class: center, middle, inverse, title-slide .title[ # 教育科技 ] .subtitle[ ## 教育社会学——第9讲 ] .author[ ### 李代 ] .institute[ ### 中国政法大学社会学院 ] .date[ ### 2024-10-29 ] --- class: center, middle, inverse <!-- background-image: url("images/cool.png") --> # 教育科技 ## 论题：教育技术 vs 真人互动 ## 远程教育 ## 人工智能 --- # 论题：教育技术 vs 真人互动 ## 辩论规则 分为正反两方，各由3人组成。 1. 开篇立论（5+5分钟） + 正方一辩陈词5分钟 + 反方一辩陈词5分钟 1. 自由辩论阶段（15+15分钟） + 由反方先发言，正反方轮流发言，不可打断对方发言，同一方不可连续发言。 + 每方计时15分钟，一方说完立即开始给另一方计时，无人起立回答的空白时间也计入累计时间。 + 一方时间用尽后，另一方可选择连续发言直至时间用完，也可选择放弃剩余时间。 1. 总结陈词（5+5分钟） + 反方三辩总结陈词，5分钟 + 正方三辩总结陈词，5分钟 --- # 论题：教育技术 vs 真人互动 ## 辩题 ### 正方：教师真人线下授课教学更好 正方辩手：宋宇希 & 崔田田 ### 反方：在线教学或教育产品教学更好 反方辩手：张玉贞 & 吴朵拉 --- # 论题：教育技术 vs 真人互动 ## 讨论 --- class: center, middle, inverse <!-- background-image: url("images/cool.png") --> # 远程教育 --- # 远程教育 ## EdTech [A Record Year Amid a Pandemic: US Edtech Raises $2.2 Billion in 2020](https://www.edsurge.com/news/2021-01-13-a-record-year-amid-a-pandemic-us-edtech-raises-2-2-billion-in-2020) Seven of the 10 largest investments went to U.S. edtech companies selling their services directly to consumers. The biggest deal, at $150 million, went to Roblox, primarily a consumer online gaming platform for kids but which has a growing educational component with resources that teach kids to code and design their own games. Roblox is followed by Coursera and CampusLogic, which respectively offer online courses and financial management tools to colleges and universities. Handshake, which connects college students with employers, rounds out the trio of edtech companies on the list that sell to educational institutions (all in higher education). --- # 远程教育 ## 远程教育 德雷福斯在《论互联网》中有一段话描述了人类在远程教育方面的努力。1922年，爱迪生预言电影的发明将革命般地改变教育体系，几年后教科书将完全被电影替代。1945年，克利夫兰公立学校广播站主任莱文森提出，将来在每一个教室里面收音机就和黑板一样普及。40年后，心理学家斯金纳提出，依靠“学习机”和预先编制好的程序，学生学习将事半功倍。 可惜直到2020年之前，这一情境好像还未实现。远程教育仍不能替代师生在场的线下教育。直到疫情打破了这一局面。 --- # 远程教育 ## 双师大班直播 双师大班直播教学模式最早于2013年出现，并于2017年以后开始迅速升温，成为在线大班教学的主流模式之一 。2018年，《中国青年报》发表报道《这块屏幕可能会改变命运》 ，介绍成都七中开展双师大班直播带动教育资源落后地区的成功经验，取得较大社会反响。这也印证了双师大班直播教学在推动教学变革、促进学生成长等方面的价值和作用。 据媒体报道，2016年到2018年间，有7.2万学生受益于成都七中双师大班直播教学，其中“88人考上了清北，大多数成功考取了本科”。 --- # 远程教育 ## 双师大班直播 2020年春季新冠疫情期间各大教育企业响应国家“停课不停学”号召、推出免费大班直播课程。 5月10日央视财经节目中，猿辅导宣称，1-3月提供了超过5万分钟的免费直播课程，吸引了2700万学生在线听课。据《人民日报》报道，作业帮直播课疫情期间的免费课程报名量超过3100万。据《21世纪经济报道》称，跟谁学在疫情期间的免费课吸引了1500万学生报名。由此可知，各大教育企业发挥在线大班直播的经济优质的特点，响应国家“停课不停学”的号召，在疫情期间发挥了重大的作用，为保障学生的受教育权利提供了支持。 --- # 远程教育 ## 背景 反观世界各国，受疫情影响学校停课，学生却未必有相应的条件进行在线学习。例如，美国受疫情影响停课期间，大量学生由于缺乏网络接入的能力，只能在停车场进行学习、参加考试 ；有些校区为了解决低收入家庭没有无线网的问题，派校车停在社区，用车载路由器提供无线网络 。在这样的硬件条件下要想组织在线大班直播，难度也可想而知。 --- # 远程教育 ## 背景 联合国早在2001年就建立了信息通讯技术特别小组（ICT Task Force），用以支持包括教育在内的人类发展目标，2003年就开始提倡电子校园的建设等。联合国教科文组织（UNESCO）也为决策者提供了信息化政策的工具箱、为教师提供了培训信息化技能的框架，从而推动世界各国教育信息化的发展。欧盟国家31国教育部联合成立欧洲特殊与包容教育局（European agency for special needs and inclusive education），用以推动成员国的教育公平进步，信息通讯技术被认为是实现这一目标最重要的工具之一。 --- # 远程教育 ## 模式 双师大班直播，指的是主讲老师通过网络直播的形式进行授课、学生班额较大、直播以外再配老师进行辅助教学的教育模式。 这一模式将正常教学过程中授课、学习、答疑三个环节拆分开来，形成了“三位一体”的教学模式。这一模式一方面满足了学生和家长的部分需求，另一方面充分利用了信息通讯技术的优势，降低了组织教学的成本，因此价格偏低。 --- # 远程教育 ## 模式 <img src="image/trinity.png" width="80%" /> --- # 远程教育 ## 模式 <img src="image/yfd-1.jpg" width="80%" /> <img src="image/yfd-3.png" width="80%" /> --- # 远程教育 ## 模式 <img src="image/yfd-2.jpg" width="80%" /> --- # 远程教育 ## 模式 <img src="image/yfd-4.png" width="80%" /> --- # 远程教育 ## 模式 <img src="image/yfd-5.png" width="80%" /> --- # 远程教育 ## 特点 大班直播教育产品宣称，几千人同时上课分摊师资成本，意味着企业能够高薪聘请最优秀的师资进行授课，给学生带来最好的教学内容。例如，跟谁学旗下的高途课堂宣称将目标定为主讲教师年薪平均达到200万的水平，从而吸引各大培训机构和公立名校的优秀教师。 --- # 远程教育 ## 特点 主讲老师势必没有精力为学生提供个性化的教学内容，也无暇解答学生在学习过程中产生的疑问。 把几千个学生分为30-50人的小班，每个小班配备一名辅导老师，进行课堂秩序管理、课下答疑解惑的工作。主讲老师搭配辅导老师，也就是“双师”教学模式的由来。一方面是为了便于分配辅导老师进行管理与服务，另一方面也是为了模仿班级学习的氛围，调动学生参与的积极性。 辅导老师还一定程度上承担了一对一答疑辅导的职务。 --- # 远程教育 ## 课程结构 <img src="image/yfd-6.png" width="60%" /> 学生在进行课外培训时偏重数学兼顾其他主科，低年级用户需求较大。这些都影响到在线教学课程设计的侧重方向。 --- # 远程教育 ## 后话 “双减”实行之后，在线教学是首当其冲，还是最后堡垒？ 首当其冲：可见性最强，经济效益最好，枪打出头鸟。 最后堡垒：线上教学归谁管？怎么管？ VIPkid等涉外平台：全面停止外教直播课程。 高途课堂：全面暂停小学与初中的学科课程直播。 学而思网校、猿辅导：调整授课时间（不晚于21点、不在休息日）。 --- class: center, middle, inverse <!-- background-image: url("images/cool.png") --> # 人工智能 --- # 人工智能 ## “人工智能” 人工智能的概念诞生于1956年在美国召开的达特茅斯会议，其定义为：让机器的行为看起来像人所表现出的智能行为。 近年来兴起的“人工智能”，主要是利用统计学习模型处理大数据从而完成具体的任务。 例如：给算法一张图片，判断是小猫还是小狗？ 这不是人工智能的全部。 --- # 人工智能 ## 人工智能的应用 [Back to school: Top 15 AI-driven EdTech startups in 2021](https://xenoss.io/blog/ai-edtech-startups) A recent report commissioned to IDC by Microsoft has proved that US-based educators are interested and ready to adopt AI technologies. The results showed almost universal acceptance among educators that AI is important for their future—99.4% said AI would be instrumental to their institution’s competitiveness within the next three years, with 15% calling it a “game-changer.” Nearly all are trying to work with it too—92% said they had started to experiment with the technology. --- # 人工智能 ## Speech Recognition ELSA offers a mobile application that aims to help English learners speak English with confidence. The application includes an online pronunciation tutor that users can talk to and receive instant feedback on their pronunciation. [英语流利说](https://www.liulishuo.com/) 作为智能教育的倡行者，流利说拥有一支优秀的人工智能团队，经过多年积累，流利说已拥有巨型的“中国人英语语音数据库”，截止至2021年6月30日，已累积实现记录大约40亿分钟的对话和537亿句录音。在此基础上，公司自主研发了卓越的英语口语评测、写作打分引擎和深度自适应学习系统，致力于为用户提供一整套系统性的英语学习解决方案，从听、说、读、写多个维度提升用户的英语水平，并获得多项知识产权。 --- # 人工智能 ## 自适应 Memrise offers a language learning platform that also includes a mobile application and a website. The company’s specialty is combining memory techniques with engaging content to make learning a new language more fun. The application uses machine learning to personalize lessons based on what the user already knows. It then uses said information to help the user memorize new vocabulary, phrases, writing systems. Century-Tech offers a personalized learning platform. It utilizes AI, big data, and behavioral science to present the right level of learning material to the student at the right time, to fill gaps in the student’s knowledge, encourage mastery and increase memory function. --- # 人工智能 ## 自然语言 Cognii uses an exclusive NLP technology that delivers personalized feedback to engage students in an active learning process and improve their knowledge retention. Cognii’s solution is available through an API for all online learning platforms, including LMS (Learning Management System), MOOCs (Massive Online Open Course), and more. 学而思网校：自动给学生作文评分。 --- # 人工智能 ## 视觉识别 好未来智慧课堂：根据摄像头人脸识别，判断学生上课状态是否专注。 好未来中台：手写体数学公式识别，判断对错。 --- # 人工智能 ## 分类 参考“视觉求索”公众号上朱松纯教授的文章《浅谈人工智能：现状、任务、构架与统一｜正本清源》 1. 计算机视觉的工作主要是从图像、视频等数据源中提取特征，进而完成物体的检测、识别、描述等任务。 1. 自然语言处理关注人类自然语言与计算机之间进行通信的理论与方法，涉及很多具体研究方向。 1. 机器人学注重机械工程学、电子工程学、计算机科学等学科的跨学科研究，用于制造取代人力的自动化机器。 1. 机器学习是专注于方法论的领域，目标是让机器从数据中获得知识，进而自动完成解释、预测等任务。机器学习可分为有监督、无监督、半监督机器学习。 1. 认知与推理指人工智能感知外界及根据前提推出结论的过程。 1. 博弈与伦理主要研究与人工智能技术相关的伦理道德问题。 --- # 人工智能 ## 行为与生理数据 赵帅、黄晓婷，2019，依然在路上：教学人工智能的发展与局限，北京大学教育评论 分析教师和学生的课堂行为与生理数据： 波什等识别了课堂视频中教师的姿势变动（如行走），并发现这些姿势变动与学生的注意力关联紧密。巴马基和休斯利用软件构建了教师与虚拟学生的教学场景，并利用机器学习识别出教师在授课过程中的闭合姿势（如双手交叉放在胸前）。研究表明，闭合姿势对授课效果存在负面影响。 斯图尔特等用摄像头录制学生观看教学电影的过程，并从中提取学生的头部姿势、面部位置、上肢肢体语言等相关特征，之后利用支持向量机等模型预测学生是否走神。 --- # 人工智能 ## 个性化学习 题库构建主要应用于在线学习平台，是学生实现自适应练习的基础。刘琦等基于注意力机制、卷积神经网络、循环神经网络开发了MANN系统，用于从海量在线习题集中寻找相似习题供学生练习。 利用卷积、循环神经网络，沙普洛特等将认知诊断试题对应成特征向量，并据此自动识别题目测试的认知属性。 尤德森等利用隐式马尔可夫模型评估学生的学业表现时，在传统的仅依赖技能状态的模型中引入学生的个性化参数，提升了评估效果。 --- # 人工智能 ## 个性化学习 学习模型研究综合考虑题库构建、个性化建模等多种功能，目标是为学生提供全面的个性化学习服务，智能导学系统（ITS）是这一类研究的典型代表。 ITS是计算机辅助学习技术的一种，涉及感知科学、学习科学、计算语言学、人工智能等多门科学。有别于功能简单的一般性计算机辅助学习技术，ITS具有较高的适应性、互动性，能够推荐学习内容，评估学生的学习状态，实时提供反馈，让学生以自己的节奏学习知识。 --- # 人工智能 ## 预测模型 预测模型主要是基于学生在学习过程中的行为数据对学习表现进行预测，如是否有高辍学风险、是否能及格等，重点在于利用自然语言处理、机器学习技术实现精准预测。区别于学习模型对当下学习状态的判断，预测模型偏重于预判未来的学习表现，以提前发现学生可能存在的问题，可基于预测结果决定是否进行干预。 蒋卓轩等基于视频观看次数、测验提交次数等对学生是否能获得课程证书进行了预测。巴拉和库切利用观看视频时长累计占比、论坛发帖数量等对学生是否辍学进行了预测 怀斯和崔依将论坛发帖按是否与课程相关做了区分，并发现与课程相容相关的发帖数能显著预测学生成绩 克罗斯利等分析了论坛发帖的文本特征，如语义复杂度、内容连贯性等，并结合视频观看时长、作业提交次数等对学生是否能结课进行了预测 --- # 人工智能 ## 智能测评 机器命题和自动评分两个方面，重点应用的人工智能技术为自然语言处理、有监督机器学习。 命题专家首先以性能好的“母题”为基础，构建多层次的题目模型（含背景、内容、问题、辅助信息与选项等），并确定可以替换的部分；然后用计算机分析可替换部分的文本难度；最后从语料库中找到合适的内容进行替换，形成新题。这类新题和“母题”的相似度很高，难度也基本保持不变。 --- # 人工智能 ## 智能测评 自动评分针对的是传统考试中需由评分员进行打分的开放性问题，可大致分为语音评分、作文评分两种。 语音评分主要利用语音识别、有监督机器学习进行声波分析，如刘洋等抽取了Mel频率倒谱系数等多维声波特征，并利用人工神经网络在普通话水平测试中实现了自动评分。 作文评分主要依赖文本分析、有监督机器学习进行评分特征构建与分数评定。 --- # 人工智能 ## 问题 现代人工智能的基础是大数据。开发功能完善的教学人工智能离不开教师、学生的行为大数据。如今，虽能通过摄像头、智能手环、局域网等工具进行数据收集，但实际应用时因涉及隐私，同时缺乏明确、统一的数据保护措施，往往招致学生、家长的抵触。