我校率先推出5G环境下人工智能+教师能力发展“超级课室”

5月18日，在我校教师教育学部4楼培训室，来自广州市天河区体育东路小学海明学校的张惠平老师与她的41名学生共同经历了一次特别的课堂体验：在5G环境下、基于VR、视线追踪、音视频处理技术等所有信息采集技术“云集”下完成了师生互动的教学过程。这次的课堂体验所以特别，不仅仅是置身于一个5G与人工智能并驾齐驱的智慧教育环境，更重要的是，在这间课室里，所有的技术手段辅助信息采集的重点并非在于关注学生在信息技术环境下学习行为的变化，而是聚焦于教师的教学行为观测，在多种信息渠道采集的数据基础上对教师的课堂教学能力进行测评，学生的学习活动和课堂互动行为作为教师教学行为的佐证，大大提升了以人工手段对教师课堂教学进行听课观课评课后对教师教学能力进行测评和诊断的效率和精准度。

这次尝试是我校教师教育学部率先响应5月16日在北京召开的首届国际人工智能与教育大会上教育部陈宝生部长所强调的“以人工智能助推教师专业发展”的积极探索。

为了能够更加精准地把握教师课堂教学的行为表现并基于教师教学行为对教师教学能力进行精准的诊断，教师教育学部所建构的“超级课室”最大特点是创设了一个5G环境下“全息”的信息采集渠道，不仅通过智能环境为教师把握学情进行教学诊断和精准教研提供有效支撑，更为以促进教师专业能力提升为目标的“教情”把握和诊断提供充足的数据信息。

为了建构“超级课室”并充分发挥其在教师专业发展中的测评、诊断和引导提升作用，教师教育学部和中讯邮电咨询设计院有限公司广东分公司（以下简称中讯院）经学校批准于2018年12月合作建立了“人工智能+教师能力发展联合实验室”，经过了5个月的研究、规划，率先推出了“超级课室”在教师专业发展的初步尝试。据了解，这在国内尚属将“5G+人工智能”用于教师专业发展的第一例。

在“超级课室”的建设中，我校和中讯院的合作实现了理论与技术“跨界融合、协同创新”的新合作。“超级课室”信息采集规划以教师教育学部组建的包括“天河部落”创始人张伟春等专家在内的项目团队研究提出的课堂教学观测工具为依据，以中讯院自主设计的人工智能评测系统为依托，根据观测需求集成了各类人工智能产品，实现了对教师课堂教学行为“全息画像”的技术需求。比如在依托传统智慧课堂使用的录播设备、电子白板的基础上，引入音视频处理及课程资源，采用8K超清摄像头360度全景拍摄课堂教学情况，全程记录分析教师和学生的微状态，首次将5G技术与虚拟现实技术、视线追踪技术、云存储技术、直播技术相融合，实现对课堂行为的全方位采集，基于5G场景下的VR教育可以开拓更多的应用场景；同时还利用视线追踪技术基于头部姿态估计算法，通过捕捉教师在课堂上的视线方向，实时或离线描绘教师课堂注意力热力图，分析教师课堂的注意力分布区域，侧面反映出教师在课堂中是否具有“倾向性”，把握教师课堂教学关注每一个学生的注意力资源的分配情况。“超级课室”还配备了类似微格教学升级版的观摩室，观课的专家们可以通过单向玻璃、全景录播屏幕实时观察、掌握、分析课堂上课情况。

研究团队深入分析了国外已有的课堂观察评估体系，根据中国国情，糅合自身的价值判断，研制了一套整合创新的课堂教学观测工具，从情感支持、课堂组织、教学支持、学生参与4个维度，共78个观测点，全方位、多角度、立体化地观察、评价教师课堂教育。课堂教学观测工具与人工智能技术深度融合，实现了人工智能+教师课堂评价的突破。基于人工智能对教学行为特征进行自动的数据聚合、特征分析、深度学习和建模模拟，对教师的课堂教学行为做出详细、准确地评测。课堂教学全过程的数据采集和动态分析，实现了教学决策数据化、评价反馈即时化、交流互动立体化、资源推送个性化。由智能机器评测模式代替传统录课听课评课模式，以智能评测和分析的结果为依据的课堂教学诊断报告尽可能地减少了主观因素的干扰，提高了课堂评测的客观性和精准性。

我校校长王恩科高度重视人工智能+教师能力发展深度融合项目的研究开发，于本月23号在北京期间专程前往北京中讯邮电咨询设计院总部调研，充分了解中讯设计院的技术实力，对联合实验室的建设提出了新的要求，为后续合作提供了方向。一同前往中讯院进行调研的还有教育部高等教育教学评估中心专业处处长盛敏、信息处副处长郭栋。

王恩科肯定了现有成果，并指出，随着教育信息化的发展，双方应该探索更多的合作空间。在推动人工智能与教师发展的合作探索中，要注意技术变革对教育领域带来的挑战和机遇，要注重教育理论的建设，探索新技术和教育的深度融合。此项目是以教师专业能力提升为目标，关注教师能力发展，是一个很好的发展方向，值得继续探索研究。

在国家大力推进人工智能助推教育发展的大背景下，我校与中讯院的联合推出的合作研究项目可谓是恰逢其时，充分展现了我校教师教育学部积极推动人工智能和教师教育深度融合，以人工智能＋推动教师能力发展的责任与担当。