中学教育智能设备产品设计思路探究

来源:用户上传      作者:李稷翔

　　摘要：教育智能设备产品指能够应用于教育和学习场景的专门或非专门的智能化硬件与软件，其能够与中学教育相配合，助力教育改革，优化教育资源配置。设计教育智能设备产品应当综合考虑教师、学生与家长的需求，注重探索使用者的成就感，保证教师在智能化教学的人机协同中处于主导地位。
　　关键词：中学教育;智能设备;产品设计;大数据
　　中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2021）24-0-03
　　智能化教育设备产品用于中学教育已非新鲜事，从“粉笔+黑板+书籍”到多媒体设备投影，再到近年来支持交互的智能电子产品的使用，教学用具经历了很大变革，大数据时代的到来更是为教学软硬件设备的进步和发展提供了更多的可能。大数据与人工智能算法的使用进一步优化了教育资源的配置效率，提升了教育公平的可能性，为教育改革带来了新机遇。
　　1 教育智能设备产品的优势
　　1.1 中学教育智能设备产品的内涵与外延
　　这里所说的中学，主要指中等教育中的全日制普通中学，包括全日制普通初中、完全中学、全日制普通高中，以该类学校的教育教学为主要面向的应用场景，主要针对该类场景探究智能化教育设备产品的设计思路。
　　教育智能设备产品，也称智能教学产品、智能化教育设备等，具体而言包括能够应用于教育和学习场景的专门或非专门的智能化硬件与软件，具有智能化、多终端、多平台、可协作、交互性强等特点。如在校学生使用的定制平板电脑及其内置的定制系统、针对学生特点设计的电话手表、多功能型的教师学生互联软件或专门性的搜题和记忆背诵的软件。从广义上来说，一切智能化的有利于提升教学与学习效率的软硬件都可以称为教育智能设备产品。
　　1.2 智能化教育适合与中学教育阶段配合
　　义务教育阶段的教学内容相对于本科或研究生教育呈现出知识体系相对固定、争议性观点少的特点，这样的知识体系更适合建立在智能化系统中。当下的智能软件有能力将输入的参数与其内置的知识体系进行对比，从而快速地作出判断，相对固定和争议性观点少的知识体系使面向中学阶段的智能教学产品几乎无须考虑变化，开发难度相对较低，所需的成本更少。如拍照搜题软件“猿题库”，其广告场景多是拍照搜索义务教育阶段的习题答案，而某些高等教育阶段的习题需要大量论证，且在若干年后仍有可能被推翻，若拍照搜索这些问题就略显滑稽。
　　在义务教育阶段，经过多年对素质教育的强调与对各类政策的落实，在教育资源有限的现实下，应试的重要性依然无法被否认。小学阶段的教育相较于中学阶段更加强调发散性思维，强调启发和引导，而非对知识体系的掌握，最典型的例子就是“上中学以后，课本上的小明、小红便消失了”，原因就在于中学阶段的作业习题更多强调知识本身，而不追求先行构建某些使学生具有代入感的场景。因此，在当下的智能化社会阶段，智能化教育体系和系统能够很好地适应应试氛围更浓厚的中学阶段。
　　1.3 智能化教育可以推进教育公平
　　对义务教育阶段课外辅导的限制一方面缓解了学生的学习压力，另一方面也推动了教育资源不均衡现状的固化。在各行各业使用智能化系统武装劳动个体、推动人机协同的当下，智能化教育系统能够有效缩小教师特长与能力间的差异。教师因人而异、因材施教的教学模式难以复制，但智能化系统具有可复制性，且出于普适的特点，复制成本低。复制主要须考虑智力成果知识产权方面的问题，即便是针对使用者的本地化需求，也已有成熟方案，如市面上的许多驾考软件，就能够针对用户所在地域推荐本地高频题库。智能化、多功能的教学系统能尽可能地弥补教师在文书、备课逻辑、教学进度掌握等方面的短板，缩小教师队伍在此类能力上的差异，从而给教师提供更大的发挥特长与自我提升的空间，在一定程度上使教育资源均衡化。
　　1.4 智能化教育可以增强教学中的交互性
　　相对于多媒体单纯地展示和播放教学素材，教育智能设备对于学生而言具有更强的交互性，其不仅能在空间上扩展课堂的范围，更可以在时间上延伸课堂的思考。智能化的教学模式允许W生在时间上不完全依附于教师，为学生因思维上的置后而产生的知识体系的困惑提供了现实的、可随时回溯的锚点，从而构建起适合学生的教学模式，相对于传统教具而言，更深层次地参与了学生的学习过程，也允许教师和家长参与学生的教育进程。
　　1.5 智能化教育可以增强教学的个性化设计
　　交互性的增强也将进一步增强教学的个性，与以往凭教师喜好而分配对学生的关注度不同，理想状态下，智能化的教学系统能够关注到每个学生的状态，包括但不限于课业完成状态，且可以为每个学生设计与分配不同的课业任务，并向操作系统的教师提示与反馈个别特殊学生的情况。一套完成了数据互联的系统还能在较长的时间里关注学生的行为和兴趣爱好，教师对学生的关注度也能够进行数据量化分析，像推荐“您可能感兴趣的视频”一样推荐“您可能/应当关注的学生”，教师在了解学生之前甚至可能被推荐到“您可能喜欢的学生”“您应当照顾的学生”“关系可能不好的一对学生”等。
　　1.6 智能化教育有助于建立更科学的教学评估机制
　　交互性的教学模式更具吸引力，且能覆盖更多学生，在增强学生参与感的同时，也能建立和完善教育评估机制。交互性的教学模式向教师端反馈了更多信息，传统模式下的教师精力有限，在备课与教学之外不可能去了解所有学生的想法，何况收集学生意见。而智能化教育系统能够将学生端的信息科学全面地反馈至教师和教育部门端，充分发挥互联网的信息化优势。
　　2 教育智能设备产品市场现状
　　2.1 硬件层面
　　现有的硬件类教育智能设备产品有功能较为全面的多功能型智能设备，如教学平板电脑、学生智能手表，也有功能专门化的设备，如翻译笔、电子单词卡（见表1）。前者的功能更为全面，旨在建立家校沟通平台，全面关注学生心理和生理状态、各门科目的成绩，及时交流，在疫情期间也能及时更新在线授课信息。后者主要辅助语言学习，与前者相比，专门化教育智能设备更为便携，形态各异，但联网属性较弱，且功能相对单一，仅以模式成熟的辅助英语学习为主，从智能笔到智能台灯，均标榜自身的英文翻译功能，只有少数设备具有拍照搜题、多屏书写协同等其他功能。

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