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    智慧幼兒園的“標配”,這些功能一個都不能少

    2022/2/19 10:04:48


    建立健全學前教育質量監測體系是提高學前教育質量的關鍵。幼兒的發展狀況怎樣、如何可見,需要通過有效的觀察與專業的評估來獲悉。


    學前教育是教育生態鏈中的重要一環,教育部基礎教育司負責人就《“十四五”學前教育發展提升行動計劃》答記者問時提到:“十四五”期間,學前教育改革發展的主要任務是在補齊普惠性資源短板的同時,把工作重心轉移到完善體制機制和提高學前教育質量上來。建立健全學前教育質量監測體系是提高學前教育質量的關鍵。幼兒的發展狀況怎樣、如何可見,需要通過有效的觀察與專業的評估來獲悉。




    建立長效的

    日常隨機評估體系與評估機制


    建立長效的日常隨機評估體系與評估機制,讓評估落實在各類教育教學計劃中,體現在幼兒的游戲活動過程中,生發在每一個教育教學活動的現場。


    幼兒在游戲活動中的情境照片、童言稚語、圖文作品、符號圖示記錄、行為表現等都承載著幼兒發展的軌跡與信息。教師要養成在觀察中熟悉幼兒、了解幼兒、解讀并分析判斷幼兒發展的日常幼兒發展評估機制,以便根據幼兒的發展情況,借助教育評價的理論與方法,對其各領域發展進行價值判斷,及時調整教育策略,優化保教質量。具體框架與運行機制詳見下表。


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    目前,5G + AIoT(人工智能與物聯網)技術日趨成熟,其應用遍及諸多行業領域,在教育上體現為知識表示方法、機器學習與深度學習、自然語言處理、智能代理、情感計算等,其應用與發展趨勢集中在智能導師與助手、智能測評、學習伴侶、數據挖掘與學習分析等領域。




    利用人工智能和物聯網技術,協助識別并記錄幼兒在園活動行為成為可能。5G+AIoT技術有助于提高幼兒在園活動識別成功率、人像甄別準確率、密集人群算法精確度等,利用這些技術,實現幼兒在園活動信息收集和分析,為幼兒家長和幼兒園教師提供數據支持,及時對幼兒進行個性化教育或糾偏教育。


    構建基于人工智能技術的

    新型智慧幼兒成長記錄系統


    智慧幼兒成長記錄系統由家長APP、幼師APP、幼兒智能手環通過互聯網將數據傳輸至服務器,幼兒園內智能監控數據、智能人機互動對話數據、課程活動安排、飲食數據、體檢數據、智力測評數據等通過園內網傳輸至服務器。幼兒園智慧成長記錄信息系統總體架構設計如下圖所示。


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    家長端

    幼兒教育專家虞永平認為,幼兒家長扮演幼兒信息的提供者、幼兒活動的督促者、幼兒園課程材料的提供者、幼兒園活動的參與者、幼兒園課程的評價者等角色。家長需提供幼兒在家里的所有數據,盡可能多地記錄一些異常信息,比如孩子反常的身體情況、言行舉止及突變遭遇等信息。

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    教師端

    幼兒教師作為幼兒成長的主要參與者和引導者,需完成幼兒活動設計及督促、幼兒園課程設計及實施、幼兒安全管理,以及與家長溝通等工作。幼兒教師需要記錄幼兒在園表現,包括課堂上的表現及臨時組織活動的表現情況,并記錄一些重大的異常事件。幼兒教師要利用客戶端實現幼兒基本信息審核、在園表現登記、準假及上報、班級通知發布、近期情況播報收聽等功能。

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    幼兒端

    隨著 5G+AIoT 技術的日趨成熟和傳感器技術的發展,幼兒智能手環現已可以監控佩戴者的心率、運動量等幾項生命體征,還可打電話、傳輸數據等,通過蜂窩數據或WiFi將這些數據傳輸至幼兒智慧成長記錄信息系統。

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    智能視頻監控

    幼兒園智能視頻監控主要通過特定算法從幼兒在園視頻數據中提取出符合人類認知的語義數據,再將這些數據集合到智慧成長記錄系統,讓計算機像幼兒教師一樣自動分析和理解視頻數據。計算機逐幀讀取幼兒在園視頻中每一幀圖像,先在數據庫中進行人臉信息匹配,記錄為某一幼兒的活動信息,假定幼兒室內主要活動為“睡覺、坐立、手部動作、走動”等,室外主要活動為“站立、跑步、摔倒”等。




    使用深度學習技術,通過卷積神經網絡(CNN)、人類視覺系統原理以及 AI 智能技術相結合的方式,利用智能視頻監控并測量兒童所在位置,從兒童的頭部、胳膊、腿部等肢體活動對兒童的活動信息進行測量,作加速度信息分析后,累積存入數據庫中。根據兒童活動期間測量的加速度數據進行特征分類,利用特定的幼兒活動識別算法,通過大量已知監控圖像進行學習,訓練并構建幼兒活動檢測算法模型、幼兒園內幼兒活動區域識別算法模型、活動定義檢測算法模型、幼兒活動量識別算法模型。

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    智能人機對話機器人

    幼兒園人機對話機器人主要通過與幼兒之間的隱私對話,記錄幼兒不愿意跟家長和老師說的一些內心想法。幼兒園智能人機對話機器人承擔的主要角色是傾聽者和簡單的會話者,或者是扮演學習同伴跟幼兒進行社交互動,通過記錄和數據傳輸,向成長記錄信息系統提供數據。




    幼兒在園課程活動 

    幼兒在園課程活動旨在將幼兒園的課程活動安排以數據形式上傳至幼兒成長記錄信息系統。對應到每個幼兒個體的活動課程,能夠清楚其每天的課程活動安排。一般在學期初由幼兒園保教部門審核學期課程活動安排,并錄入系統。該模塊包括課程安排、活動安排、安排變更、課程考核以及統計分析等子模塊,形成這些數據后將其上傳至成長記錄信息系統。

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    幼兒飲食數據

    幼兒飲食健康是成長記錄系統的重要部分。幼兒在園飲食數據通過幼兒園保教部門審核后,按周上傳至成長記錄信息系統。家長密切配合,將幼兒每天在家飲食數據通過 APP 加以記錄。通過收集這些數據,旨在根據年齡、成長、性別和健康記錄為幼兒提供健康飲食,同時方便醫院和家長評估幼兒飲食狀況,為確保幼兒飲食健康提供有力參考。

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    幼兒健康體檢與智力測試數據

    幼兒園定期開展的健康體檢和智力測試,也是成長記錄系統的重要部分。準確記錄這些數據并上傳至系統服務器,可為幼兒成長及教育教學提供數據支持。


    人工智能技術應用可以提供更全面、更廣泛、更便捷的幼兒成長過程信息記錄,為教育教學決策提供數據支持。


    來源丨教育部官網、《早期教育》、《軟件導刊》、《當代家庭教育》


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