發(fā)布時(shí)間:2023-10-11 15:54:35
序言:作為思想的載體和知識(shí)的探索者,寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù),我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇人工智能教育的培訓(xùn)機(jī)構(gòu),期待它們能激發(fā)您的靈感。
在大數(shù)據(jù)的“滋養(yǎng)”下,AI在越來越多的領(lǐng)域更懂人,讓擁有深度學(xué)習(xí)能力、不斷進(jìn)化的AI幫助人類探索學(xué)習(xí)規(guī)律、開拓認(rèn)知潛能,已成為人不被機(jī)器淘汰的必要之舉,根據(jù)教育部的規(guī)定,2018年秋季開學(xué)后,高中生們將要開設(shè)一門新課程:《人工智能》。
互聯(lián)網(wǎng)教育尤其是線上K12培優(yōu)項(xiàng)目一直是投資熱門,直播1對(duì)1模式風(fēng)口過后,教育圈內(nèi)最火的應(yīng)該是AI項(xiàng)目了。據(jù)億歐智庫的報(bào)告顯示,2017年人工智能教育融資額度達(dá)42.17億元,其中超80%屬于早期投資項(xiàng)目,這個(gè)賽道有望誕生多個(gè)獨(dú)角獸公司。
筆者發(fā)現(xiàn),當(dāng)前布局人工智能的在線教育大體分為三派:
教學(xué)或題庫測(cè)評(píng)類工具產(chǎn)品,比如作業(yè)盒子等;
培訓(xùn)機(jī)構(gòu)應(yīng)用AI技術(shù),比如好未來等;
人工智能教育引擎及平臺(tái)提供商,比如高木學(xué)習(xí)等。
現(xiàn)在擺在AI教育創(chuàng)投從業(yè)者面前的問題是:到底以技術(shù)實(shí)力論英雄的AI教育的泡沫有多大?真金不怕火煉的AI教育項(xiàng)目的核心能力在哪里?如何才能落地? 本文試做解讀。
一、為什么“自適應(yīng)”其實(shí)并非真正的AI?一位投資人朋友曾向我這樣說道:“既懂互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)又完全懂本行業(yè)的業(yè)務(wù)的管理型人才不超過十個(gè),這是在‘互聯(lián)網(wǎng)+’雙創(chuàng)浪潮中每個(gè)垂直行業(yè)頭部項(xiàng)目就幾家能玩轉(zhuǎn)的原因。”而認(rèn)知和技術(shù)門檻更高的“AI+”情況恐怕會(huì)更加不妙,甚至很多人把“自適應(yīng)”與“AI教育”劃等號(hào)。
自適應(yīng)學(xué)習(xí)(Adaptive Learning)的鼻祖是美國的Knewton公司,它通過評(píng)估不同學(xué)生對(duì)知識(shí)材料掌握度進(jìn)行個(gè)性化推薦,有點(diǎn)類似于今日頭條的興趣引擎。 Knewton在國內(nèi)的門徒眾多,目前大概有40多家項(xiàng)目宣布發(fā)力做“自適應(yīng)”,比如“乂學(xué)教育”(學(xué)練測(cè)自適應(yīng))、“學(xué)吧課堂”(題庫自適應(yīng))、“英語 流利說”(英語口語糾正)、“一起作業(yè)”(家長(zhǎng)、老師在線監(jiān)控)等等。
嘉御基金創(chuàng)始人衛(wèi)哲說過,“90%的人工智能項(xiàng)目都是偽AI”,鑒別的依據(jù)是看項(xiàng)目“算法速度”,如果是代數(shù)級(jí)而不是幾何級(jí)計(jì)算那就不是“真AI”,以此來考驗(yàn)自適應(yīng)項(xiàng)目,得到的結(jié)論未免讓人失望。
初級(jí)的自適應(yīng)項(xiàng)目是人工預(yù)設(shè)指令或編程規(guī)則推薦,高級(jí)的自適應(yīng)是基于知識(shí)圖譜推薦,即使是高級(jí)的自適應(yīng)項(xiàng)目由于沒有按照既定的教學(xué)大綱和教學(xué)目標(biāo)有 邏輯地展開,在具體知識(shí)學(xué)習(xí)之中并不系統(tǒng)。關(guān)鍵是很多自適應(yīng)項(xiàng)目采集的是各科最優(yōu)秀特級(jí)教師的能力,導(dǎo)致其算法本身是線性的、模擬人學(xué)習(xí)而已。
自適應(yīng)的技術(shù)原理就好比AlphaGo是應(yīng)用了人類最優(yōu)秀圍棋大師的能力而非是完全迥異機(jī)器深度學(xué)習(xí)和自演化模型;自動(dòng)駕駛AI應(yīng)用了某個(gè)人類零誤 差老司機(jī)的感知能力而非是基于全網(wǎng)海量交通大數(shù)據(jù)做運(yùn)算和決策;人工智能醫(yī)生是應(yīng)用了看X片最快最準(zhǔn)的醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)而非是海量數(shù)據(jù)庫訓(xùn)練;顯然按這樣的路徑 訓(xùn)練出的機(jī)器并非是真正的AI。
“真正擁有充分教學(xué)大數(shù)據(jù)及算法速度的‘AI教師’是能輕松超越擁有30年教齡特級(jí)教師的,并且可以突破人類的知識(shí)局限,對(duì)算法模型進(jìn)行自動(dòng)演化,找到人類從未嘗試過的策略?!备吣緦W(xué)習(xí)創(chuàng)始人劉瞻這樣描述AI教師。
劉瞻是帝國理工學(xué)院科班出身,早在2015年開啟AI教育創(chuàng)業(yè),他認(rèn)為判斷真?zhèn)蜛I教育項(xiàng)目具體有三個(gè)考察維度:
(1)自適應(yīng)是基于模擬優(yōu)秀老師的知識(shí)圖譜推薦知識(shí),而真正的AI教育機(jī)器人則是泡在“教學(xué)實(shí)踐大數(shù)據(jù)”中做深度學(xué)習(xí)。
(2)自適應(yīng)主要用作知識(shí)盲點(diǎn)的統(tǒng)計(jì),但無法分析出知識(shí)體系之間的本質(zhì)聯(lián)系,用AI更重要的任務(wù)是找到行為背后的原因,比如某學(xué)生表面上二次函數(shù)是 薄弱環(huán)節(jié),既有可能是其對(duì)二次函數(shù)的各細(xì)分知識(shí)點(diǎn)掌握不牢,也有可能是前置知識(shí)點(diǎn)一次函數(shù)、函數(shù)的思想理解不透徹,還有可能是方程求解的問題;甚至有可能 是抽象思維或計(jì)算能力的問題,AI會(huì)根據(jù)該學(xué)生數(shù)據(jù)和“知識(shí)路徑矩陣”,找到問題背后的原因從而匹配出最優(yōu)學(xué)習(xí)路徑。
(3)人類教師的情感因素能左右學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,AI教師也應(yīng)綜合考慮學(xué)生的自信心與成就感的培育與激發(fā),從而確保學(xué)生學(xué)習(xí)過程“知”、“情”、“意”的一體化。
二、AI教育的核心:幫助每個(gè)學(xué)生找到“元認(rèn)知能力”AI教育并不會(huì)改變“老師-學(xué)生”的二元結(jié)構(gòu),甚至人工智能教育還要在師生兩端徹底解決互聯(lián)網(wǎng)教育未完成的兩大難題:
如何幫助學(xué)生找到學(xué)習(xí)方法、提升學(xué)習(xí)效率?在中國一個(gè)普通中學(xué)生80%的學(xué)習(xí)時(shí)間是低效的。
如何幫助老師對(duì)學(xué)生更高效的“因材施教”?目前在我國師資資源依然整體短缺并且分布不均,1對(duì)1培優(yōu)成本高、小班普及率低等問題依然突出。
AI教育的優(yōu)勢(shì)在于通過數(shù)據(jù)化形式分析學(xué)生自己都不清楚的“癥結(jié)”,即所謂的“懂我更懂教好我”,同時(shí)AI還能幫助老師實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果的穩(wěn)定化和可控化。AI在充分收集和處理教與學(xué)兩端的大數(shù)據(jù)后,還得在具體教學(xué)場(chǎng)景之中個(gè)性化建模,最終實(shí)現(xiàn)“讓學(xué)生更會(huì)學(xué),讓老師更會(huì)教”,這是人工智能教育的目的。
陶行知先生說過,“教是為了不教”,教育本質(zhì)不是灌輸知識(shí),而是要啟發(fā)學(xué)生思考并讓學(xué)生掌握自主學(xué)習(xí)的能力。目前很多偽AI學(xué)習(xí)神器只能“授人以 魚”但并不能“授人以漁”,我國基礎(chǔ)教育歷來缺乏方法論課程,只有極少數(shù)有天賦的學(xué)生能自主制定適合自己的學(xué)習(xí)方案,而絕大多數(shù)天資處于平均線的學(xué)生在混 沌中摸索。如果從AI的視角來看,所謂“天賦”不過是少數(shù)幸運(yùn)兒自覺不自覺的分享了“元認(rèn)知能力”。
當(dāng)人主動(dòng)設(shè)定學(xué)習(xí)計(jì)劃、自我反饋、動(dòng)態(tài)調(diào)整學(xué)習(xí)策略時(shí),就接近了“元認(rèn)知”,在大數(shù)據(jù)時(shí)代,這種元認(rèn)知能力是能被定量化分析的,AI 教育可以為學(xué)習(xí)者提供關(guān)于反復(fù)激活元認(rèn)知能力的“訓(xùn)練法”。根據(jù)劉瞻的解讀,AI教育的“訓(xùn)練法”就好比給蹣跚學(xué)步的嬰兒安上矯正走姿的“學(xué)步車”,具體 應(yīng)用什么樣“訓(xùn)練模型”則是由AI根據(jù)大數(shù)據(jù)進(jìn)行場(chǎng)景化定制的,有可能是通向?qū)W習(xí)目標(biāo)所需要的“云梯”,有可能是“舟楫”,或者是“拐杖”等等,這些模型 能不斷調(diào)取和強(qiáng)化人的“元認(rèn)知能力”。
盡管市面上90%項(xiàng)目都是著眼于知識(shí)點(diǎn)和解題訓(xùn)練的自適應(yīng),真正AI教育項(xiàng)目比如高木學(xué)習(xí)的AI不僅包含自適應(yīng)的知識(shí)圖譜大數(shù)據(jù),而且還能不斷從學(xué) 生的行為數(shù)據(jù)中演化“知識(shí)路徑矩陣”即AI可根據(jù)學(xué)生對(duì)知識(shí)和能力體系的理解定制出個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑。與此同時(shí),AI讓學(xué)生在對(duì)知識(shí)的理解與記憶過程中不僅 訓(xùn)練知識(shí)掌握度,還不自覺地訓(xùn)練了元認(rèn)知能力,這套“個(gè)性化學(xué)習(xí)引擎”其實(shí)是在培養(yǎng)學(xué)生“忘掉所有知識(shí)后”剩下的元認(rèn)知能力,具有普適化的特點(diǎn)。
實(shí)際上,AI教育并不需要局限在某一學(xué)習(xí)階段、某一學(xué)科的知識(shí)體系,完全可以打造一個(gè)跨學(xué)科、跨門類、跨階段使用的“通用知識(shí)學(xué)習(xí)引擎”,也就是說,除了應(yīng)用在K12領(lǐng)域外,AI教育還可以應(yīng)用在高等教育階段,甚至在輔導(dǎo)大學(xué)生時(shí)比中小學(xué)生會(huì)更為輕松,無須綜合考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力因素等。
反過來講,如果市面上的人工智能教育項(xiàng)目只能用于某一單科或只能教K12,就不是基于大數(shù)據(jù)獲取和智能化引擎的“全才”和“通才”,基本可視為基于特定領(lǐng)域?qū)<铱偨Y(jié)的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則的“偽AI”。
三、為什么AI教育項(xiàng)目落地,to B模式比to C模式更容易跑通?當(dāng)前AI教育項(xiàng)目的商業(yè)化進(jìn)程走向大體分為兩大派:
一派是自建場(chǎng)景的顛覆派,試圖開發(fā)新的測(cè)試軟件以抓取學(xué)生的數(shù)據(jù),甚至引入一些把AR(增強(qiáng)現(xiàn)實(shí))、MR(混合現(xiàn)實(shí))等黑科技,其目標(biāo)是以“AI教師”完全取代真人老師教學(xué),屬于“人機(jī)對(duì)抗”模式,較為典型的是乂學(xué)教育的松鼠AI。
另一派是升級(jí)現(xiàn)行教育體系、不另創(chuàng)場(chǎng)景的改良派,屬于“人機(jī)共教”模式,較為典型的是高木學(xué)習(xí)的AI Tutor。
一般走人機(jī)對(duì)抗模式最終走的是to C模式;而“人機(jī)共教”走的是to B模式。鑒于我國當(dāng)前AI教育的應(yīng)用場(chǎng)景主要為教學(xué)機(jī)構(gòu)包括全日制學(xué)校與培訓(xùn)機(jī)構(gòu),而非一個(gè)個(gè)分散的學(xué)生;只有讓AI去輔助老師備課、上課,嵌入到學(xué)生作 業(yè)和訓(xùn)練,幫助學(xué)生提分和學(xué)校提升升學(xué)率,才能幫助AI更快落地并且找到盈利模式。
從“全日制學(xué)?!睉?yīng)用AI的實(shí)踐上看, AI能讓老師“心中有數(shù)(據(jù))”,提升教學(xué)的針對(duì)性,AI教師實(shí)際上相當(dāng)于真人老師的“智能助教”,可以減輕老師50%的工作負(fù)荷量,比如AI幫老師批改 作業(yè),把數(shù)據(jù)分析的可視化呈現(xiàn)出來幫助老師定制教研方案。因此,在市場(chǎng)推廣過程中,AI教育項(xiàng)目不需要擔(dān)心基層老師的接受阻力,能讓老師擺脫“汗水老師” 的局面也是基礎(chǔ)教育機(jī)構(gòu)所希望看到的。
由于全日制學(xué)校獲取的大數(shù)據(jù)比培訓(xùn)機(jī)構(gòu)更加海量、持續(xù)、高頻,因此高木學(xué)習(xí)更看重AI在全國全日制學(xué)校場(chǎng)景中的數(shù)據(jù)價(jià)值,積極在全國推行城市合伙人制度,并計(jì)劃與地方教育主管部門合作推出全國教師AI應(yīng)用能力培訓(xùn)公益活動(dòng)。
To B模式中另一大企業(yè)客戶就是體制外的培訓(xùn)機(jī)構(gòu),他們所面對(duì)的學(xué)生付費(fèi)意愿強(qiáng)、購買力相對(duì)旺盛,是AI教育項(xiàng)目獲得穩(wěn)健現(xiàn)金流的必爭(zhēng)之地,那么當(dāng)前培訓(xùn)機(jī)構(gòu)應(yīng)用AI教育項(xiàng)目開展“人工智能雙師班”的效果如何呢?
首先,AI教練能保持教學(xué)效果穩(wěn)定化輸出,解決原本老師教學(xué)效果不確定的弊端。
其次,AI 提升了老師的工作效率,突破了培訓(xùn)機(jī)構(gòu)因?yàn)槊麕熛∪鼻伊鲃?dòng)性大限制培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的規(guī)?;l(fā)展的瓶頸。
再次,比如高木學(xué)習(xí)的AI幫助學(xué)生發(fā)掘了“元認(rèn)知能力”增強(qiáng)學(xué)習(xí)信心、提分效果明顯,幫助合作培訓(xùn)機(jī)構(gòu)提升了續(xù)費(fèi)率,為招生帶來便捷。
2014年,栗浩洋再創(chuàng)業(yè),成立了深耕基于人工智能技術(shù)的智適應(yīng)學(xué)習(xí)的V學(xué)教育。數(shù)月之后即獲得由青松基金領(lǐng)投的高達(dá) 3100 萬人民幣的種子輪投資,融資額幾乎破了全球創(chuàng)業(yè)公司種子輪投資紀(jì)錄。這家被投資人追捧的教育公司,到底有什么特別之處?
人工智能無疑是當(dāng)下最火的科技概念。從BAT到創(chuàng)業(yè)公司,從傳統(tǒng)行業(yè)到資本市場(chǎng),無不對(duì)這一概念趨之若鶩。若是再結(jié)合醫(yī)療、教育等同樣熱門的領(lǐng)域,幾乎毫無疑問會(huì)備受關(guān)注。深耕基于人工智能技術(shù)的智適應(yīng)學(xué)習(xí)的V學(xué)教育,就是這樣一家從成立伊始就帶著“教育”與“人工智能”雙重基因的公司。
V學(xué)教育董事長(zhǎng)栗浩洋浸教育行業(yè)十幾年,是業(yè)內(nèi)知名的資深專家。而作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的“學(xué)霸”,他很早就對(duì)人工智能產(chǎn)生了濃厚的興趣。當(dāng)IBM的“深藍(lán)”贏了國際象棋大師,栗浩洋受到了很大的沖擊,他開始相信人工智能未來會(huì)顛覆世界。身為創(chuàng)業(yè)者,這樣的機(jī)遇不容錯(cuò)過。
學(xué)霸的煩惱
有句網(wǎng)絡(luò)上很流行的話說:“最可怕的是比你優(yōu)秀的人還比你努力?!狈旁诂F(xiàn)實(shí)生活中,栗浩洋就是個(gè)很形象的例子。
讀書時(shí)代的他像是開了掛:從小學(xué)習(xí)成績(jī)拔尖,9歲就成為計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)生寫游戲程序,初中就讀完了高中全課程,榮獲奧數(shù)一等獎(jiǎng),進(jìn)入上海交大天才試點(diǎn)班。升大學(xué)時(shí),北大、清華、上海交大、復(fù)旦等8所高校同時(shí)保送。分?jǐn)?shù)對(duì)他而言從來就不是問題。
但這并不代表他沒有缺點(diǎn)――中學(xué)時(shí)代,他有社交恐懼癥。大學(xué)選擇專業(yè)時(shí),為了向陌生的學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐請(qǐng)教,他端著盤子在食堂游走了5天,最終也沒敢開口。他是個(gè)不輕易認(rèn)輸?shù)娜耍宄刂雷约旱娜蹴?xiàng),然后加以訓(xùn)練。如今的栗浩洋思路清晰,語速極快,說起自己的項(xiàng)目來滔滔不絕。在各種論壇、演講、路演的場(chǎng)合,他甚至有不間斷發(fā)言6小時(shí)的紀(jì)錄。
栗浩洋曾做過名為“人是自己性格的雕刻家”的主題演講,詳細(xì)描述了自己克服性格缺陷的過程。他說:“我要像一個(gè)雕刻家一樣,把自己塑造成最完美的藝術(shù)品?!?/p>
這與V學(xué)教育的理念不謀而合。在栗浩洋看來,傳統(tǒng)的教育培訓(xùn)十分簡(jiǎn)單粗暴,把教科書上的知識(shí)點(diǎn)全部線性推進(jìn),學(xué)完這個(gè)知識(shí)點(diǎn)才能學(xué)下一個(gè)。但每個(gè)學(xué)生知識(shí)點(diǎn)的掌握情況都不盡相同,如果好學(xué)生把大量時(shí)間用于重復(fù)學(xué)習(xí)已經(jīng)掌握的知識(shí)點(diǎn),而成績(jī)較差的學(xué)生總在學(xué)習(xí)對(duì)他來說難度太大的知識(shí)點(diǎn),最終的結(jié)果只能是所有學(xué)生的學(xué)習(xí)效率都很低下。要迅速提高學(xué)生的成績(jī),應(yīng)該針對(duì)每個(gè)學(xué)生制訂獨(dú)一無二的學(xué)習(xí)方案,讓他們有針對(duì)性地補(bǔ)好短板。
過去,有針對(duì)性的一對(duì)一輔導(dǎo)只能依賴經(jīng)驗(yàn)豐富的老師,但這種輔導(dǎo)十分奢侈。“上海有300多個(gè)特級(jí)教師,最低的一小時(shí)的成本是1500塊錢,最好的前10名大概要8000塊錢一小時(shí),而且只能上幾百人的大課,根本不可能去一對(duì)一,哪怕你是土豪也支付不起這樣的費(fèi)用?!崩鹾蒲蠓治龅?。
而人工智能技術(shù)帶來了夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)的希望。將人工智能技術(shù)應(yīng)用于教育,自美國的Knewton公司始。為應(yīng)付GMAT、SAT等全球性考試,Knewton做了一個(gè)智適應(yīng)學(xué)習(xí)工具。該平臺(tái)將各類課程數(shù)字化,建立在線教學(xué)資源庫,為用戶“個(gè)性化”選題,從而提高應(yīng)試能力。
受此啟發(fā),栗浩洋看到了國內(nèi)基礎(chǔ)教育領(lǐng)域的機(jī)會(huì),促使他創(chuàng)辦了V學(xué)教育。就好比GPS和自動(dòng)導(dǎo)航未來會(huì)代替老司機(jī),V學(xué)教育也希望通過智適應(yīng)系統(tǒng)代替老教師,一對(duì)一地用智能系統(tǒng)給學(xué)生授課,讓每個(gè)孩子接受到最高級(jí)別和最高質(zhì)量的教育。
現(xiàn)有的教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu),不管模式怎么變,本質(zhì)上還是傳統(tǒng)教學(xué),非常依賴于老師。V學(xué)教育則是依賴于科技。栗浩洋打了個(gè)比方:“一個(gè)教育機(jī)構(gòu)聘請(qǐng)老師,就像聘請(qǐng)會(huì)武術(shù)的員工一樣,那么最高的水平就是練成武術(shù)高手。但我們不是通過武術(shù)解決問題,我們是通過武器,通過飛機(jī)、大炮、導(dǎo)彈和航空母艦來解決問題?!?/p>
量體裁衣式的教學(xué)
用人工智能技術(shù)幫助學(xué)生學(xué)習(xí),簡(jiǎn)單地解釋,就像阿爾法狗用智能體系模擬圍棋大師一樣。V學(xué)教育智適應(yīng)系統(tǒng)是用智能化的系統(tǒng)去模擬特級(jí)教師。對(duì)于特級(jí)教師來說,見到每一個(gè)學(xué)生,首先會(huì)快速摸底學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。然后根據(jù)這個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)、能力,以及學(xué)習(xí)習(xí)慣,采用不同的教學(xué)策略、教學(xué)方法和表達(dá)的語言,幫助這個(gè)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)。在學(xué)生學(xué)會(huì)或者沒學(xué)會(huì)的不同情況下,會(huì)調(diào)整自己的方法。
特級(jí)教師教學(xué)的這種能力,是基于其過去幾十年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和幾千個(gè)學(xué)生,幾萬幾十萬的題目,以及這些學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會(huì)和不會(huì)的反應(yīng)等大數(shù)據(jù),以及自己大腦的判斷。V學(xué)的解決方案其實(shí)就相當(dāng)于把近百位特級(jí)教師的經(jīng)驗(yàn)、智慧、大數(shù)據(jù)解決方案,放在智能大腦里面,然后用這個(gè)智能大腦去模擬教學(xué)過程。
V學(xué)的智適應(yīng)系統(tǒng),能夠?qū)⒚總€(gè)知識(shí)點(diǎn)拆分成“納米級(jí)”。所謂“納米級(jí)”,是指把一個(gè)知識(shí)點(diǎn)拆成最基礎(chǔ)的內(nèi)容,變成最簡(jiǎn)單的顆粒,然后針對(duì)每一個(gè)知識(shí)顆粒進(jìn)行專門的視頻講解、專項(xiàng)練習(xí)和專題測(cè)試。通過對(duì)學(xué)生進(jìn)行精準(zhǔn)的摸底測(cè)試,了解學(xué)生掌握了哪些知識(shí)點(diǎn),哪些沒有掌握,哪些掌握得非常牢固,哪些是略知一二。同時(shí),智適應(yīng)系統(tǒng)還能通過學(xué)生的反饋數(shù)據(jù),不斷地深度學(xué)習(xí),提升測(cè)試的準(zhǔn)確度。
栗浩洋舉例說:“在錯(cuò)題本這種粗淺智適應(yīng)的模式中,我們可能經(jīng)常會(huì)判斷一個(gè)學(xué)生說他是一個(gè)冠詞掌握得不太好,但這其實(shí)是一個(gè)非常籠統(tǒng)的判斷。冠詞又分定冠詞、不定冠詞和不用冠詞,那么這個(gè)學(xué)生可能是定冠詞13種當(dāng)中的第9種和第12種不會(huì),以及不定冠詞11種用法中的第7種和第10種不會(huì)?!?/p>
“一開始我覺得系統(tǒng)不靠譜,它給出的所有知識(shí)點(diǎn)我都掌握得很好,后來我一看里面的講解,沒想到被動(dòng)語態(tài)可以講得這么深,其實(shí)好多題并不是因?yàn)榇中淖鲥e(cuò)了,而是還沒有真正地理解?!边@是一位通過智適應(yīng)系統(tǒng)學(xué)習(xí)后的學(xué)生的真實(shí)反饋。一位風(fēng)險(xiǎn)投資人也曾親測(cè)V學(xué)智適應(yīng)系統(tǒng),他是美國哈佛商學(xué)院畢業(yè)的學(xué)霸,系統(tǒng)竟然檢測(cè)發(fā)現(xiàn)他有一個(gè)初二的數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)沒有掌握,他一開始不相信,后來一翻書,發(fā)現(xiàn)自己真的沒有掌握那個(gè)知識(shí)點(diǎn)。
根據(jù)學(xué)生的知識(shí)掌握情況和目標(biāo),智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)規(guī)劃最適合該學(xué)生的學(xué)習(xí)難度和順序,不會(huì)讓學(xué)生因?yàn)槟繕?biāo)過高而喪失信心,也不會(huì)因?yàn)槟繕?biāo)過低而失去挑戰(zhàn)的欲望。通過這樣的方式,讓40分水平的同學(xué)可以逐漸提高到60分、70分,讓70分水平的同學(xué)逐漸提高到80分、90分,最終使得所有不同水平的學(xué)生都能夠循序漸進(jìn)地提高到較高的水平。
栗浩洋堅(jiān)信,找到合適的學(xué)習(xí)方法,每個(gè)孩子都可以成為學(xué)霸?!爸袊趲浊昵疤岢龅慕逃罄砟?,就是教無定法,有教無類,因材施教,這三個(gè)詞其實(shí)是對(duì)智適應(yīng)教育的一個(gè)完美的詮釋?!彼硎?。
讓學(xué)習(xí)輕松快樂
“V”,一個(gè)有些生僻的漢字。栗浩洋與合伙人用這個(gè)字作為公司名大有深意。公司最早立項(xiàng)時(shí),代號(hào)是“X PLUS”。他們認(rèn)為,教育技術(shù)的深度對(duì)大多數(shù)人來說是未知,而且有著非常高的潛力待發(fā)掘,每個(gè)孩子都可以比過去提升10倍甚至百倍的學(xué)習(xí)效率,其中有無限的可能性,這是起名X PLUS的原因。
“與X最接近的中文字,就是V。V字在中文中作為動(dòng)詞時(shí),有治理的意思,V天下就是治理天下。我們希望通過教育,可以改變整個(gè)中國社會(huì)。V字作為名詞,又有才德出眾的意思,我們希望把每個(gè)孩子都教育成才德出眾的人,也就是說我們不僅希望他們提升學(xué)習(xí)效率,獲得更高的分?jǐn)?shù),而且希望他們?cè)谒刭|(zhì)教育上也有更好的提升,真正幫助孩子成為有能力,有禮儀,有智慧,有價(jià)值觀的人。”栗浩洋介紹說。
這是栗浩洋在教育領(lǐng)域的第三次創(chuàng)業(yè),顯而易見,他有很深的“教育情結(jié)”。在他看來,對(duì)于世界上的每個(gè)人來說,教育是能夠改變其一生命運(yùn)的最重要因素。每個(gè)人出生的地域、家庭、國家等注定無法公平,但是如果是每個(gè)人都可以享受到這個(gè)世界上最優(yōu)質(zhì)的教育,就可以通過自己的努力,通過教育去徹頭徹尾改變自己的人生軌跡。所以他覺得教育不僅僅是一個(gè)事業(yè),也是一件非常有社會(huì)意義的事情。
與此同時(shí),中國的整體教育水平相對(duì)較差,國家在教育上的投入占GDP的比例不足,教育理念也比較落后。因此,栗浩洋心中還有一份對(duì)國家和民族的使命感?!爸袊膶W(xué)生數(shù)理化學(xué)得是全球最深的,孩子學(xué)得是最苦最累的。但是全球最好的科技卻不是中國人發(fā)明的,都是美國那些學(xué)得很輕松,很自由,很自主的孩子創(chuàng)造的。這就說明我們中國的教育其實(shí)特別失敗,所以我非常希望能夠通過自己的力量,徹底改變中國教育這樣一個(gè)現(xiàn)狀?!?/p>
學(xué)生通過高效的方式學(xué)完了知識(shí)點(diǎn),節(jié)約的時(shí)間就可以自由支配,花在興趣愛好素質(zhì)教育甚至是娛樂上。栗浩洋認(rèn)為,這就是為什么國外的學(xué)生學(xué)得又輕松又好,而國內(nèi)的學(xué)生學(xué)得又累又苦還是學(xué)不好。V學(xué)教育其實(shí)是要徹底解放孩子們的時(shí)間,讓他們熱愛學(xué)習(xí)又享受生活。
在對(duì)自家雙胞胎兒子的教育上,栗浩洋踐行著自己的理念。他每天都要抽出時(shí)間教兒子認(rèn)字,孩子們進(jìn)步的速度比他想象的快。1歲半的時(shí)候,他們就認(rèn)識(shí)了500多個(gè)漢字和100多個(gè)英文單詞;3歲不到讀了300本書;3歲的時(shí)候可以和外教進(jìn)行簡(jiǎn)單的日常英文對(duì)話;在好奇心、想象力、邏輯的組織能力上更是超過同齡人許多,并且非常快樂。
栗浩洋對(duì)他們有很多期望,比如希望老大成為第一個(gè)不是在美國出生的美國總統(tǒng),希望老二成為金融家,做出超過高盛的金融集團(tuán)?!暗俏也⒉粫?huì)勉強(qiáng)他們,也做好了所有的準(zhǔn)備。哪怕他們想做地下?lián)u滾歌手、和尚、義工等等,都可以?!?/p>
方向?qū)α寺愤€長(zhǎng)
作為連續(xù)創(chuàng)業(yè)者的栗浩洋,成功過也失敗過。但現(xiàn)在他信心十足。
在教育研發(fā)方面,栗浩洋擁有超過十年的經(jīng)驗(yàn),對(duì)教材、配套動(dòng)畫片、網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品都有很多心得。栗浩洋認(rèn)為,過去的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),可以讓V學(xué)的研發(fā)過程至少少走三四年的彎路,能夠達(dá)到比其他同行更高的效率。教育行業(yè)的研發(fā)有著非常高的壁壘,如果沒有在行業(yè)中摸爬滾打過五年八年,直接做研發(fā),會(huì)跌入很多坑。
其次,傳統(tǒng)教育模式中最重要的因素師資力量,對(duì)V學(xué)教育已經(jīng)完全不是問題了。大型教育機(jī)構(gòu)在全國發(fā)展的時(shí)候,遇到的最大問題就是師資力量。培訓(xùn)老師的成本非常高,老師的流失率也居高不下。留下來的老師,若干年后水平也參差不齊。而V學(xué)教育采用的是“中央菜譜”的方式,就像肯德基麥當(dāng)勞一樣,所以全國所有的學(xué)生得到的都是最好的資源。
事實(shí)上,V學(xué)教育的野心不止在線上。其在線下的實(shí)體學(xué)校,今年會(huì)開到100家,明年還要新增300家。他希望通過5年的時(shí)間,開設(shè)2000多家學(xué)校,做到100萬學(xué)生的規(guī)模,以及超過30億元的銷售額。未來,V學(xué)會(huì)在全國設(shè)幾千個(gè),甚至一兩萬個(gè)學(xué)習(xí)中心,所有的學(xué)生都可以在線下培訓(xùn)中心進(jìn)行學(xué)習(xí),但是老師是通過智能化系統(tǒng)在線上完成教學(xué),所以V學(xué)教育是要做一家真正把線上線下結(jié)合到極致的公司。
在中國五千億規(guī)模的培訓(xùn)教育市場(chǎng)中,新東方、好未來、學(xué)大等知名教育機(jī)構(gòu)加在一起,基本只占1%左右的市場(chǎng)份額。根據(jù)日本、韓國的教育市場(chǎng)調(diào)研可以推斷出,中國第一大的教育企業(yè)可以占到10%的市場(chǎng)份額,中國有40多萬家培訓(xùn)機(jī)構(gòu),也就意味著行業(yè)第一應(yīng)該可以開到4萬家培訓(xùn)機(jī)構(gòu)。擺脫了師資力量的約束,V學(xué)教育能夠?qū)崿F(xiàn)這樣的目標(biāo)嗎?栗浩洋不清楚,但會(huì)以此作為努力的方向。
但栗浩洋也清楚,現(xiàn)有的智適應(yīng)技術(shù)還談不上盡善盡美。最大的問題,是系統(tǒng)和知識(shí)點(diǎn)的匹配度的問題。真正要發(fā)揮這個(gè)系統(tǒng)的作用,那么所有的教學(xué)內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn),都必須盡可能為這個(gè)智適應(yīng)系統(tǒng)所研發(fā),才能達(dá)到最好的效果。這就要求之前做線下教育的教學(xué)專家,必須了解智適應(yīng)的系統(tǒng)和算法能力,了解引擎,了解這一套系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)原理,以及其所要達(dá)到的目的,才能夠生產(chǎn)與這個(gè)系統(tǒng)相適應(yīng)的內(nèi)容,而這需要時(shí)間。
為了進(jìn)一步探索智適應(yīng)教育最深層的可能性,以及未來的發(fā)展,和科學(xué)與最前沿的一些技術(shù),V學(xué)教育與國際頂級(jí)高校及教育專家共同開設(shè)了“智適應(yīng)學(xué)習(xí)研究聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”。這些探索不是馬上就可以商業(yè)化和實(shí)踐的,而是一些前沿性實(shí)驗(yàn)技術(shù),代表了最高的科技水平。在實(shí)踐層面,V學(xué)秉持開放的態(tài)度,愿意與優(yōu)秀的傳統(tǒng)教育機(jī)構(gòu)深度合作,提供智適應(yīng)學(xué)習(xí)引擎。這一切,都是為了幫助更多孩子享受到最好的前沿科技和教育方法,給他們帶來快樂和效率。
BM:人工智能可以細(xì)分出很多種技術(shù),你認(rèn)為其中還有哪些能和教育相結(jié)合?
L:人工智能中的很多技術(shù)其實(shí)都可以和教育相結(jié)合,只不過是深度和淺度的問題。比如說語音識(shí)別技術(shù)在未來就會(huì)非常重要,通過視頻連接學(xué)生的語音,人機(jī)交互的感受會(huì)更好。
機(jī)器人未來也可以作為助教的形式,提供一些服務(wù)。我們?cè)谀甑字?,就?huì)在每個(gè)學(xué)校都配置人工智能機(jī)器人,來完成一些簡(jiǎn)單的互動(dòng)和輔助的工作。
人工智能的語義分析相對(duì)來說會(huì)更加深入一些,因?yàn)楹芏囝}目是主觀題,如何進(jìn)行比較智能化的語義分析、分類和評(píng)判,就變得非常重要。
除了人工智能技術(shù)之外,現(xiàn)在非常火的VR和AR技術(shù),在教育領(lǐng)域的應(yīng)用也是非常廣泛的,我們也正在研究如何用最高效的手段,通過這些技術(shù)來去提升教學(xué)效果。
BM:V學(xué)產(chǎn)品研發(fā)中融入了多少你的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)?
L:因?yàn)槲易约簭男W(xué)到大學(xué),獲得過數(shù)學(xué)奧林匹克和全國競(jìng)賽一等獎(jiǎng),再加上計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)習(xí)背景,所以我對(duì)技術(shù)方面的理解度,其實(shí)是超過絕大多數(shù)人的。我提出過很多算法方面的理念,都是同事非常認(rèn)可的。我個(gè)人會(huì)在研發(fā)中和大家有很多思想的碰撞,智慧的交流,和研發(fā)團(tuán)隊(duì)一起商量如何去解決各種各樣的問題和困難。
BM:你與合伙人是怎樣分工協(xié)作的?
L:目前在V學(xué)教育我擔(dān)任的是董事長(zhǎng)的職位。CEO周偉,CTO樊星,以及首席科學(xué)家崔煒博士,他們承擔(dān)了大部分的工作。我主要的核心工作就是戰(zhàn)略思考,研發(fā),還有團(tuán)隊(duì)組建這三個(gè)方面。
BM:智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)能否惠及成人?
L:可以的,海外的智適應(yīng)教育在18歲以上的教育和職業(yè)教育中非常普及,智適應(yīng)教育其實(shí)是有普適性的。在美國,不但是物理、數(shù)學(xué)這樣知識(shí)點(diǎn)結(jié)構(gòu)非常清晰的學(xué)科可以使用,像經(jīng)濟(jì)學(xué)、生物學(xué)和心理學(xué)等所有學(xué)科,都可以使用。
BM:公司目前融資情況如何?資金會(huì)用在哪里?
L:我們這一輪是一個(gè)大的天使輪融資,目前已經(jīng)簽署了意向協(xié)議,大概會(huì)是1億元左右的資金。不管在教育行業(yè)還是創(chuàng)投行業(yè),都是非常大的一筆資金,這也顯示了風(fēng)投對(duì)智適應(yīng)教育行業(yè)的看好,對(duì)我們團(tuán)隊(duì)的一個(gè)認(rèn)可。這些資金里面,60%會(huì)用于智適應(yīng)教育的研發(fā),包括人工智能引擎的研發(fā),在紐約的研發(fā)中心的投入,所有智適應(yīng)教學(xué)內(nèi)容的研發(fā),以及學(xué)生和家長(zhǎng)使用的系統(tǒng)的開發(fā)。其余資金要用于線上線下的推廣,我們要在全國開出數(shù)萬家學(xué)校,同時(shí)也要在線上進(jìn)行電話銷售,但是這兩方面現(xiàn)金流收入會(huì)比較好。
關(guān)鍵詞:教學(xué)改革;人工智能;游戲設(shè)計(jì);游戲編程
人工智能(Artificial Intelligence,AI)是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支,是研究、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新的技術(shù)科學(xué)[1]。人工智能技術(shù)研究領(lǐng)域包括機(jī)器人、模式識(shí)別、自然語言處理、機(jī)器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和專家系統(tǒng)等[2],其最為廣泛的應(yīng)用之一就是游戲設(shè)計(jì)[3]。游戲設(shè)計(jì)雖然涉及多門學(xué)科,但其作為應(yīng)用并沒有形成一門單獨(dú)的理論[4-5]。由于游戲存在較大的市場(chǎng)以及其作為人工智能的一個(gè)重要應(yīng)用,國外已有多所大學(xué)開設(shè)了游戲設(shè)計(jì)課程。如卡內(nèi)基梅隆大學(xué)(Carnegie Mellon University)于1999年設(shè)立了娛樂科技碩士學(xué)位,并開設(shè)了相關(guān)課程;南加州大學(xué)(The University of Southern California)設(shè)立了為期3年的互動(dòng)媒體藝術(shù)(fine arts in interactive media)碩士學(xué)位課程,并于大學(xué)部設(shè)立電子游戲設(shè)計(jì)(video-game design)副修課程。該校也為美國軍隊(duì)創(chuàng)作訓(xùn)練士兵的電子游戲,透過戰(zhàn)斗情境模擬來進(jìn)行沙盤演練。麻省理工學(xué)院(Massachusetts Institute of Technology)提供多種電子游戲設(shè)計(jì)相關(guān)課程,并研發(fā)將電玩游戲納入教室教學(xué)的方法。斯坦福大學(xué)(Stanford University)提供電子游戲設(shè)計(jì)史及包含最佳電子游戲競(jìng)賽獎(jiǎng)的計(jì)算機(jī)繪圖課程。華盛頓藝術(shù)學(xué)院(The Art Institute of Washington)為亞特蘭大藝術(shù)學(xué)院的分校,提供授予學(xué)士學(xué)位的視覺及游戲程序設(shè)計(jì)課程。在初期的藝術(shù)與設(shè)計(jì)重點(diǎn)培訓(xùn)后,學(xué)生將學(xué)習(xí)立體動(dòng)畫相關(guān)技術(shù)。國內(nèi)也有多所高校開設(shè)了游戲設(shè)計(jì)的相關(guān)課程,如北京郵電大學(xué),首都師范大學(xué)等,為了適應(yīng)市場(chǎng)許多培訓(xùn)機(jī)構(gòu)也開設(shè)了游戲設(shè)計(jì)課程,但培訓(xùn)機(jī)構(gòu)將課程的重點(diǎn)放在了實(shí)際的編輯代碼中而過少的關(guān)注理論。中南大學(xué)開設(shè)人工智能課程已有20多年的歷史,在教學(xué)實(shí)踐中,中南大學(xué)智能系統(tǒng)與智能軟件研究所的教師們?cè)诮虒W(xué)科研方面取得了許多令人振奮的成果。在良好的環(huán)境中,人工智能與游戲編程課程應(yīng)運(yùn)而生[6-7]。
1教學(xué)目標(biāo)與要求
中南大學(xué)人工智能與游戲設(shè)計(jì)課程主要面向智能方向4年級(jí)學(xué)生,在4年級(jí)第一學(xué)期開設(shè)。學(xué)習(xí)該門課程之前需要具備人工智能以及計(jì)算機(jī)編程方面的課程知識(shí),并且需要一定的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的相關(guān)知識(shí)基礎(chǔ)。
此門課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生了解游戲設(shè)計(jì)與虛擬現(xiàn)實(shí)的基本概念和術(shù)語及其基本設(shè)計(jì)方法,理解人工智能在游戲中的相關(guān)應(yīng)用,熟悉游戲設(shè)計(jì)中編程以及建模技術(shù),為學(xué)生將來利用人工智能技術(shù)以及游戲設(shè)計(jì)技術(shù)奠定必要的知識(shí)基礎(chǔ)。除此之外向?qū)W生介紹計(jì)算機(jī)游戲的基本原理和最新進(jìn)展,包括計(jì)算機(jī)游戲動(dòng)畫的最新概況、游戲程序設(shè)計(jì)概覽、2D游戲的基本編程技術(shù)、3D游戲動(dòng)畫的基本編程技術(shù)、3D游戲場(chǎng)景的組織與繪制、游戲中的高級(jí)圖形技術(shù)、游戲中的音頻編程、游戲中的人機(jī)界面技術(shù)、人工智能在游戲動(dòng)畫中的應(yīng)用,紋理貼圖、基于圖像的繪制和加速算法等。
基于該教學(xué)目標(biāo),本課程有兩個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容,其分別是人工智能技術(shù)如何在游戲設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,以及游戲編程的相關(guān)技術(shù)。對(duì)于人工智能技術(shù)在游戲設(shè)計(jì)中的應(yīng)用這一內(nèi)容,主要采用理論結(jié)合實(shí)際的理念,將學(xué)生已具備的人工智能理論知識(shí)與游戲設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用聯(lián)系起來,使學(xué)生一方面能體會(huì)人工智能的基礎(chǔ)理論,另一方面使學(xué)生能夠?qū)⑵渌鶎W(xué)用于實(shí)踐,避免理論與實(shí)踐脫節(jié)。游戲編程內(nèi)容主要從設(shè)計(jì)模式入手,然后依托多媒體平臺(tái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行講授設(shè)計(jì)以及編程方面的相關(guān)知識(shí)。
圍繞這個(gè)教學(xué)目標(biāo),我們安排了28個(gè)學(xué)時(shí)的課堂教學(xué),4個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn),總共32個(gè)學(xué)時(shí)的課程。接下來針對(duì)課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、考核方式這幾個(gè)方面分別展開討論。
2課堂教學(xué)設(shè)計(jì)
本課程采用培訓(xùn)學(xué)校模式與大學(xué)理論教育折中的方式進(jìn)行講授,本節(jié)將著重對(duì)28個(gè)學(xué)時(shí)的課堂教學(xué)內(nèi)容分別介紹。
1) 游戲程序設(shè)計(jì)概論與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)。
該部分內(nèi)容可以分為以下兩部分。
(1) 計(jì)算機(jī)游戲簡(jiǎn)介與游戲設(shè)計(jì)概論(2課時(shí))。
(2) 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基礎(chǔ)(2課時(shí))。
概論部分主要介紹計(jì)算機(jī)游戲的基本概念、特點(diǎn)以及目前國際上該領(lǐng)域的研究和應(yīng)用情況。圖形學(xué)部分主要是介紹計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的相關(guān)理論基礎(chǔ),目的是讓沒有學(xué)過計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的學(xué)生有一定了解,由于考慮到智能專業(yè)也開設(shè)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的相關(guān)選修課,因此,本部分內(nèi)容只是對(duì)之前學(xué)習(xí)的相關(guān)知識(shí)的復(fù)習(xí),目的是為后續(xù)的程序設(shè)計(jì)課程打好相應(yīng)的理論基礎(chǔ)。
本次課程是正門課程的開篇之講,一方面,教師要開宗明義,讓學(xué)生明確何為計(jì)算機(jī)游戲,并對(duì)計(jì)算機(jī)游戲有大致的了解,為后續(xù)課程學(xué)習(xí)起鋪墊作用;另一方面,為增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,必須介紹計(jì)算機(jī)游戲的類型以及各種知識(shí)與其的關(guān)聯(lián)。
2) 游戲編程技術(shù)。
如上所述,游戲編程是本門課程的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容,游戲編程可以分為如下幾個(gè)部分。
(1)Windows編程基礎(chǔ)(2課時(shí))。
(2)DirectX編程基礎(chǔ)(2課時(shí))。
(3)2D游戲的基本編程(2課時(shí))。
(4)3D游戲場(chǎng)景的組織和繪制(2課時(shí))。
(5)3D動(dòng)畫的基本編程技術(shù)(2課時(shí))。
(6)游戲中的人機(jī)界面技術(shù)(2課時(shí))。
對(duì)于Windows編程基礎(chǔ),其主要內(nèi)容是Windows操作系統(tǒng)的發(fā)展史、Win32程序的基本結(jié)構(gòu)、消息循環(huán)與處理、Windows窗口、GDI接口、集成開發(fā)環(huán)境(IDE)。
DirectX編程[8]基礎(chǔ)的主要內(nèi)容是DirectX開發(fā)包的歷史及其框架、介紹每一個(gè)組件的功能、DirectX開發(fā)包的安裝以及與IDE連接的配置。
2D游戲基本編程的主要內(nèi)容是游戲的基本流程和體系結(jié)構(gòu)、游戲開發(fā)的基本理念及方法、游戲引擎簡(jiǎn)介、游戲的調(diào)試與測(cè)試。
3D游戲場(chǎng)景的組織與繪制的主要內(nèi)容是3D場(chǎng)景的組織與管理、游戲場(chǎng)景的幾何優(yōu)化、3D場(chǎng)景的快速可見性判斷與消隱、地形場(chǎng)景的繪制與漫游、3D游戲場(chǎng)景中的碰撞檢測(cè)。
3D動(dòng)畫的基本編程技術(shù)的主要內(nèi)容是3D動(dòng)畫技術(shù)概述、Direct3D開發(fā)包的使用、關(guān)鍵幀動(dòng)畫技術(shù)、基于動(dòng)作捕捉的動(dòng)畫技術(shù)、腳本驅(qū)動(dòng)的動(dòng)畫技術(shù)。
游戲中的人機(jī)界面技術(shù)主要內(nèi)容是游戲的可玩性與人機(jī)界面、用戶界面設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。
游戲程序設(shè)計(jì)部分內(nèi)容主要是讓學(xué)生了解和掌握面向Windows平臺(tái)的游戲編程的技能。現(xiàn)在絕大部分游戲和娛樂都是基于Windows平臺(tái),因此掌握Windows平臺(tái)的設(shè)計(jì)模式與編程方法是必須的。又因?yàn)镈irectX軟件開發(fā)包是微軟公司面向Windows平臺(tái)開發(fā)的一套專門應(yīng)用于游戲開發(fā)的API,因此了解其原理以及掌握其技術(shù)能夠提高學(xué)生的游戲開發(fā)能力。
3) 人工智能在游戲中的應(yīng)用。
如今的游戲應(yīng)用了大量的人工智能技術(shù),本門課程將從以下幾個(gè)方面介紹人工智能技術(shù)在游戲中的應(yīng)用。
(1)遺傳算法(6學(xué)時(shí))。
(2)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(6學(xué)時(shí))。
遺傳算法主要內(nèi)容是遺傳算法的概念及其相關(guān)研究、雜交操作、變異操作、適應(yīng)性函數(shù)選擇、遺傳算法優(yōu)化的算子、創(chuàng)建和處理矢量圖形。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)主要內(nèi)容是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)概述、適應(yīng)性函數(shù)、環(huán)境探測(cè)、有監(jiān)督的學(xué)習(xí)、演化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)洹?/p>
該部分內(nèi)容主要是介紹如何將人工智能中的理論用計(jì)算機(jī)語言實(shí)現(xiàn),并介紹如何在游戲設(shè)計(jì)中應(yīng)用這些理論。這部分內(nèi)容是本門課程一個(gè)核心內(nèi)容,通過學(xué)習(xí)學(xué)生們能夠認(rèn)識(shí)到人工智能在游戲設(shè)計(jì)中的重要性,并提高應(yīng)用能力。
3實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與課程設(shè)計(jì)
由于該門課程為選修課,因此課時(shí)較少,除課堂課時(shí)之外只剩下4個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課時(shí)。我們針對(duì)這4個(gè)課時(shí)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了重點(diǎn)設(shè)計(jì),其主要內(nèi)容是引導(dǎo)學(xué)生熟悉Visual Studio .Net 2008集成開發(fā)環(huán)境、安裝與配置DirectX 軟件開發(fā)包、使用有限狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)狀態(tài)驅(qū)動(dòng)智能體,設(shè)計(jì)2D圖形驅(qū)動(dòng)引擎。
雖然課時(shí)很短,但學(xué)生能夠?qū)嶋H動(dòng)手操作,熟悉游戲編程的相關(guān)開發(fā)工具與開發(fā)包,另外,學(xué)生學(xué)習(xí)興趣提高了,學(xué)習(xí)內(nèi)容從枯燥的抽象概念、理論變成實(shí)際的事例。此外,學(xué)生還可以在課下完成任務(wù),繼續(xù)鉆研新的理論應(yīng)用。
我們針對(duì)本門課程實(shí)驗(yàn)課時(shí)少的缺點(diǎn),特別設(shè)定了一個(gè)課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。課程設(shè)計(jì)并不占用實(shí)驗(yàn)課時(shí),而是要求學(xué)生利用課外的時(shí)間,自由組合,以團(tuán)隊(duì)的模式完成相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求。
課程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容是要求學(xué)生完成一個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì),該項(xiàng)目設(shè)計(jì)主要是要求學(xué)生使用相關(guān)的集成開發(fā)環(huán)境和開發(fā)包,利用一個(gè)人工智能技術(shù)編寫出一個(gè)小的游戲軟件,并給出設(shè)計(jì)報(bào)告??紤]到學(xué)生的實(shí)際能力,開發(fā)與報(bào)告以小組的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā),設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)由3~5人自由組合,具體分工必須在報(bào)告中體現(xiàn),報(bào)告要求不少于4000字,以軟件開發(fā)文檔的形式提交,報(bào)告中不僅有游戲軟件的需求分析文檔、設(shè)計(jì)文檔和測(cè)試文檔,還必須包括游戲的內(nèi)容設(shè)計(jì),即游戲的情節(jié)創(chuàng)意或功能設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)題目以及游戲類型由學(xué)生自選,圖形界面可以是3D也可以是2D,開發(fā)包可以使用Direct3D也可是Windows自帶的GDI。
4考核方式及其安排
考核一個(gè)方面是檢測(cè)學(xué)生學(xué)習(xí)的狀況,另一個(gè)方面是為了通過考核方式,提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。基于這個(gè)原因,我們將整個(gè)考核分為3個(gè)模塊。
1) 期末考試(開卷),占總成績(jī)的50%。
2) 項(xiàng)目設(shè)計(jì),占總成績(jī)的35%。
3) 實(shí)驗(yàn),占總成績(jī)的15%。
期末考試采用開卷形式,主要目的在于檢測(cè)學(xué)生通過課程學(xué)習(xí),對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度,以及運(yùn)用知識(shí)點(diǎn)解決問題的能力。其占總成績(jī)比例的一半。雖然期末考試為開卷,但考核的知識(shí)點(diǎn)無法直接從教材中直接找到,需要學(xué)生實(shí)際運(yùn)用能力和解題手段才能完成答題。精心設(shè)計(jì)的開卷試題,可以使學(xué)生對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)知識(shí)體系進(jìn)行一個(gè)系統(tǒng)的回顧,同時(shí),它也是對(duì)教學(xué)的補(bǔ)充。
課程設(shè)計(jì)需要學(xué)生有很強(qiáng)的自主性,認(rèn)真完成將使學(xué)生受益匪淺,敷衍了事不僅學(xué)生沒有得到鍛煉,教學(xué)目的也難以達(dá)成。課程設(shè)計(jì)以小組的形式有優(yōu)勢(shì)也有劣勢(shì),好處在于學(xué)生可以根據(jù)自身能力對(duì)應(yīng)團(tuán)隊(duì)中的角色,例如,某同學(xué)編程能力強(qiáng),他可以作為程序設(shè)計(jì)與開發(fā)人員;另一同學(xué)數(shù)學(xué)好,或理論方面出色,他就可以擔(dān)任算法設(shè)計(jì)的工作;某些同學(xué)有創(chuàng)意,他則可以擔(dān)任游戲情節(jié)設(shè)計(jì)的工作,等等。這樣做分工明確,每個(gè)人都能夠根據(jù)自己的實(shí)際需求和情況得到鍛煉。劣勢(shì)在于,如果團(tuán)隊(duì)同學(xué)能力重點(diǎn)都一樣,就會(huì)出現(xiàn)分工不清,而最大的問題就是團(tuán)隊(duì)合作會(huì)導(dǎo)致某些同學(xué)出現(xiàn)依賴思想,最終導(dǎo)致整個(gè)團(tuán)隊(duì)只有一個(gè)人完成整個(gè)項(xiàng)目,甚至導(dǎo)致項(xiàng)目無法完成的情況。對(duì)此,我們應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)每一個(gè)學(xué)生都要積極主動(dòng)參與到課程設(shè)計(jì)中來,發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性,協(xié)作完成項(xiàng)目。
5結(jié)語
本文探討了人工智能與游戲設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)與任務(wù)、課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、考核方式,希望能夠給其他相關(guān)教學(xué)工作者以參考和啟發(fā),共同促進(jìn)其完善與提高。
由于人工智能與游戲設(shè)計(jì)這門課程是中南大學(xué)新開的一門課程,在許多方面存在考慮不周或欠缺的情況,需要向兄弟單位多學(xué)習(xí)并且多在教學(xué)實(shí)踐中摸索與提高。本門課程是以中南大學(xué)智能系統(tǒng)與智能軟件研究所為依托,它具有很好的研究基礎(chǔ)與良好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并能夠?qū)⑦@門課程融會(huì)貫通,使學(xué)生理解人工智能與游戲開發(fā)設(shè)計(jì)的基本理念,并培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用技能。
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Design in Artificial Intelligent and Game Programming Courses
LI Yi
(Institute of Information Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)
上半年工作目標(biāo):
1.堅(jiān)持面向廣大青少年開展興趣特長(zhǎng)普及性活動(dòng)。重點(diǎn)抓好圍棋、跆拳道、中國武術(shù)、小模特、民族舞、拉丁舞、街舞、酷吧機(jī)器人、航模、沙畫、葫蘆絲、鋼琴、吉他(尤克里里)、架子鼓(非洲鼓)、相聲曲藝等18項(xiàng)專業(yè)的培訓(xùn)工作,豐富青少年的課余生活,促進(jìn)廣大青少年特長(zhǎng)的提升。
2.堅(jiān)持免費(fèi)開展公益性活動(dòng)。利用寒假等節(jié)假日開展留守兒童關(guān)愛活動(dòng),與學(xué)校聯(lián)合組織研學(xué)活動(dòng)。繼續(xù)打造“四點(diǎn)半彩虹公益學(xué)堂”品牌活動(dòng),充分挖掘“彩虹”公益活動(dòng)特色文化,做實(shí)做優(yōu)“四點(diǎn)半彩虹學(xué)堂”、“彩虹圍棋學(xué)堂”等公益學(xué)堂,招收一批家庭貧困、有興趣愛好的學(xué)生免費(fèi)學(xué)特長(zhǎng)。
3.發(fā)揮校外活動(dòng)中心的輻射作用,整合周邊城區(qū)“學(xué)校少年宮”優(yōu)秀師資帶動(dòng)“農(nóng)村學(xué)校少年宮”建設(shè)。
4.辦好家長(zhǎng)學(xué)??傂#B(tài)化開展家庭教育講座活動(dòng)。
完成情況:
2020年上半年因疫情影響,很多的工作計(jì)劃沒有得到實(shí)施。到5月下旬中心才開展了“四點(diǎn)半彩虹公益學(xué)堂”和周未特長(zhǎng)班。
利用疫情這段時(shí)間,中心主要做的工作有:
1、 對(duì)新科技館進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì);
2、 修繕了中心房屋滲雨的問題,樓頂重新做了防水,對(duì)中心進(jìn)行安全隱患排查;
3、 對(duì)中心課程進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整,規(guī)劃下半年工作任務(wù)。
存在問題:
做為公益性培訓(xùn)機(jī)構(gòu),無教學(xué)管理人員,無專業(yè)藝術(shù)老師,建議局領(lǐng)導(dǎo)能優(yōu)化師資給予配置。
二、下半年工作計(jì)劃
1、開展好青少年校外教育公益性活動(dòng)
定期或不定期開展青少年校外教育公益課堂和活動(dòng)。聯(lián)合學(xué)校做好校外教育的組織聯(lián)絡(luò)工作。開展公益講堂,邀請(qǐng)孩子、家長(zhǎng)免費(fèi)聽各種知識(shí)講座;開展多樣的校外活動(dòng),帶孩子拓展社會(huì)實(shí)踐,增加孩子的認(rèn)知能力。中心將繼續(xù)開展好“四點(diǎn)半”彩虹課堂、國學(xué)課堂、家教沙龍、才藝沙龍、出彩少年郎等公益活動(dòng)。同時(shí)我們利用中心藝術(shù)教師積極、義務(wù)地為有需要的學(xué)校打造特長(zhǎng)興趣社團(tuán)。
2、做好機(jī)器人科技館的改造建設(shè)
下半年建成機(jī)器人工作室,與宿遷學(xué)院機(jī)器人創(chuàng)客項(xiàng)目合作,做好機(jī)器人的教育培訓(xùn),讓孩子們了解機(jī)器人的搭建、編程及參加比賽,培養(yǎng)孩子們對(duì)人工智能技術(shù)的興趣,真正認(rèn)識(shí)智能機(jī)器人對(duì)社會(huì)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用,培養(yǎng)孩子的科學(xué)素養(yǎng)。
3、建立新的運(yùn)營(yíng)管理機(jī)制
今年中心將開設(shè)舞蹈、美術(shù)、書法、圍棋、葫蘆絲、竹笛、“四點(diǎn)半”課堂等項(xiàng)目。特長(zhǎng)班采用分塊化管理,主要分為舞蹈組、書美組、“四點(diǎn)半”彩虹學(xué)堂組、器樂組、棋類組,每個(gè)組由一名工作人員做組長(zhǎng),負(fù)責(zé)該組的特長(zhǎng)班教學(xué)管理、考級(jí)和各項(xiàng)活動(dòng)及比賽,讓項(xiàng)目都有團(tuán)隊(duì),讓團(tuán)隊(duì)管理讓他們課程出彩,辦出特色,塑造精品。
一是疫情防控和復(fù)學(xué)復(fù)課平穩(wěn)有序。市教體局組建延遲開學(xué)、防疫消殺等11個(gè)工作專組,全力呵護(hù)師生生命安全和身體健康。先后協(xié)調(diào)成立了64個(gè)包校領(lǐng)導(dǎo)小組,76個(gè)進(jìn)校工作小組,17個(gè)鎮(zhèn)街(園區(qū))工作督導(dǎo)組以及13個(gè)核驗(yàn)組,有序推進(jìn)全市162所中小學(xué)、192所幼兒園分批次錯(cuò)峰開學(xué),159573名學(xué)生返校學(xué)習(xí)。中小學(xué)復(fù)學(xué)后,組織13個(gè)核驗(yàn)工作專組,對(duì)校外培訓(xùn)機(jī)構(gòu)復(fù)課條件進(jìn)行了核驗(yàn)檢查,推進(jìn)390家校外培訓(xùn)機(jī)構(gòu)復(fù)工復(fù)課。嚴(yán)格落實(shí)常態(tài)化疫情防控各項(xiàng)措施,切實(shí)鞏固了疫情防控良好形勢(shì),保障了廣大師生的生命安全和身體健康,2020年全市高考、中考工作安全平穩(wěn)有序。
二是各級(jí)各類教育協(xié)調(diào)優(yōu)質(zhì)發(fā)展。高考再創(chuàng)佳績(jī),繼續(xù)保持各縣市領(lǐng)先位次。公開遴選全市第三屆兼職教研員170人,切實(shí)發(fā)揮教研引領(lǐng)作用。深入推進(jìn)“區(qū)域全鏈條育人模式變革”項(xiàng)目,積極探索線上線下的教學(xué)融合路徑,開展主題網(wǎng)絡(luò)教研90余科次,線上教學(xué)調(diào)度會(huì)議20余次,推送空中課堂495節(jié)。舉辦全國新教育實(shí)驗(yàn)線上開放周活動(dòng),向在線學(xué)習(xí)的8萬余人介紹我市課程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。出臺(tái)《2020年市城鎮(zhèn)居住區(qū)配套幼兒園專項(xiàng)整治工作實(shí)施方案》,加快城鎮(zhèn)居住區(qū)配套幼兒園專項(xiàng)整治;完成13所普惠性幼兒園建設(shè)任務(wù)。牽頭起草《市職業(yè)教育創(chuàng)新發(fā)展實(shí)施方案》和《關(guān)于進(jìn)一步落實(shí)職業(yè)院校五項(xiàng)辦學(xué)自的通知》;“職教高考”本科過線523人,位居全省前列;工商職業(yè)學(xué)院“人工智能實(shí)驗(yàn)室”項(xiàng)目獲省教育廳民辦基礎(chǔ)能力建設(shè)項(xiàng)目立項(xiàng);9個(gè)1+X證書試點(diǎn)專業(yè)被納入教育部改革試點(diǎn)專業(yè)。堅(jiān)持疏堵結(jié)合、聯(lián)合執(zhí)法、綜合施策,實(shí)現(xiàn)不合格校外培訓(xùn)機(jī)構(gòu)“清零”目標(biāo),建立對(duì)390家校外培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的長(zhǎng)效監(jiān)管機(jī)制。推動(dòng)青濰中學(xué)增設(shè)高中部,促進(jìn)民辦教育規(guī)范健康發(fā)展。推進(jìn)家庭學(xué)習(xí)中心戶建設(shè),社區(qū)教育網(wǎng)絡(luò)更加完善。10項(xiàng)“疫情與教育”專項(xiàng)課題獲得省級(jí)立項(xiàng);10件作品分獲省青少年科技創(chuàng)新大賽一、二等獎(jiǎng),獲獎(jiǎng)數(shù)量列各縣市第一名;社區(qū)家長(zhǎng)學(xué)校被評(píng)為“全國家庭教育創(chuàng)新實(shí)踐基地”。
三是干部教師隊(duì)伍持續(xù)優(yōu)化。柔性引進(jìn)高層次人才3名。招聘新教師484人,其中事業(yè)編教師324人,總量控制人員160人。全市正高級(jí)教師評(píng)審?fù)ㄟ^19人(全共64人),其中農(nóng)村基層正高9人。實(shí)施中小學(xué)校長(zhǎng)治校育人能力提升工程,組織“龍城校長(zhǎng)大課堂”和治校育人成果展示活動(dòng)。深化縣管校聘工作,教師全部參加崗位競(jìng)聘,其中511名教師跨校交流競(jìng)聘。隊(duì)伍素養(yǎng)持續(xù)提升,5人被評(píng)為市特級(jí)教師、2人被評(píng)為最美教師、5人被評(píng)為市教書育人楷模,30人被評(píng)為市特級(jí)教師。