。基于大數(shù)據(jù)的人工智能可以減少診斷學(xué)教學(xué)過(guò)程中的機(jī)械性、重復(fù)性工作,如平時(shí)作業(yè)的批改、考勤統(tǒng)計(jì)等,減輕了教師的工作負(fù)擔(dān),教師可以將更多的精力投入到醫(yī)德醫(yī)風(fēng)、醫(yī)患溝通能力以及體格檢查手法的規(guī)范化培養(yǎng)上,更多的心思放在豐富課程內(nèi)容及教學(xué)形式上。同時(shí)大數(shù)據(jù)可以及時(shí)反應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài),教師可以根據(jù)學(xué)生的反饋及課程評(píng)價(jià)有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的輔導(dǎo)。
2.2學(xué)生方面
將人工智能應(yīng)用于診斷學(xué)教學(xué)實(shí)踐,可以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)情況及暴露的問(wèn)題,如是否按時(shí)完成課程任務(wù)、測(cè)試中哪些知識(shí)點(diǎn)容易出錯(cuò)等,人工智能系統(tǒng)能夠?qū)@些數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析和深度挖掘,并且可視化呈現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)據(jù),有利于教師及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度、參與度以及學(xué)習(xí)效果,并根據(jù)具體的學(xué)情分析數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整輔導(dǎo)和教學(xué)方案。基于人工智能強(qiáng)大的算法和分析,可以為學(xué)生定制個(gè)性化的教學(xué)內(nèi)容及進(jìn)度,提供更有針對(duì)性的課堂內(nèi)容和隨堂測(cè)試,并對(duì)測(cè)試及平時(shí)作業(yè)進(jìn)行智能批改,真正做到查漏補(bǔ)缺。診斷學(xué)課程內(nèi)容相對(duì)枯燥,學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣有限,基于人工智能的教學(xué)方式可以寓教于樂(lè),在課程中將一些比較零散的知識(shí)點(diǎn)可以設(shè)置成互動(dòng)小游戲,營(yíng)造出良好的課堂氛圍,提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣及學(xué)習(xí)效率。
2.3教學(xué)過(guò)程
針對(duì)教學(xué)過(guò)程,人工智能亦發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。第一,診斷學(xué)作為橋梁課程,是一門必修課,包括臨床醫(yī)學(xué)五年制、八年制、法醫(yī)學(xué)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)等相應(yīng)專業(yè)的學(xué)生均需要學(xué)習(xí),人工智能擁有超強(qiáng)的計(jì)算能力和強(qiáng)大的“記憶力”,面對(duì)眾多不同專業(yè)的學(xué)生,可以根據(jù)大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,制定出適合不同專業(yè)學(xué)生的完備教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)活動(dòng)開(kāi)展過(guò)程中,人工智能還可以根據(jù)學(xué)生的課堂及課后測(cè)試表現(xiàn),依據(jù)分層教學(xué)的要求自動(dòng)設(shè)置梯次教學(xué)目標(biāo),幫助學(xué)生們逐步提升學(xué)習(xí)能力和知識(shí)掌握度。第二,人工智能可以憑借自身信息化的特點(diǎn),對(duì)各種教學(xué)資源進(jìn)行分析,為教師和學(xué)生選擇更優(yōu)質(zhì)更合適的資源提供依據(jù),促進(jìn)個(gè)性化的教與學(xué)。第三,傳統(tǒng)的教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容相對(duì)有限,人工智能基于大數(shù)據(jù)能夠啟發(fā)新的教學(xué)思路,創(chuàng)新教學(xué)方法,為診斷學(xué)教學(xué)提供更多的可能性。
3人工智能在診斷學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用
3.1智能教學(xué)系統(tǒng)
智能教學(xué)系統(tǒng)是教育技術(shù)學(xué)中重要的研究領(lǐng)域,其根本宗旨是使得學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境更加優(yōu)良和諧,智能教學(xué)系統(tǒng)能夠及時(shí)有效地調(diào)用最新最全的網(wǎng)絡(luò)資源并充分優(yōu)化后供學(xué)生學(xué)習(xí),使得學(xué)生能夠更加全方位、多角度地學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí),提高學(xué)習(xí)效果[11]。智能教學(xué)系統(tǒng)大致由領(lǐng)域知識(shí)部分、教師部分及學(xué)生部分3個(gè)部分構(gòu)成[12],其中領(lǐng)域知識(shí)部分又稱為專家部分,這一部分既包含了需要講授的內(nèi)容及掌握的技能,又可以添加專家的學(xué)術(shù)成果,既能夠保證學(xué)生對(duì)于基本概念、基本理論及基本技能的掌握,又能夠拓寬知識(shí)面,增加知識(shí)的廣度。智能教學(xué)系統(tǒng)的教師及學(xué)生部分主要是為設(shè)計(jì)和制定教學(xué)方案及策略服務(wù),基于大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,根據(jù)課程的特點(diǎn)、歷年教學(xué)情況、學(xué)生身心發(fā)展特點(diǎn)及學(xué)習(xí)實(shí)際情況,制定更加個(gè)性化、高效的教學(xué)方案,促成教師因材施教,取得更加理想的教學(xué)效果。
3.2智能網(wǎng)絡(luò)組卷閱卷系統(tǒng)
診斷學(xué)教學(xué)內(nèi)容包括理論和見(jiàn)習(xí)兩大塊,教學(xué)過(guò)程中教師的大量時(shí)間用于出題、閱卷、批改平時(shí)作業(yè)等與考核相關(guān)的工作,并且在出題過(guò)程中需要圍繞相對(duì)固定的重難點(diǎn)內(nèi)容不斷創(chuàng)新題型,消耗教師大量的精力。智能網(wǎng)絡(luò)組卷閱卷系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì),將教師從繁冗的考核相關(guān)工作中解脫出來(lái),使得教師的教學(xué)更高效,教師能夠把更多的時(shí)間。智能網(wǎng)絡(luò)組卷系統(tǒng)能夠有效收集和分析知名高校教學(xué)團(tuán)隊(duì)編寫的在線題庫(kù),實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的共享,通過(guò)隨機(jī)抽題組卷、答案隨機(jī)排序、題型隨機(jī)排序以及設(shè)置避免與歷年考卷重復(fù)等,顯著提升試卷的質(zhì)量,亦能改善考試作弊的頑疾,客觀地考核學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握度。智能網(wǎng)絡(luò)閱卷系統(tǒng)有簡(jiǎn)明的閱卷流程,能夠更有效地識(shí)別試卷及答案,能夠明顯降低傳統(tǒng)人工閱卷方式因疲勞帶來(lái)的出錯(cuò)率,使得工作效率更高、考核結(jié)果更公正。
3.3智能仿真教學(xué)系統(tǒng)
診斷學(xué)教學(xué)的見(jiàn)習(xí)部分是學(xué)生提高技能的重要環(huán)節(jié),常常采用分小組在病房完成的方式進(jìn)行,在課程的開(kāi)展過(guò)程也凸顯出了各種各樣的問(wèn)題,譬如因?qū)W生分組進(jìn)行詢問(wèn)病史、體格檢查,重復(fù)次數(shù)多,患者難以多次配合;在教學(xué)時(shí)間段內(nèi)病房缺相應(yīng)的病種,無(wú)法對(duì)所學(xué)的癥狀進(jìn)行直觀的學(xué)習(xí);傳染病流行期間出于對(duì)學(xué)生健康安全的保護(hù),無(wú)法進(jìn)入病房見(jiàn)習(xí)等等,此時(shí)智能仿真教學(xué)系統(tǒng)能夠發(fā)揮重要的補(bǔ)充作用[13]。人工智能可以根據(jù)提供的海量真實(shí)臨床病例,由醫(yī)學(xué)專家整合其臨床特征,聯(lián)合計(jì)算機(jī)專家,根據(jù)相應(yīng)的教學(xué)要求,形成虛擬病人學(xué)習(xí)系統(tǒng),學(xué)生在仿真診療環(huán)境中,進(jìn)行問(wèn)診、體格檢查、診斷以及給出治療方案,同時(shí)系統(tǒng)能夠自動(dòng)發(fā)現(xiàn)學(xué)生在問(wèn)診及診斷過(guò)程中的錯(cuò)誤,通過(guò)實(shí)踐、糾錯(cuò)再實(shí)踐,提高學(xué)生采集病史、體格檢查的能力,同時(shí)能夠加強(qiáng)學(xué)生的臨床思維的訓(xùn)練,夯實(shí)臨床基本功[14-16]。
4總結(jié)及展望
關(guān)鍵詞:人工智能;音樂(lè)教育;智能樂(lè)器;大數(shù)據(jù)
1引言
隨著人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步,重新塑造音樂(lè)使得音樂(lè)教育的學(xué)科素養(yǎng)培育、審美感知、藝術(shù)表現(xiàn)和文化理解變得更有支持和創(chuàng)意。探索應(yīng)用人工智能技術(shù)推進(jìn)音樂(lè)教學(xué)的改革與發(fā)展有具有十分重要的意義。本文通過(guò)研究與實(shí)踐,引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)用科學(xué)的方法培育計(jì)算思維創(chuàng)作音樂(lè),用科學(xué)的意境欣賞音樂(lè)陶冶學(xué)生的音樂(lè)審美感,用科學(xué)的評(píng)價(jià)提升音樂(lè)課堂教學(xué)效率。通過(guò)這些措施,可以使學(xué)校音樂(lè)教育精準(zhǔn)地開(kāi)展因材施教差異化教學(xué),彰顯音樂(lè)教育的特色。
2人工智能與音樂(lè)
人工智能技術(shù)與音樂(lè)教育有機(jī)融合,豐富了課堂教學(xué)資源,拓展了智能樂(lè)器的功能,提升了音樂(lè)教育技術(shù)手段。它支持個(gè)性化學(xué)習(xí),可以觀察音樂(lè)課堂學(xué)習(xí),分析音樂(lè)的旋律與節(jié)拍,有效評(píng)價(jià)教學(xué)效果,激發(fā)音樂(lè)教師運(yùn)用人工智能技術(shù)創(chuàng)新音樂(lè)教學(xué)的熱情,發(fā)揮教師在課堂教學(xué)中的主導(dǎo)作用。
2.1樂(lè)器的智能化
樂(lè)器是學(xué)習(xí)音樂(lè)的重要工具。樂(lè)器植入人工智能技術(shù),形成了智能化樂(lè)器。它能夠大量?jī)?chǔ)存多種樂(lè)器的音樂(lè)數(shù)據(jù)。尤其是在音樂(lè)鍵盤中運(yùn)用,功能的提升特別突出,應(yīng)用于音樂(lè)教學(xué)中引發(fā)了多種形式的教學(xué)模式。例如,圖1顯示了融合多媒體計(jì)算機(jī)、主控系統(tǒng)、音樂(lè)課堂教學(xué)智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)將多部電子鋼琴連接起來(lái)的智能樂(lè)器實(shí)驗(yàn)室。通過(guò)語(yǔ)音室方式授課,可以實(shí)現(xiàn)多種樂(lè)器的分組教學(xué)。這在傳統(tǒng)的音樂(lè)課堂上是無(wú)法完成的。
2.2智能化樂(lè)曲創(chuàng)作
智能樂(lè)器不僅能夠儲(chǔ)存樂(lè)器音色,而且還能用指令對(duì)各種音色播放進(jìn)行控制,各種音色按照指令進(jìn)行演奏。這種創(chuàng)作功能是以往其他樂(lè)器都無(wú)法比擬的[1]。例如,能唱出《月亮代表我的心》十七聲部的合唱團(tuán),很好聽(tīng),但很難。運(yùn)用智能樂(lè)器按指令合成該十七聲部音樂(lè)則輕而易舉。2.2.1機(jī)器學(xué)習(xí)生成樂(lè)曲人工智能技術(shù)賦能智能樂(lè)器,使得機(jī)器學(xué)習(xí)的功能日趨進(jìn)步。機(jī)器學(xué)習(xí)在音樂(lè)領(lǐng)域所做的事情,就是提取音樂(lè)作品的“數(shù)據(jù)”,輸入給定模型學(xué)習(xí)音樂(lè)的“特征”,再對(duì)音樂(lè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和編排。例如,如果輸入的是《梨園金曲》民族音樂(lè),則機(jī)器就能學(xué)會(huì)民族音樂(lè)的曲調(diào)特征,生成掌握特征模型的民族音樂(lè)作品。2.2.2用軟件生成樂(lè)譜使用MuseScore3forMac軟件可以制作樂(lè)譜,在工具欄選擇對(duì)應(yīng)時(shí)值的音符輸入音符。例如,在MuseScore3窗口輸入如圖2所示的“我和我的祖國(guó)”樂(lè)譜,再導(dǎo)出MP3文件進(jìn)行播放。2.2.3代碼生成樂(lè)曲用Python代碼生成曲子,要借助音樂(lè)標(biāo)準(zhǔn)格式MIDI—樂(lè)器數(shù)字接口,運(yùn)用Python-midi庫(kù)編寫程序,編譯MIDI文件生成音樂(lè)。例如,生成一個(gè)簡(jiǎn)單樂(lè)譜的MIDI文件需要使用Python-midi,其中:Pattern對(duì)象表示樂(lè)譜;Track對(duì)象表示音軌,通常樂(lè)譜都有多條軌道組成,每種樂(lè)器是一個(gè)軌道;midi.NoteOnEvent表示每個(gè)音符的開(kāi)端,在參數(shù)表中可以定義每個(gè)音符的音長(zhǎng)和音高;midi.NoteOffEvent表示每個(gè)音符的結(jié)束。參考代碼如下:importmidi#定義patternpattern=midi.Pattern()#定義軌道track=midi.Track()#添加軌道到patternpattern.append(track)#音符開(kāi)始,并定義位置、音量、音高on=midi.NoteOnEvent(tick=0,velocity=50,pitch=midiG_3)track.append(on)#音符結(jié)束off=midi.NoteOffEvent(tick-100,pitch=midi.G_3)track.append(off)#軌道結(jié)束eot=midi.EndOfTrackEvent(tick=1)track.append(eot)#存儲(chǔ)midi.write_midifile("example.mid",pattern)程序運(yùn)行結(jié)果生成了如圖3所示的簡(jiǎn)單音符:這樣如圖2的“我和我的祖國(guó)”樂(lè)譜,也可以通過(guò)Python代碼生成MIDI文件。
3AI賦能音樂(lè)課堂
在AI賦能的音樂(lè)教育環(huán)境,促使音樂(lè)教學(xué)實(shí)踐變革以及學(xué)生學(xué)習(xí)音樂(lè)方式。例如,圖4所示的集音樂(lè)創(chuàng)作教學(xué)及教學(xué)評(píng)價(jià)于一體的“智能化音樂(lè)課堂教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)”,在教學(xué)設(shè)計(jì)的優(yōu)化、教學(xué)方法的高效、教學(xué)手段的更新、教學(xué)評(píng)價(jià)的智能、教學(xué)策略的調(diào)整方面都具有借鑒意義[2]。
3.1大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)
大數(shù)據(jù)云計(jì)算可以將所有音樂(lè)家們音樂(lè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云中,運(yùn)用人工智能技術(shù)為學(xué)生提供更多有價(jià)值的音樂(lè)數(shù)據(jù)。學(xué)生通過(guò)音樂(lè)云學(xué)習(xí)音樂(lè)知識(shí),欣賞音樂(lè)魅力、體驗(yàn)音樂(lè)節(jié)奏、理解音樂(lè)韻律。它使得優(yōu)質(zhì)音樂(lè)教學(xué)資源跨越校園,開(kāi)放延伸音樂(lè)教學(xué),遠(yuǎn)程輻射共享資源。這樣就擴(kuò)展了學(xué)生的視野,音樂(lè)知識(shí)的來(lái)源無(wú)限擴(kuò)大,整個(gè)音樂(lè)云皆有學(xué)生的學(xué)習(xí)教材。特別是大數(shù)據(jù)音樂(lè)云不僅可以推送給學(xué)生更多的即興音樂(lè)和更多的音樂(lè)信息,還能指導(dǎo)音樂(lè)愛(ài)好者創(chuàng)作出雅正、健康的音樂(lè)作品。
3.2個(gè)性化學(xué)習(xí)
人工智能技術(shù)從音樂(lè)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)搜集、數(shù)據(jù)分析與運(yùn)用、個(gè)性化學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)多方位幫助學(xué)生定制個(gè)性化的學(xué)習(xí)成長(zhǎng)路徑。推送在線音樂(lè)教育資源,指導(dǎo)表演建議樂(lè)器學(xué)習(xí)技巧。搭建音樂(lè)教育虛擬課堂,匹配音樂(lè)教學(xué)資源,實(shí)現(xiàn)因材施教的個(gè)性化學(xué)習(xí),支持一對(duì)一的教學(xué)輔導(dǎo)和群組式討論。通過(guò)這些措施提高教學(xué)質(zhì)量和效率。
3.3教學(xué)評(píng)價(jià)智能化
運(yùn)用人工智能技術(shù)將多個(gè)音樂(lè)輔助教學(xué)設(shè)備連接的音樂(lè)創(chuàng)作教學(xué)系統(tǒng),基于音樂(lè)課堂教學(xué)的學(xué)生學(xué)習(xí)特質(zhì)分析與教學(xué)效果分析的音樂(lè)課堂教學(xué)管理系統(tǒng),來(lái)實(shí)現(xiàn)音樂(lè)教學(xué)的全程智慧管理,使音樂(lè)學(xué)習(xí)更有效率。例如,在虛擬音樂(lè)課堂樂(lè)器教學(xué)可以變成一對(duì)多的自選教學(xué)模式,使課堂變得輕松、愉快。教師可以開(kāi)啟課堂教學(xué)觀察模塊,捕捉每位學(xué)生同步練習(xí)的音準(zhǔn)、節(jié)奏、力度數(shù)據(jù),分析判斷將評(píng)價(jià)信息同步反饋,給出學(xué)習(xí)指導(dǎo)建議。3.3.1創(chuàng)作教學(xué)模塊“智能化音樂(lè)課堂教學(xué)評(píng)價(jià)系統(tǒng)”中的音樂(lè)創(chuàng)作教學(xué)模塊,集視、聽(tīng)、練和反饋評(píng)價(jià)為一體,適時(shí)演示教師教學(xué)作品和評(píng)價(jià)學(xué)生練習(xí)作品。例如,在進(jìn)行《我和我的祖國(guó)》授課時(shí)導(dǎo)入電影片段,欣賞“我和我的祖國(guó)”音樂(lè)的表現(xiàn)形式、演唱形式以及歌曲風(fēng)格,可以使學(xué)生更好地體驗(yàn)作品的創(chuàng)作意境,激發(fā)創(chuàng)作意識(shí)。使用MuseScore創(chuàng)作“我和我的祖國(guó)”三聲部習(xí)作音樂(lè),并能儲(chǔ)存、刻錄,編輯等二度創(chuàng)作。3.3.2課堂教學(xué)評(píng)價(jià)模塊音樂(lè)課堂教學(xué)評(píng)價(jià)有著傳統(tǒng)音樂(lè)教學(xué)評(píng)價(jià)無(wú)法比擬的靈活性、客觀性和實(shí)用性。從大數(shù)據(jù)分析角度獲取音樂(lè)課堂教與學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù),對(duì)學(xué)生的音樂(lè)基本素養(yǎng)與學(xué)習(xí)態(tài)度進(jìn)行科學(xué)分析判斷。例如,以創(chuàng)作《紅河谷》中的和聲與音樂(lè)作品風(fēng)格內(nèi)容的“編配伴奏音樂(lè)”教學(xué)過(guò)程為例。課前在“課堂教學(xué)評(píng)價(jià)模塊”上安排學(xué)生根據(jù)作品風(fēng)格完成伴奏的音樂(lè);播放制作好的《紅河谷》MIDI音樂(lè)(在第二和第六個(gè)小節(jié)缺失編配和弦);使學(xué)生感受、探討大小三和弦的表現(xiàn)力,形成對(duì)大小三和弦的感知。然后要求學(xué)生試著用MuseScore為《紅河谷》缺失的兩小節(jié)選配和弦,以適合歌曲的伴奏風(fēng)格。學(xué)生需要邊哼唱歌曲邊試著套用不同的伴奏風(fēng)格,找到他們認(rèn)為最恰當(dāng)?shù)暮拖野樽囡L(fēng)格,說(shuō)出理由并提交[3]。評(píng)價(jià)系統(tǒng)將學(xué)生提交的作業(yè)比照音樂(lè)要素進(jìn)行評(píng)價(jià)。及時(shí)反饋學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的信息,并對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程制定一個(gè)個(gè)性化的學(xué)習(xí)方案[4]。同時(shí)通過(guò)教學(xué)反饋深度優(yōu)化決策模型,促進(jìn)教師實(shí)時(shí)改進(jìn)教學(xué)策略,提高教學(xué)效率和效果,提升教學(xué)質(zhì)量。
4結(jié)語(yǔ)
人工智能技術(shù)在音樂(lè)教育領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用,為傳統(tǒng)的音樂(lè)教育模式注入了活力,為音樂(lè)教師創(chuàng)新音樂(lè)教學(xué)理念開(kāi)辟了新思路[5],為因材施教提供了新的適合學(xué)生學(xué)習(xí)的音樂(lè)教學(xué)模式。人工智能在音樂(lè)教育模式方面的探索,不僅給音樂(lè)教育教學(xué)的發(fā)展帶來(lái)了物質(zhì)技術(shù)層面的進(jìn)步,還從音樂(lè)教學(xué)層面促進(jìn)計(jì)算思維培育開(kāi)辟新途徑。這對(duì)音樂(lè)教育理念、教學(xué)手段、教學(xué)方式和方法以及拓展學(xué)生音樂(lè)視野、學(xué)習(xí)音樂(lè)、享受音樂(lè)、創(chuàng)造音樂(lè)等都帶來(lái)深刻的變化和積極的影響。
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30年前,有人說(shuō)電腦將會(huì)改變我們的世界,當(dāng)時(shí)的人們認(rèn)為這是天方夜譚,不料今天幾乎家家戶戶都擁有了電腦;10年前,有人認(rèn)為智能手機(jī)將更深刻地影響我們的生活方式,人們照樣認(rèn)為不可能,而今天手機(jī)連接一切卻逐漸成為了現(xiàn)實(shí);同樣,今天李彥宏提出“中國(guó)大腦”設(shè)想,也有很多人認(rèn)為是不接地氣,事實(shí)上,人工智能卻是跟我們未來(lái)的生活息息相關(guān)。
從目前來(lái)看,人工智能貌似與我們的現(xiàn)實(shí)生活距離十分遙遠(yuǎn),實(shí)際上它已經(jīng)開(kāi)始走入我們的生活,而且正以一種磁懸浮般的速度向我們奔來(lái),人工智能已經(jīng)打響21世紀(jì)新的軍備賽。
社會(huì)層面,人工智能成改善民生新利器
人民生活水平的高低一直都被作為發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體與發(fā)展經(jīng)濟(jì)體最明顯的區(qū)別和寫照,而人工智能的普及將會(huì)對(duì)人民的生活水平帶來(lái)翻天腹地的變化。
首先,在家庭生活方面,如果家里擁有保姆機(jī)器人,就可以免去苦于找不到保姆的煩惱,解決日常家庭勞務(wù)所憂。有些人可能會(huì)認(rèn)為這還很遙遠(yuǎn),實(shí)際上日本已經(jīng)開(kāi)始在試用家庭保姆機(jī)器人了。我們?cè)賮?lái)看看眼下各大科技公司所倡導(dǎo)的手機(jī)連接一切:清晨,伴隨著悠揚(yáng)的背景音樂(lè)起床,一天都感覺(jué)很精神;起床時(shí),窗簾已經(jīng)悄悄拉開(kāi),這個(gè)時(shí)候甜美的聲音開(kāi)始播放當(dāng)天的天氣預(yù)報(bào);起床后,水溫已經(jīng)設(shè)置為適合自己使用的溫度,不用擔(dān)心水溫時(shí)冷時(shí)熱;洗簌后,廚房已經(jīng)傳來(lái)早餐的香味;上班前,不必?fù)?dān)心門窗、電視等是否關(guān)上;晚上回家前,可以通過(guò)手機(jī)提前打開(kāi)熱水器,到家后就可以直接洗個(gè)熱水澡。
其次,在醫(yī)療健康領(lǐng)域,目前已經(jīng)有很多智能硬件公司推出了智能醫(yī)療硬件產(chǎn)品,能夠及時(shí)地反應(yīng)出人體的健康狀況。比如機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)自動(dòng)完成乳房X光檢查和其他醫(yī)學(xué)影響的分析,通過(guò)模擬醫(yī)學(xué)專家診斷、治療疾病的思維過(guò)程能夠讓機(jī)器人自動(dòng)診斷病人病情等。人工智能在醫(yī)療方面的應(yīng)用一方面能夠改善就醫(yī)條件和環(huán)境,另一方面也能大幅提升醫(yī)療技術(shù)水平。
其三,我們?cè)賮?lái)看看人工智能對(duì)教育的影響。通過(guò)借助人工智能,我們的教學(xué)場(chǎng)景將得到極大改善,而通過(guò)人工智能和大數(shù)據(jù)的應(yīng)用,老師也能更好地把握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況并進(jìn)行針對(duì)性的輔導(dǎo)。
不僅僅是教育、醫(yī)療、家庭等方面,人工智能將會(huì)人民生活的方方面面產(chǎn)生巨大的影響,它將會(huì)成為未來(lái)全球各國(guó)改善民生的新利器。
經(jīng)濟(jì)層面,各國(guó)借人工智能再創(chuàng)經(jīng)濟(jì)神話
目前發(fā)達(dá)國(guó)家都已經(jīng)紛紛推出了自己的人工智能計(jì)劃,人工智能已經(jīng)成為了發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)濟(jì)體向前繼續(xù)邁進(jìn)的動(dòng)力和標(biāo)志。
一、歐盟耗資10億歐元打造人腦計(jì)劃。該項(xiàng)目旨在建立一套基于神經(jīng)科學(xué)的全新的、革命性的信息通信技術(shù),建造一種模擬神經(jīng)元功能的芯片,然后將芯片用于建造超級(jí)計(jì)算機(jī)。
二、美國(guó)大腦計(jì)劃。美國(guó)通過(guò)借助DARPA部門,然后將每年的研究經(jīng)費(fèi)劃撥給各個(gè)大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室、科技公司等用于各式各樣的前沿研究,目前該部門已經(jīng)與谷歌、IBM等科技公司達(dá)成了合作,并獲得了多項(xiàng)人工智能重要科研成就。
三、日本機(jī)器人計(jì)劃。目前日本工業(yè)的老齡化問(wèn)題非常嚴(yán)重,為了推動(dòng)日本經(jīng)濟(jì)繼續(xù)發(fā)展,日本聯(lián)合各大企業(yè)推出了機(jī)器人計(jì)劃。通過(guò)機(jī)器人、無(wú)人搬運(yùn)機(jī)等人工智能技術(shù)的應(yīng)用,日本工業(yè)再次走上了世界前列。
中國(guó)的人工智能技術(shù)剛剛起步,而人工智能對(duì)于中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展是難得的一次新機(jī)遇。李彥宏所提出的“中國(guó)大腦”計(jì)劃如果能夠得到順利實(shí)施,將對(duì)中國(guó)的科技創(chuàng)新發(fā)揮至關(guān)重要的作用。目前我國(guó)的經(jīng)濟(jì)正在加速?gòu)耐顿Y驅(qū)動(dòng)為主向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展為主的轉(zhuǎn)變,人工智能作為未來(lái)科技創(chuàng)新的決定性力量,它是中國(guó)經(jīng)濟(jì)繼續(xù)實(shí)現(xiàn)騰飛的有力保障。在未來(lái)的全球經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)中,可以說(shuō)誰(shuí)在人工智能上領(lǐng)先了,誰(shuí)就能引領(lǐng)未來(lái)的新經(jīng)濟(jì)時(shí)代。
企業(yè)層面,科技巨頭爭(zhēng)先恐后
目前全球的科技巨頭諸如谷歌、百度、微軟、IBM、Facebook等都已經(jīng)紛紛涌入到了人工智能領(lǐng)域,它們?cè)谝韵挛鍌€(gè)層面展開(kāi)了激烈的競(jìng)爭(zhēng)。
一、圖像、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)
在圖像、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)最為激烈的當(dāng)屬谷歌和百度。借助移動(dòng)搜索,百度和谷歌都向語(yǔ)音、圖像識(shí)別技術(shù)發(fā)起了猛烈的進(jìn)攻。谷歌通過(guò)連續(xù)的收購(gòu)確立了其在圖像、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)方面的領(lǐng)先地位,而百度則通過(guò)組建以吳恩達(dá)、余凱、張潼、徐偉等人才組成的豪華專家團(tuán)隊(duì),并堅(jiān)持自主研發(fā),最終在語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)上超越了谷歌和微軟。
二、深度學(xué)習(xí)
在深度學(xué)習(xí)方面,微軟、谷歌、百度、Facebook、IBM等科技巨頭都投入了巨大的力量。日前,微軟的研究人員在學(xué)術(shù)論文中表示,微軟最新的深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)在分辨2012年版的ImageNet圖像數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí),錯(cuò)誤率只有4.94%,相比于普通人的5.1%,這是人工智能首次在識(shí)別圖像的錯(cuò)誤率上面超越了人類的水平。
三、無(wú)人駕駛
最早將人工智能技術(shù)應(yīng)用到汽車領(lǐng)域的是谷歌,隨后國(guó)內(nèi)的百度、華為也先后向無(wú)人駕駛技術(shù)發(fā)起了挑戰(zhàn)。未來(lái)百度自動(dòng)駕駛計(jì)劃的核心方向就在百度大腦,它可實(shí)現(xiàn)人與汽車的語(yǔ)言互動(dòng),車輛定位,駕駛輔助甚至自動(dòng)駕駛等功能。而華為則通過(guò)聯(lián)合東風(fēng)汽車共同打造無(wú)人駕駛汽車。
四、智能家居
說(shuō)起目前的智能家居,谷歌、蘋果、微軟等都已經(jīng)在摩拳擦掌,而國(guó)內(nèi)的智能家居格局競(jìng)爭(zhēng)更是相當(dāng)激烈,已經(jīng)形成了戰(zhàn)國(guó)紛爭(zhēng)的局面:小米+美的、海爾+阿里+魅族、聯(lián)想+百度、360+格力、騰訊、華為等。
五、機(jī)器人
人工智能未來(lái)的最終方向就是意識(shí)機(jī)器人的出現(xiàn),通過(guò)機(jī)器人的使用,企業(yè)能夠節(jié)省大量的成本和提升效率。對(duì)于機(jī)器人公司的收購(gòu),谷歌總是樂(lè)此不疲,去年谷歌連續(xù)收購(gòu)了10來(lái)家機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)。而百度開(kāi)發(fā)的“小度”機(jī)器人走紅網(wǎng)絡(luò)則向我們表明:機(jī)器人將會(huì)受到越來(lái)越多人的歡迎。
其實(shí)不僅僅是科技巨頭,已經(jīng)有越來(lái)越多的創(chuàng)業(yè)公司正在涌入到人工智能領(lǐng)域。對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō),人工智能是一次絕好的商機(jī),它的產(chǎn)值將在萬(wàn)億規(guī)模以上。
軍事層面,人工智能打響新的軍備賽
著名軍事理論家張召忠可謂對(duì)李彥宏“中國(guó)大腦”計(jì)劃給予了高度肯定,并且認(rèn)為它將有助于軍隊(duì)現(xiàn)代化建設(shè)。事實(shí)上,在我國(guó)軍方的一些研究機(jī)構(gòu),已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)等領(lǐng)域有很好的投入,并獲得了一些階段性的成果。此次,人工智能如果能夠上升到國(guó)家戰(zhàn)略,對(duì)于軍隊(duì)科技的創(chuàng)新將有著深淵的意義。
目前,各國(guó)的軍事機(jī)器人、無(wú)人駕駛飛機(jī)等早已應(yīng)用了人工智能技術(shù)。有人說(shuō)未來(lái)的戰(zhàn)爭(zhēng)是無(wú)人飛機(jī)、機(jī)器人之間的戰(zhàn)爭(zhēng),對(duì)此我絲毫不懷疑。而這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)的勝負(fù)也就取決于誰(shuí)擁有更先進(jìn)的無(wú)人飛機(jī)和軍事機(jī)器人,也就是取決于人工智能技術(shù),一場(chǎng)有關(guān)人工智能的軍備賽早已悄然打響。
“農(nóng)村地區(qū)的孩子,越來(lái)越難考上好學(xué)校。像我這種屬于中產(chǎn)階級(jí)家庭的孩子,衣食無(wú)憂,而且家長(zhǎng)也都是知識(shí)分子,而且還生在北京這種大城市,所以在教育資源上享受了得天獨(dú)厚的優(yōu)越條件。”2017年北京高考文科狀元熊軒昂的這一段話紅遍了網(wǎng)絡(luò),人們?cè)俅蜗破饘?duì)教育資源分配不均現(xiàn)實(shí)的討論。與此同時(shí),另一位高考網(wǎng)紅也出現(xiàn)了,沒(méi)有知識(shí)分子家長(zhǎng)和中產(chǎn)階級(jí)的家庭,也沒(méi)有享受北京的教育資源,卻和高考狀元們同場(chǎng)競(jìng)技并取得了134分的數(shù)學(xué)高分,這就是學(xué)霸君的智能教育機(jī)器人Aidam。
將人工智能應(yīng)用到機(jī)器人參加高考是為了什么,像AlphaGo一樣挑戰(zhàn)極限?學(xué)霸君的創(chuàng)始人兼CEO張凱磊表示:“很多人都搞錯(cuò)了,我們做機(jī)器人自動(dòng)解題,不是為了去挑戰(zhàn)人類做題的能力,這是沒(méi)有意義的,機(jī)器不可能自我覺(jué)醒地去發(fā)現(xiàn)一個(gè)新定理。” 他對(duì)智能教育機(jī)器人的期望是成為人類的助教,而且是可以針對(duì)每個(gè)學(xué)生的個(gè)性化助教。
超越“老中醫(yī)”
在初高中階段,一個(gè)優(yōu)秀的教師是怎么樣的呢?假設(shè)他在考試后批閱學(xué)生的卷子,除了卷子上題目的對(duì)錯(cuò),他還會(huì)回憶學(xué)生近期的表現(xiàn),分析學(xué)生為什么會(huì)錯(cuò),是知識(shí)點(diǎn)沒(méi)掌握,還是無(wú)法將題目的信息和已有的知識(shí)相聯(lián)系。優(yōu)秀的教師由此在腦海中對(duì)每個(gè)學(xué)生有一個(gè)整體的感覺(jué),知道如何因材施教,然而這種感知能力是要靠長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)積累的(而且并非人人都能達(dá)到),難以表述和傳授,只有靠少數(shù)極優(yōu)秀的老師進(jìn)行方法總結(jié),但代際傳承的效果并不好。
張凱磊認(rèn)為,教育資源的不足,本質(zhì)是優(yōu)秀教師數(shù)量的不足。如果能在降低教師負(fù)擔(dān)的同時(shí),將優(yōu)秀教師的能力“復(fù)制”給普通教師,同時(shí)“放大”這種能力,將大大緩解教育資源不足的問(wèn)題。
他將教師的工作和醫(yī)生進(jìn)行了類比。醫(yī)生的工作可以劃分為診斷和治療兩部分,對(duì)應(yīng)教師對(duì)學(xué)生的能力判斷和知識(shí)講解。目前的教育模式恰似傳統(tǒng)的中醫(yī),診斷同樣是要靠醫(yī)生 “望聞問(wèn)切”的個(gè)人水平,而且傳授不易。“沒(méi)有清晰的數(shù)字可讓人理解,也沒(méi)有可供分析的系統(tǒng)。”但現(xiàn)在醫(yī)院已經(jīng)靠數(shù)字化很大程度上解決了診斷的問(wèn)題,“未來(lái)教育也會(huì)變成一個(gè)有科學(xué)依據(jù),有信息數(shù)據(jù)做支撐,數(shù)字驅(qū)動(dòng)的領(lǐng)域,因?yàn)檫@樣的效率更高。”張凱磊說(shuō)。
相較人類教師,計(jì)算機(jī)的問(wèn)題在于機(jī)器的理解能力,要如何看懂題目。這也是學(xué)霸君利用人工智能在做的核心工作。智能機(jī)器人Aidam在考試中被扣掉的16分,全是在理解上出的問(wèn)題,當(dāng)然這也意味著人工智能已經(jīng)能看懂134分的題目了。想象這樣一個(gè)場(chǎng)景,學(xué)生做完作業(yè)和測(cè)試后,將結(jié)果傳輸給機(jī)器進(jìn)行判卷,除了判別對(duì)錯(cuò),還和以往的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì),通過(guò)算法發(fā)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)的薄弱點(diǎn),給出針對(duì)性訓(xùn)練的題目,并將學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)以可視化圖表的形式傳遞給教師。
這個(gè)場(chǎng)景已經(jīng)開(kāi)始實(shí)現(xiàn)。學(xué)霸君在安徽落地的合作學(xué)校中,數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)和生物使用了學(xué)霸君軟硬件服務(wù)的班級(jí),這幾門學(xué)科的成績(jī)都大幅提升。通過(guò)學(xué)霸君研發(fā)的數(shù)據(jù)采集筆,在不改變學(xué)生書(shū)寫習(xí)慣的情況下,將整個(gè)過(guò)程的數(shù)據(jù)全部采集,然后由機(jī)器進(jìn)行識(shí)別判卷。“目前批改作業(yè),機(jī)器批70%,正確率會(huì)在99%以上,機(jī)器判斷不了(主要是無(wú)法識(shí)別)的交給人工,未來(lái)會(huì)全部交給機(jī)器。”張凱磊說(shuō),每天僅批改作業(yè),教師就能節(jié)省接近2個(gè)小時(shí),而數(shù)據(jù)分析結(jié)果將通過(guò)云服務(wù)展示給教師,“作業(yè)數(shù)據(jù)和考試數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新,學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、掌握的知識(shí)點(diǎn)、學(xué)習(xí)態(tài)度,全部在表上清清楚楚”,學(xué)科主任、年級(jí)主任和校長(zhǎng)還可以看到學(xué)科、年級(jí)和全校層面的數(shù)據(jù)分析。
和時(shí)間做朋友
追根溯源,中國(guó)的教育源自于普魯士教學(xué)法,本質(zhì)是“在規(guī)定的時(shí)間,以規(guī)定的課時(shí)和標(biāo)準(zhǔn),學(xué)規(guī)定的內(nèi)容,最后考一次試”。在張凱磊看來(lái),這樣的教育模式就像工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)一樣,而未來(lái)的教育模式將是高度個(gè)性化、規(guī)模化和專業(yè)化的,“個(gè)性化是解決教育負(fù)擔(dān)過(guò)重和教育不公平的核心手段。”
這個(gè)發(fā)展可能會(huì)分為五個(gè)階段:
第一階段,進(jìn)行教育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)字化,并且可以進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。
第二階段,學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)被全面數(shù)據(jù)化,學(xué)校以數(shù)字化的形式對(duì)全校學(xué)科進(jìn)度進(jìn)行管理。
第三階段,教育實(shí)現(xiàn)中度的個(gè)性化,學(xué)生開(kāi)始按學(xué)習(xí)進(jìn)度分層教學(xué),出現(xiàn)小規(guī)模的教育集團(tuán)推動(dòng)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的進(jìn)一步發(fā)展。
第四階段,教育實(shí)現(xiàn)高度個(gè)性化,中度的規(guī)模化。出現(xiàn)少數(shù)的大型教育集團(tuán),“比如現(xiàn)在有7.6萬(wàn)所學(xué)校,未來(lái)2萬(wàn)所頭部的學(xué)校,是由100家教育集團(tuán)組成的。”一個(gè)校長(zhǎng)可能會(huì)管理十幾個(gè)校區(qū),體系內(nèi)高度信息化,體系外形成學(xué)科、教學(xué)理論的競(jìng)爭(zhēng)。
第五階段,教育高度個(gè)性化、規(guī)模化、專業(yè)化。不再有教布置作業(yè),學(xué)生使用系統(tǒng)進(jìn)行個(gè)性化的自我訓(xùn)練,并依據(jù)能力和學(xué)習(xí)效果,在兩個(gè)月或更短時(shí)間內(nèi)分為不同層次接受教學(xué)。由最頂級(jí)的教師,通過(guò)系統(tǒng)觀察學(xué)習(xí)數(shù)據(jù),對(duì)班級(jí)進(jìn)行針對(duì)性輔導(dǎo)。通過(guò)發(fā)達(dá)的視音頻及時(shí)通訊技術(shù),一名教師也許可以教學(xué)上萬(wàn)名學(xué)生。
“長(zhǎng)期來(lái)看,學(xué)霸君會(huì)成為一個(gè)教育運(yùn)營(yíng)公司。”張凱磊認(rèn)為,目前學(xué)霸君實(shí)施落地的學(xué)校中,有一兩所已經(jīng)達(dá)到了第二階段,而從技術(shù)上來(lái)說(shuō),學(xué)霸君即將達(dá)到第三階段。但這依舊“任重而道遠(yuǎn)”。以學(xué)霸君核心技術(shù)之一的手寫識(shí)別為例,“我們可能是國(guó)內(nèi)做得極好的了,但直到今天,還有17個(gè)主要的課題沒(méi)解決,比如說(shuō)離線環(huán)境下混合中英文公式的手寫識(shí)別,沒(méi)有任何突破性進(jìn)展;聯(lián)機(jī)環(huán)境下的中英文識(shí)別已經(jīng)做到了高精度,但還不到大規(guī)模商業(yè)化的程度。”除此之外,學(xué)霸君的技術(shù)圖譜中還有視覺(jué)自然、語(yǔ)言語(yǔ)義、中文符號(hào)識(shí)別、在線手寫數(shù)學(xué)公式、提名推薦、深度學(xué)習(xí),視音頻通訊等數(shù)十項(xiàng)技術(shù)的落地,“但好在我們已經(jīng)找到了模式,可以用海量的時(shí)間、數(shù)據(jù)來(lái)趟平它,然后讓用戶習(xí)慣和熟悉,帶來(lái)真正的價(jià)值。”
恐怕很少人能回答這個(gè)問(wèn)題,但是,用過(guò)“樂(lè)輔通輔導(dǎo)王”的學(xué)生都說(shuō),學(xué)數(shù)學(xué)離不開(kāi)“輔導(dǎo)王”。
在科技的時(shí)代,學(xué)生該如何有效地利用科技手段,來(lái)完成課外學(xué)習(xí)的高效,同時(shí)養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的好習(xí)慣呢?這是一個(gè)困擾無(wú)數(shù)家長(zhǎng)和學(xué)生的難題。
有一款智能輔導(dǎo)軟件,正好解決了這個(gè)難題。
且讓我們看看這款智能輔導(dǎo)軟件是如何來(lái)幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí)的:
讓我們以一道方程題為例:
首先,輸入一個(gè)方程:
系統(tǒng)很快就會(huì)解答出來(lái),點(diǎn)擊【逐步提示】,首先提示您“如果按解分式方程的一般步驟轉(zhuǎn)化為整式方程,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高次方程,不易求解,請(qǐng)仔細(xì)觀察題目,你能發(fā)現(xiàn)什么特點(diǎn)?”
學(xué)生看完之后就會(huì)動(dòng)腦子認(rèn)真想一想,如果看了之后仍不會(huì)做,可以點(diǎn)擊【下一步】:
“觀察發(fā)現(xiàn)此方程中含有相同的因式x2+2x,如何利用這個(gè)特點(diǎn)呢?”
接下來(lái)系統(tǒng)會(huì)提示您如何用換元法解出這道題,最后系統(tǒng)還會(huì)提醒您“解分式方程不要忘記驗(yàn)根”。
這樣的提示方式,是不是相當(dāng)于一位好教師在旁邊點(diǎn)撥呢?同樣的,如果選用幾何題,電腦會(huì)有同樣的指導(dǎo)和點(diǎn)撥。如果家長(zhǎng)想檢查一下孩子做的對(duì)不對(duì),可以輸入自己的監(jiān)護(hù)密碼,點(diǎn)擊“詳細(xì)解答”,就能看到完整的解題過(guò)程,另外還有解后反思、舉一反三等內(nèi)容,讓學(xué)生做一道題學(xué)會(huì)做一類題。
這樣的科技成果,來(lái)自于一位“商人”,但支撐他的團(tuán)隊(duì),卻是擁有200多名專家、學(xué)者和一線教師的智慧群體。這個(gè)“商人”便是張彥華。而他和他的團(tuán)隊(duì)研發(fā)的自主學(xué)習(xí)的科技產(chǎn)品,就是“樂(lè)輔通輔導(dǎo)王”。
“商人”如何與教育結(jié)緣?“商人”的科技創(chuàng)新又如何如此前衛(wèi)?其“智能”究竟在何處?如何幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí),同時(shí)助推區(qū)域教育的公平發(fā)展?讓我們走近張彥華,與他共同解讀“智能”學(xué)習(xí)。
記者:在此之前,您是一名成功的商人,怎么會(huì)選擇跟教育有關(guān)的科技工作?
張彥華:舒適安逸的生活不是我追求的全部。我一直很想做一番事業(yè),所以1995年的時(shí)候,我放棄了“鐵飯碗”,選擇了“下海”,摸索出了一條屬于自己的路。這些年,我先后創(chuàng)立了3家技術(shù)性公司,曾經(jīng)也遇到過(guò)很多挫折和困難,但我都堅(jiān)持了下來(lái),有了一定的原始積累。
直到2001年前后,我開(kāi)始正式從事數(shù)字教育領(lǐng)域的技術(shù)開(kāi)發(fā)工作。那時(shí)候,我發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的家教方式對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題,一般只重視給出答案,這無(wú)意間養(yǎng)成了學(xué)生的惰性和依賴心理,沒(méi)有培養(yǎng)出他們獨(dú)立思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
那時(shí)候,我也發(fā)現(xiàn)身邊許多朋友在教育孩子方面方法缺失,無(wú)法引導(dǎo)孩子養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,以至于耽誤了孩子的發(fā)展——這不僅影響一個(gè)家庭的幸福,更可能耽誤未來(lái)的民族發(fā)展。于是,我想:若能有個(gè)網(wǎng)上家教,及時(shí)輔導(dǎo)學(xué)生的課程該多好!那時(shí)我隱約預(yù)感到,信息化、智能化在未來(lái)一定能在某種程度上可以替代人工。
記者:所以,您選擇了研發(fā)“樂(lè)輔通輔導(dǎo)王”?
張彥華:是的。實(shí)事求是地講,信息化時(shí)代早已來(lái)到我們身邊。信息技術(shù)與教育的接軌是一個(gè)必然趨勢(shì),我們有幸最先開(kāi)始做嘗試。
我們的“樂(lè)輔通輔導(dǎo)王”,同其它的遠(yuǎn)程教學(xué),還是有很大不同的。遠(yuǎn)程教學(xué)主要是教學(xué)再現(xiàn),就是把優(yōu)秀教師的講課錄像放在網(wǎng)上,即使給孩子解答問(wèn)題,也只是給出一個(gè)解答結(jié)果,而且解答時(shí)間一般承諾24小時(shí)內(nèi)。而“樂(lè)輔通輔導(dǎo)王”是采用獨(dú)特的人工智能技術(shù),模擬優(yōu)秀教師的思維自動(dòng)解答課標(biāo)范圍內(nèi)的任何數(shù)學(xué)問(wèn)題,并給出解題思路,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題的能力,是學(xué)生自主學(xué)習(xí)的好工具。它可以24小時(shí)隨時(shí)快速為學(xué)生答疑解惑,就像一個(gè)“貼身家教”。
對(duì)于學(xué)生不會(huì)的問(wèn)題,“樂(lè)輔通輔導(dǎo)王”不是簡(jiǎn)單地把答案告訴學(xué)生,而是通過(guò)【逐步提示】、【解后反思】、【鞏固練習(xí)】和【相關(guān)知識(shí)點(diǎn)】等最具輔導(dǎo)功能的方式一步步引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題,并學(xué)會(huì)舉一反三,觸類旁通。要想看到【詳細(xì)解答】,必須要家長(zhǎng)輸入一個(gè)監(jiān)護(hù)密碼,以避免孩子不動(dòng)腦筋直接抄襲答案。
記者:果然具有名師的智慧。現(xiàn)在在市場(chǎng)上使用效果如何?
張彥華:產(chǎn)品目前已開(kāi)始在全國(guó)進(jìn)行推廣,得到了廣大老師、家長(zhǎng)和學(xué)生的高度關(guān)注及贊賞。產(chǎn)品之前在西安鐵一中和70中試用時(shí),家長(zhǎng)和老師紛紛表示:產(chǎn)品的智能化程度之高,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了他們的想象。哥倫比亞副總統(tǒng)桑托斯一行在西安高新區(qū)訪問(wèn)時(shí),看到這個(gè)產(chǎn)品演示后,感慨地說(shuō):“我們那里有許多山區(qū)和農(nóng)村,如果有了這個(gè)軟件,孩子們的教育將會(huì)得到很大的改善和提高,希望哥倫比亞的孩子能早日用上‘樂(lè)輔通輔導(dǎo)王’。”
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