人工智能的中學(xué)語文智慧課堂教學(xué)設(shè)計

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摘要：本文在梳理國內(nèi)教育學(xué)界智慧課堂實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，吸收國內(nèi)外人工智能與學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析模式的相關(guān)研究成果，嘗試提出人工智能背景下的語文智慧課堂教學(xué)模型建構(gòu)。在阜陽市第三中學(xué)語文智慧課堂實踐中，該教學(xué)模型可有效干預(yù)教學(xué)活動,提升教學(xué)實效經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：人工智能；智慧課堂；中學(xué)語文；教學(xué)策略

以硬件設(shè)施建設(shè)以及教育技術(shù)應(yīng)用為主的教育系信息化1.0時代之后，本國教育已經(jīng)進(jìn)入了教育信息化2.0時期。教育部科技司司長雷朝滋指出，2.0時代有三項重點(diǎn)工作：“要摸索基于信息技術(shù)的教學(xué)新模式”，“發(fā)展基于互聯(lián)網(wǎng)的教育服務(wù)新模式”“摸索信息化時期的教育治理新模式”。[1]這些觀點(diǎn)基本代表了我國政府在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)背景下教育信息化的政策引導(dǎo)方向。在此背景下，探索人工智能、大數(shù)據(jù)能新技術(shù)條件下語文教學(xué)理念、教學(xué)模式、教學(xué)設(shè)計成為基礎(chǔ)教育今后一個時期的重點(diǎn)工作。本文在梳理國內(nèi)智慧課堂最新發(fā)展趨勢基礎(chǔ)上，以阜陽市中學(xué)語文智慧課堂實踐為研究對象，對信息技術(shù)條件下學(xué)習(xí)分析數(shù)據(jù)技術(shù)與教學(xué)模式的建構(gòu)作了初步的探索。

一.智慧課堂中人工智能的應(yīng)用模型

目前人工智能在中小學(xué)教育技術(shù)中的運(yùn)用價值，集中體現(xiàn)于與大數(shù)據(jù)技術(shù)的深度融合。各地的相關(guān)機(jī)構(gòu)正著力于建立基本的教育大數(shù)據(jù)庫，并努力構(gòu)建教育數(shù)據(jù)的分析與應(yīng)用模式。教育數(shù)據(jù)的應(yīng)用場景主要體現(xiàn)在教與學(xué)兩個維度，“對教與學(xué)的支撐是大數(shù)據(jù)在適應(yīng)性學(xué)習(xí)中應(yīng)用的兩個側(cè)面?；跀?shù)據(jù)，學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)狀況得以完整記錄，學(xué)習(xí)平臺可以推送定制化內(nèi)容，教師就可以進(jìn)行更具針對性的傳授?！盵2]人工智能技術(shù)在智慧課堂中的優(yōu)勢，集中體現(xiàn)在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析與個性化學(xué)習(xí)方式的鏈接與建構(gòu)。人工智能能利用各類智慧教學(xué)平臺收集海量動態(tài)的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，進(jìn)而快速提取有價值的數(shù)據(jù)信息，定期形成教育評價報告，將之反饋給教育管理者與學(xué)習(xí)者。這對教師感知教學(xué)效果、調(diào)整學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)習(xí)慣，評估學(xué)生學(xué)習(xí)活動的有效性建立了科學(xué)的基礎(chǔ)。進(jìn)而，教師可以不斷優(yōu)化教學(xué)模式，學(xué)生可以修正、優(yōu)化學(xué)習(xí)方法，教學(xué)管理者可以調(diào)整、改善教學(xué)管理制度。從可行性模型來說，人工智能條件下的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析包含數(shù)據(jù)收集與預(yù)處理、數(shù)據(jù)存儲與管理、數(shù)據(jù)分析與行動、后續(xù)處理等緊密相連的階段。在理想的狀態(tài)下，機(jī)器算法首先分析所收集的海量學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，通過試驗和錯誤學(xué)習(xí)，能夠向教育者和學(xué)習(xí)者推送針對性和個性化的的教學(xué)程式與學(xué)習(xí)模式。因此，數(shù)據(jù)庫的建立與算法模式的開發(fā)都是缺一不可的，人工智能依靠大量的數(shù)據(jù)來學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，在學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、清晰的前提下，隨著學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的迅速積累與算法模式的不斷優(yōu)化，人工智能將能越來越精確的體現(xiàn)它個性化學(xué)習(xí)模式建構(gòu)的意義。建構(gòu)人工智能的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析模型可以參考傳統(tǒng)專家型的學(xué)習(xí)分析技術(shù)，特別是應(yīng)用較廣泛的較為成熟的分析模型。荷蘭開放大學(xué)的Greller和Drachsler提出了由六個關(guān)鍵維度構(gòu)成的多元素學(xué)習(xí)分析框架：利益相關(guān)者、目標(biāo)、數(shù)據(jù)、工具、內(nèi)部限制和外部約束。這個模型中，有對學(xué)習(xí)者的內(nèi)部限制，即學(xué)習(xí)者解讀分析成果進(jìn)而提高學(xué)習(xí)效果的能力。有對教育者和管理者的外部約束，如社會道德、法律約束、隱私權(quán)、組織機(jī)構(gòu)規(guī)則等。[3]這一框架為學(xué)習(xí)分析的程序設(shè)計提供了基本的維度。德國亞琛工業(yè)大學(xué)的Chatti與Dyckhoff等學(xué)者提出了學(xué)習(xí)分析的四維度模型：數(shù)據(jù)與環(huán)境、技術(shù)、目的等，涵蓋了若干環(huán)節(jié)：檢測分析、預(yù)測干預(yù)、評價反饋、適應(yīng)反射與個性化推薦等。[4]本研究在以上學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析模型基礎(chǔ)上，提出中學(xué)語文人工智能學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的持續(xù)改進(jìn)的環(huán)形模型。首先，基于智慧課堂平臺對教師的教學(xué)過程和學(xué)生的學(xué)習(xí)行為與學(xué)習(xí)軌跡進(jìn)行記錄、存儲，并形成數(shù)據(jù)庫，然后再進(jìn)行統(tǒng)計、分析和預(yù)測；其次，通過內(nèi)置程序算法開展大數(shù)據(jù)智能分析，持續(xù)學(xué)習(xí)修正已有的知識圖譜，為學(xué)習(xí)者、教師、和家長這三個教學(xué)個體生成多維的可視化報表分析，如分?jǐn)?shù)變化折線圖、錯題本、學(xué)科診斷報告和個性化學(xué)習(xí)計劃等；最后，將有關(guān)數(shù)據(jù)反饋給教學(xué)活動參與者。教師可以根據(jù)所得數(shù)據(jù)調(diào)整教學(xué)計劃，改變教學(xué)方式，學(xué)生可發(fā)現(xiàn)自身知識體系錯誤和學(xué)習(xí)方式誤區(qū)，及時調(diào)整學(xué)習(xí)方式，以提高學(xué)習(xí)效率。智能平臺機(jī)器算法也可以為學(xué)習(xí)者設(shè)計推薦個性化的課程學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)者有選擇性地發(fā)揮自己的學(xué)習(xí)長處。在新課改背景下，語文教育更加注重學(xué)生的差異性，人工智能的運(yùn)用很好地彌補(bǔ)了班級教學(xué)層次不齊的缺點(diǎn)，更有利于調(diào)節(jié)學(xué)生成長的不平衡性和促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

二.阜陽三中智慧課堂應(yīng)用實踐

阜陽市第三中學(xué)高一、高二年級全面啟用科大訊飛信息化智慧教學(xué)平臺，實現(xiàn)了課堂教學(xué)與信息化技術(shù)的融合，建設(shè)了實際意義上的智慧課堂，提升了課堂效率。從本文所提出的數(shù)據(jù)分析模型來看，阜陽三中的中學(xué)語文學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析應(yīng)用已經(jīng)具備了建設(shè)的持續(xù)改進(jìn)的人工智能學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的基礎(chǔ)條件。首先是智慧教學(xué)平臺的普及與應(yīng)用，累積了大量學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。在檢測環(huán)節(jié)，學(xué)生的作業(yè)或試卷在移動終端上批閱完成后，系統(tǒng)基于大數(shù)據(jù)的分析也同步完成。從校級總結(jié)到班級總結(jié)再到學(xué)習(xí)者個人總結(jié)、歸類后的成績分析、錯題分析，以柱形、條形、折線等圖標(biāo)的形式逐一展示，分析情況一目了然。其次，系統(tǒng)會根據(jù)每位同學(xué)的做題情況，定制試題進(jìn)行鞏固練習(xí)。而學(xué)生家長想直接知會孩子學(xué)習(xí)情況，只需注冊個人賬號，關(guān)聯(lián)孩子賬號后就能看到。最后，“智慧校園”的智能化還在校園的運(yùn)作上得以反映。管理者運(yùn)用智慧校園技術(shù)平臺開展選課、排課、評課和成績收集等教務(wù)活動，智慧終端的多元化和高效化能使參與者即時接收到管理指令，并進(jìn)行線上調(diào)整，校園管理逐漸走向便捷化和高效化。在課文課、作文課和閱讀課課堂中，智慧課堂有不同的應(yīng)用模式。

（一）課文課阜陽三中的智慧課堂模式仍在一定程度上處于翻轉(zhuǎn)課堂到智慧課堂的過渡期，語文老師在上課時仍采用兩者相結(jié)合的方式。在課堂一開始，教師將預(yù)習(xí)過程中收集的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)通過后臺計算以折線圖的方式展現(xiàn)給學(xué)生，預(yù)習(xí)效果和集體差異一目了然，學(xué)生通過橫向坐標(biāo)快速了解預(yù)習(xí)短板所在，在教師留出的時間內(nèi)進(jìn)行針對性提問。同時，其他同學(xué)能在課堂交流群里看到其他同學(xué)的問題，同學(xué)們可采用幫答的形式討論以提高學(xué)習(xí)活躍度和學(xué)習(xí)經(jīng)驗。課文課的重心在于梳清文篇脈絡(luò)，能讓學(xué)生更深入地了解筆者想要表達(dá)的感情。通過分析后得出的學(xué)生個性化學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)直接推送給教師，教師最后匯總學(xué)生問題并展示，讓學(xué)生進(jìn)行二次討論。最后根據(jù)學(xué)生探究過程中出現(xiàn)的問題制作成課堂檢測，通過檢測分?jǐn)?shù)反饋出兩個方面的效果，一個是課堂問題的解決程度，另一個是學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。這種模式也僅適用于課文課。

（二）作文課眾所周知，作文課是語文課堂最關(guān)鍵的組成部分，也是檢驗課堂質(zhì)量的風(fēng)向標(biāo)。智慧課堂克服了傳統(tǒng)作文課中單一教法，運(yùn)用人工智能的組合系統(tǒng)，推動作文課向多元化、立體化和互動化發(fā)展。阜陽三中的部分班級在進(jìn)行作文課時，教師在課前通過平板發(fā)送消息，通過讓學(xué)生發(fā)送關(guān)鍵詞的方式收集學(xué)生的作文意向。隨著高考作文趨勢由命題向半命題作文轉(zhuǎn)變的趨勢，作文課教學(xué)模式也隨之發(fā)生改變。在課中，教師選取出現(xiàn)次數(shù)較高的兩個關(guān)鍵詞并選取相關(guān)片段分享到學(xué)習(xí)平臺，學(xué)生在寫作之前自由發(fā)表對關(guān)鍵詞的看法，其他同學(xué)通過點(diǎn)贊和評論的方式進(jìn)行點(diǎn)評互動。在交流過后，學(xué)生自由選擇其中一個進(jìn)行寫作，寫作過程中允許在學(xué)習(xí)平臺討論，方便學(xué)習(xí)系統(tǒng)對多維度數(shù)據(jù)的深度挖掘。寫作結(jié)束后，學(xué)生可以選擇性的把作文分享到交流平臺，或者直接以附件的方式提交給教師，這在一定程度上提高了課堂效率和教師的批改效率。

（三）閱讀課閱讀是提增強(qiáng)學(xué)生語文學(xué)科核心素養(yǎng)的主要路徑。隨著教育信息化的不斷推進(jìn)，學(xué)生的閱讀途徑逐漸增加，智慧課堂把電子書包課堂模式帶入語文閱讀課中，豐富了語文教學(xué)模式，也拓寬了學(xué)習(xí)者的閱讀渠道。智慧課堂通過情境感知、數(shù)據(jù)挖掘等方式可以超前預(yù)知學(xué)習(xí)者潛在的學(xué)習(xí)需求，實現(xiàn)教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的立體化溝通與交流。[5]在阜陽三中的閱讀課上，學(xué)生有以下閱讀選擇，分別為文本閱讀、教師資源推送閱讀和申請鏈接閱讀。第一種文本閱讀是傳統(tǒng)的閱讀方式，學(xué)習(xí)者任意取閱圖書角的圖書并閱讀，摘抄在筆記本上。第二種是科大訊飛平臺上的語文班級課堂文件中的閱讀資源，由教師進(jìn)行選擇和推送，學(xué)生點(diǎn)開分享后可用平板進(jìn)行標(biāo)記和收藏，智能平臺把學(xué)生的閱讀進(jìn)度和標(biāo)記情況及時反饋給教師終端，教師進(jìn)行監(jiān)督和檢查。第三種是開放式閱讀，學(xué)生通過平臺發(fā)送自己想閱讀內(nèi)容的申請鏈接，教師審閱后同意并發(fā)起網(wǎng)絡(luò)，學(xué)習(xí)者自由閱讀，教師可在終端平板上監(jiān)控學(xué)生的閱讀界面。這三種閱讀方式供學(xué)生自由選擇，平臺會根據(jù)學(xué)生的需求分析、閱讀進(jìn)度和與閱讀反饋進(jìn)行分析，以數(shù)據(jù)的形式推送給教師，為教師制定個性化輔導(dǎo)提供實踐依據(jù)。

三.結(jié)語

阜陽三中的智慧課堂應(yīng)用實現(xiàn)了從富有特色的翻轉(zhuǎn)課堂到現(xiàn)代信息技術(shù)條件下的教學(xué)工程的初步轉(zhuǎn)變，在不同類型的語文教學(xué)活動中，教師均依循現(xiàn)代教育理念對學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的收集與應(yīng)用做了卓有成效的探索，人工智能與學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的融合成為提升教學(xué)效率的重要方法。語文智慧課堂的普及，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，落實了個性化學(xué)習(xí)的理念，提高了教師的教學(xué)效率，實現(xiàn)了過程性管理的教學(xué)理念。近一兩年的語文實踐，充分證明了人工智能深度融合教育的有效性，并展現(xiàn)了充滿希望的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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[2]孫洪濤，鄭勤華.教育大數(shù)據(jù)的核心技術(shù)、應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2016（05）

[5]劉邦奇.當(dāng)智慧課堂遇到大數(shù)據(jù)[J].教育技術(shù)資源與應(yīng)用，2015（7）.

作者：李夢如 李鵬飛 單位：阜陽師范大學(xué)文學(xué)院