聯(lián)想智慧教育技術(shù)白皮書 2023

-2-第一章智慧教育技術(shù)的發(fā)展背景 3 3 6 9第二章聯(lián)想智慧教育的關(guān)鍵技術(shù) 11 12 17 22 28 35 40 46第三章聯(lián)想智慧教育技術(shù)方案與應(yīng)用實(shí)踐 52 523.2虛實(shí)融合遠(yuǎn)程課堂方案 56 61 63 66 69 72 75 78 81 83 84第一章智慧教育技術(shù)的發(fā)展背景1.1政策背景在深化，從基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能教室到智慧課堂，教育的互動(dòng)和溝通的能力不斷增強(qiáng)，提高了教育的合-4-雖然與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的教育信息化相對(duì)較晚，但從2012個(gè)主要任務(wù)：完成“三通工程”建設(shè)、實(shí)現(xiàn)公共教學(xué)的融合發(fā)展、深入推進(jìn)管理信息化以及緊密結(jié)合國(guó)家戰(zhàn)略需求，-5-體系；開(kāi)發(fā)智能教育助理，建立智能、快速、全面的教育分析系共享機(jī)制等方面，提出了從信息化角度推進(jìn)教育現(xiàn)代化的發(fā)展思了《InternationalExperienceswith1.2科技助力實(shí)現(xiàn)高效公平優(yōu)質(zhì)的教育教學(xué)-7-聯(lián)想公益基金會(huì)在推動(dòng)科技助力實(shí)現(xiàn)高效公平優(yōu)質(zhì)的教育教學(xué)同時(shí)，聯(lián)想積極開(kāi)展針對(duì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)學(xué)校、學(xué)生的志愿服務(wù)活動(dòng)，1.3科技讓“因材施教”成為可能傳統(tǒng)教育在課堂上教師無(wú)論用什么教學(xué)方法都只能適應(yīng)一部分學(xué)生的學(xué)習(xí)，班級(jí)授課制中主要以授課為主，學(xué)生的孩子可以反復(fù)觀看學(xué)習(xí)。XR等虛實(shí)融合新技術(shù)將引發(fā)學(xué)生互動(dòng)學(xué)習(xí)性、主動(dòng)性、個(gè)性化學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新學(xué)習(xí)意識(shí)與第二章聯(lián)想智慧教育的關(guān)鍵技術(shù)2.1課堂協(xié)同互動(dòng)圖發(fā)送、課堂測(cè)試等教學(xué)必備功能，實(shí)現(xiàn)教師和學(xué)生間零距離交流，包是非常常見(jiàn)的問(wèn)題。為減輕物理層丟包引起傳輸層的處理延遲，WLAN在物理層設(shè)計(jì)了重傳和確認(rèn)機(jī)制，從而保證了數(shù)據(jù)的及時(shí)并可如何實(shí)現(xiàn)在低性能設(shè)備上多用戶（50-60）使用時(shí)，同時(shí)達(dá)到高（載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突避免）機(jī)制，容易受到其它無(wú)線同頻設(shè)備技術(shù)。在多種屏幕內(nèi)容場(chǎng)景中平均能節(jié)省60%的碼率，其中的幀內(nèi)塊石。當(dāng)前AV1是一個(gè)開(kāi)源友好的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，并且已經(jīng)內(nèi)置于2.2虛實(shí)融合教學(xué)點(diǎn)在于如何在不給教師和學(xué)生穿戴或綁定額外設(shè)備的前提下在教學(xué)全息講臺(tái)教學(xué)和全息講桌教學(xué)引入全息投影膜和佩珀?duì)柣孟蟮瘸F(xiàn)實(shí)空間是后疫情時(shí)代線上線下混合學(xué)習(xí)/辦公模式新常態(tài)下體驗(yàn)升級(jí)的終極目標(biāo)。從設(shè)備形態(tài)來(lái)看，超現(xiàn)實(shí)空間計(jì)算會(huì)包括3D2.3超清課堂直播方的有效性和體驗(yàn)，音頻傳輸?shù)膯蜗蜓舆t必須小于400ms。然而而業(yè)界有些的開(kāi)源實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目都是基于特定的硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)自身平臺(tái)的成功入圍國(guó)際“教育界的奧斯卡”大獎(jiǎng)——“重構(gòu)教育獎(jiǎng)”2.4教育文檔識(shí)別展,文字識(shí)別技術(shù)得到了突破性的進(jìn)展，其性能和效率都得到了極大本檢測(cè),優(yōu)勢(shì)是不依賴于文本布局格式，支持復(fù)雜布局和復(fù)雜背景，不依賴人工設(shè)置參數(shù);但基于深度學(xué)習(xí)模型場(chǎng)景遷移能力差，不能支二階段依托深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，將編碼-解碼框架引入公式識(shí)別，而其中基于多任務(wù)的文本檢測(cè)模型使用基于語(yǔ)義分割的方法首先通過(guò)面向教育文檔的文字識(shí)別技術(shù)，在2020年國(guó)際模式識(shí)別大會(huì)2.5板書手寫識(shí)別體的不規(guī)范性和各異性又大大增加了識(shí)別難度，如英文中之前大多聯(lián)機(jī)手寫文字和公式識(shí)別方法都是采用分割或是基于表2.5-1在ICDAR2013競(jìng)賽數(shù)據(jù)集上與現(xiàn)有方法對(duì)比GLRNet可以通過(guò)在手寫文字和手寫公式上不同數(shù)據(jù)集的訓(xùn)練，均達(dá)AR編輯距離(%)DenseMSA[9]SRD[10]ours育領(lǐng)域仍然存在沒(méi)有得到很好解決隨意書寫多種元素識(shí)別率不高問(wèn)建立聯(lián)機(jī)識(shí)別整體處理的pipeline，實(shí)現(xiàn)從續(xù)寫元素分類，分塊識(shí)2.6知識(shí)森林導(dǎo)學(xué)一類方法采用“單課程+評(píng)估”的迭代策略，另導(dǎo)學(xué)”解決方案。該方案由三個(gè)核心引擎組成:知源標(biāo)簽化引擎和學(xué)習(xí)個(gè)性化引擎。針對(duì)“異/體系覆蓋率、知識(shí)關(guān)系數(shù)量方面均得到了提升,達(dá)到了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平試，該數(shù)據(jù)集包括百萬(wàn)級(jí)多標(biāo)簽試題數(shù)據(jù)，標(biāo)簽規(guī)模約2000+。結(jié)HiAGM[14]HiMatch[15]oursDCMQG[16]Guidingthegrowthig[17]oneStopQAMakers[18]2.7教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)“老師板書很清晰，但作業(yè)批改很不及時(shí)，不過(guò)整體教得挺好的，具體來(lái)說(shuō)，建議增強(qiáng)組件通過(guò)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)捕捉文本的字符級(jí)特征，詞信息增強(qiáng)組件和句法上下文增強(qiáng)組件通過(guò)字-詞交互圖幫助字符捕課堂的可視化分析結(jié)果反饋到當(dāng)前教室的教師輔助教學(xué)與分析的屏第三章聯(lián)想智慧教育技術(shù)方案與應(yīng)用實(shí)踐3.1備授課軟硬件一體化方案教師使用聯(lián)想備授課軟件在辦公室或家完成上課所需的內(nèi)容準(zhǔn)3.2虛實(shí)融合遠(yuǎn)程課堂方案虛實(shí)融合的遠(yuǎn)程課堂可分為本地的全息講臺(tái)教學(xué)和在線的遠(yuǎn)程擬物理空間教師人體與投影幕顯示的數(shù)字空間內(nèi)容畫面對(duì)應(yīng)融合到一終呈現(xiàn)在學(xué)生端的全息投影幕上，提升學(xué)生上課的空遠(yuǎn)程擬真教學(xué)構(gòu)建系統(tǒng)級(jí)服務(wù)，并兼容已有的教學(xué)工具與軟件。3.3沉浸式實(shí)驗(yàn)課堂方案沉浸式實(shí)驗(yàn)課堂全息講桌教學(xué)基于佩珀?duì)柣孟蟪尸F(xiàn)具有空間縱發(fā)學(xué)生探索知識(shí)的欲望，也滿足老師對(duì)某些知識(shí)點(diǎn)的3.4智慧閱卷方案聯(lián)想聚焦千萬(wàn)教師日常擔(dān)負(fù)大量試卷批閱工作下的迫切減負(fù)需聯(lián)想人工智能閱卷系統(tǒng)將人工智能技術(shù)應(yīng)用于面向通用紙筆考原始試卷留痕，無(wú)需制作題卡:支持教師無(wú)約束手寫批注的檢測(cè)驗(yàn)。算法支持后臺(tái)智能文檔校正，使閱卷過(guò)程更智能3.5人工智能教育方案教師及學(xué)生可使用人工智能教學(xué)平臺(tái)根據(jù)需求實(shí)現(xiàn)包括適用于青少年心里發(fā)展路徑為指導(dǎo)，研發(fā)了工智能實(shí)驗(yàn)室的完整課程體系，3.6虛擬助教方案成、知識(shí)森林導(dǎo)學(xué)、內(nèi)容理解等，打造了基于虛擬人的作業(yè)、授課、當(dāng)前教育領(lǐng)域面臨的主要問(wèn)題集中體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面工業(yè)社會(huì)時(shí)代大規(guī)模無(wú)差別的集中式教育培養(yǎng)模式難以適應(yīng)當(dāng)今信3.7數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)評(píng)價(jià)整，最后根據(jù)評(píng)價(jià)可信得分、自適應(yīng)調(diào)整的指標(biāo)權(quán)重3.8區(qū)