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希沃在探索,ai与未来教育的共鸣时刻


一位青年老师如果想要成长,

找到“一对一”导师的机会有多大?


2022年,中国专任教师的数量是1880.36万人*,而教研员的数量仅13万*,“导师”成为青年教师成长道路上的“稀缺品”。


而无论是靠自己、还是靠导师,

都面临着一个共同的问题:

只能依靠回忆和经验进行教学反馈,

是否有效成长,总缺了一些“见证”。


“见证”从哪里来,则需要借助科技的力量。


2022年1月,希沃研发团队在公司产业园二楼最角落的会议室提了一个问题:

“能够助力老师成长的终端应该是什么样子?”


作为最早一批进入教育科技领域的企业,作为定义了交互智能平板的品牌,15年的积累与深耕,希沃认为自己有责任、也有义务、更有能力去做这个“吃螃蟹的人”。


2023年10月17日,希沃举行了一场名为“未来教育创新日”的线上发布会,首次呈现了自研的希沃教学大模型、希沃交互智能平板pro和希沃课堂智能反馈系统,老师们对于成长的期待,有了回应。



“课堂观察”的概念提出已久,行业内也进行了一些尝试,但大多是基于录播设备的外接摄像头进行课堂录制,而后给出一份简单的课堂报告,但这与希沃所提出的“课堂反馈”的想法相去甚远。


课堂反馈一词理解起来很简单:

“对于每一节课进行及时、精准、有效地反馈”。

而若要实现这句话,每个字都需要投入巨大的精力。


第一件事是终端上的改革。


希沃硬件团队一直在研究:什么样的终端,才能满足及时、精准、有效的课堂反馈需求?


“我们探索了n种方案,突破从零到一。”

负责将概念落地的希沃商用显示总经理黄柏林在描述研发经历时,如此说道。


课堂反馈功能对于音视频采集能力的要求非常高,这也是最基础的一个能力要求,希沃交互智能平板在硬件能力上一直属于行业内的佼佼者,但希沃认为,想要实现精准反馈,还需新的突破。


“我们投入百万研发费用,尝试了多种摄像头设计方案。早期方案都无法满足应用场景的需要,这部分投入可以说是带不来回报的,但过程中产研团队收获了宝贵的研发经验。”


一次次试错,希沃确定了三个问题的答案:摄像头的广度要达到多少才能把课堂拍全?摄像头的清晰度要达到多少才能捕捉到最后一排的学生?如何才能将最远距离的声音录清晰?


相比起单纯堆砌摄像头参数,希沃更在乎能否真实还原课堂。一般k12教室的长宽为9米*7米,但实际情况往往更复杂,有的教室宽度能达到8米,而第一排距离黑板还不足1.5米,一般的摄像头根本无法拍到两侧以及最后一排的学生。


既要看得全、还要看得清,摄像头的视场角至少要130°以上,且分辨率达到8k级,但市面上根本就没有这样的凯发k8娱乐的解决方案。为了不忽略课堂中的每一次精彩瞬间,希沃研发了行业首创的“3 1”ai摄像头组合*,其中3颗同光心摄像头,能够输出的8k级画面,覆盖131°的教室全景,专门用于课堂智能反馈;另外单颗超广角摄像头,满足日常应用。


希沃研发团队正在进行摄像头检查


声音是教学传递的主要载体,但课堂拾音一直都是个行业难题。教室内既有教学互动的声音,还有空调、风扇等环境噪音。为了主次分明地突出教学互动,希沃将内置麦克风升级为8阵列,同时引入了神经网络模型来训练回声消除、噪声抑制和自动增益算法,在声音采集上也做到了精准。


此外,为了清晰、准确地拾取到教室空间中师生互动的声音,往往需要布置多个麦克风。希沃还应用了多麦融合技术,让不同音源都能达到毫秒级同步,更真实地还原师生互动。


摄像头和拾音技术的突破,相当于赋予了机器“眼睛”和“耳朵”,但是想要做到反馈,还需要智慧的“大脑”。


智慧的“大脑”需要强大的算力,在接收各种数据信息后,第一时间作出响应和反馈。为了满足运算效率、安全性、稳定性三大要求,希沃选择让每一台交互智能平板都拥有一个专属“大脑”。


希沃将芯片内置到新一代交互智能平板,并将希沃自研大模型也预置其中。这意味着:每间安装了新一代机型的教室,就默认配备了一个专属教学大模型,这让课堂教学反馈变得常态化。



首次将ai算力芯片内置于机器中,并拥有行业首创3 1摄像头,一次又一次的试错和突破,希沃终于将拥有课堂反馈能力的全新交互智能平板带到了大家面前。


“可以预见的是,拥有课堂反馈能力的课堂教学终端,将会成为未来教室的基础设施,每一节都有反馈终将成为可能。”



2022年底,chatgpt横空出世,掀起ai技术发展热潮。2023年上半年,无数大模型争相推出,ai技术飞速发展。


此时的希沃已经走进了260万间教室,希沃白板的用户量达到了750万,积累的课件数量超过6亿*。希沃不仅见证过无数课堂,而且相关软硬件已经贯穿了课前、课中、课后教学全流程。在“厚积”之下,希沃迎来了“薄发”的机会。


教学大模型的研发开始了。


有了数据基础,并非意味着教学大模型的研究就可以一蹴而就。一开始的教学大模型就如同一片汪洋大海,里面什么知识都有,与它的对话通常“驴唇不对马嘴”,而在教学方面,它就如同一个初生儿。如何培养它成为一个有反馈能力的ai?需要从头开始学。以语文学科为例,希沃软件研发团队需要让其学习师范生的教材教学法、教学方法论的书籍、教师用书、新课标、老师的评课内容、老师的教案、课件、课本等等,仅一门学科大模型的训练,就花了三个月,教育专业理论知识的训练数据量,达到了300g。


泛读只是第一个阶段,更重要的还是精调。接下来,希沃寻找了不同的老师、教研员、专家等与教育教学相关的专业人士,对教学大模型给出的反馈进行选择与纠正,一步步让教学大模型变得更专业。这样的精调会一直进行下去,教学大模型的成长也会是持续性的、不断发展的。


希沃与校方针对希沃课堂智能反馈系统应用情况

进行共创研讨


搭载了教学大模型的课堂智能反馈系统解决了“每节课都有反馈”的难题,然而还有个问题摆在研发团队的面前,那就是:“老师们需要的课堂反馈究竟是怎么样的?”


在这个过程中,希沃软件研发团队把每一个用户都纳为“共同开发者”,因为他们认为:


“老师的认可,是我们最大的资本,只有不断倾听老师的意见,我们才能做出能够落地的产品。”


希沃研发团队进行入校调研


希沃研发人员发现,大量的数据报表对于一线老师来说,相对晦涩难懂。尤其对于从业1到3年的青年教师,更加需要直观的指导建议来优化自身的教学。


“体检报告”给了研发人员灵感,他们发现,部分体检报告会将重要结论前置,体检者只需看结论即可理解体检问题在哪里,十分符合课堂报告阅读逻辑。


于是,希沃课堂智能反馈系统所出具的课堂报告根据老师们关心的问答策略、课堂互动、课标落实三个维度,将结论前置,老师们打开报告,第一时间就能看到自己最关心的内容和反馈,也可通过对话的形式获得具体的优化建议。一个小小的细节优化,却能给老师们带来更加轻松的阅读体验,希沃软件研发团队觉得很值。


从希沃课堂智能反馈系统给出的课堂报告中,我们还能看到许多这样的细节。


由于音视频技术的突破,希沃将课堂中的师生对话全部进行了语音识别,并转写成文字,老师的提问也会被高亮显示,老师可以快速点击文字跳转到对应的视频片段进行播放。


同时,由于希沃课堂智能反馈系统和希沃白板打通,视频可以做到与希沃白板课件页一一对应,点击课件页,即可快速跳转到对应的视频片段,当老师想知道教学设计和教学实施间有多大差异,就能找到想要着重分析的点。


更精准的分析,使用起来却一点都不麻烦。无需安装复杂的设备,只需在日常使用的大屏上轻轻一点,一次完整的课堂反馈就在进行中了,下课后,十分钟就能收到报告。


“越有价值的技术,越不应该是复杂的、难以应用的,用户觉得好用的,才是有价值的科技。”负责过希沃白板研发,同时也负责了希沃课堂智能反馈系统研发的刘霄翔说。


希沃研发团队通过模拟真实上课测试课堂反馈功能



“希沃作为行业标杆企业,一直服务于教师、教室、教学,到底是为了什么?”

“最终还是为了师生的成长。”

黄柏林说。


为此,希沃想做两件事,一件是让学生爱上学习,第二件是让老师爱上教学。


一直以来,希沃致力于从教学环境、教学过程、教师成长、教育治理四个方面,促进数字化发展。


在教学过程方面,希沃软件涉足备课、教研、教学等环节,而希沃课堂智能反馈系统补齐了课中环节的数据反馈,至此,希沃打通了课前、课中、课后全流程,从课件制作开始、到课中反馈、到教研提升再到课件自动生成,教学足以形成一个不断优化的良性闭环,“下一节课更好”成为可能。



希沃交互智能平板pro和课堂智能反馈系统的面世只是第一步,未来,ai算力会变得更有效,计算效率会更高,而教学大模型也应该进入全学段,进入高校,从一间教室到n间教室,从学校到区域,从老师到学生再到管理者,不断延伸、发展,直至实现每个人的成长。


ai技术是一种趋势,教学大模型和课堂智能反馈系统是希沃探索的方向。如何能够实现技术在行业内的广泛应用?关键不在于技术本身,而在于对教育的理解,技术的发展与应用需要符合教育自身的实际和规律。这也是希沃为什么深深扎根教室、教师、教学,在无数次对话、调研、应用中,发现教育场景中的“真需求”,加深对于教育的理解。


从最初的目标出发,在时代的潮流下,希沃一直坚持,做一件困难但正确的事。


*教师与教研员数据来源:

http://www.moe.gov.cn/fbh/live/2023/55167/mtbd/202303/t20230324_1052473.html 

http://dzb.rmzxb.com//rmzxbpaper/pc/con/202309/27/content_50422.html

*“首创”是指国内教育行业首创

*数据来源于内部统计,统计时间截至2023年6月30日

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