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以人工智能撬动教学变革
■李宏生 赵立群
在数字化时代,人工智能已成为教育变革的重要驱动力。建湖县秀夫小学利用大数据精准研析学情,融合多元场景构建新型教学模式。从课前基于学习画像的学情诊断与教学设计,到课堂中利用智能工具赋能的沉浸式互动与实时反馈,再到课后作业智能批改与个性化学习的路径规划,我们将AI技术与教育教学深度融合,打造教学评一体化智慧校园。
精准分析学情,优化教学设计。传统的教学设计往往依赖教师的过往经验和主观判断,对学生学情的把握不够精准。而人工智能凭借其强大的数据收集和分析能力,能为教师提供全面、准确的学情信息。为此,秀夫小学专门开展人工智能培训活动,大力推进人工智能在教学中的深度应用。
课前,教师借助“e 卷通”智能学情分析系统,全面收集学生在学习过程中的作业完成及课堂表现等方面的数据,精准了解学生对知识的掌握程度、学习兴趣和行为习惯等,然后利用人工智能辅助教学设计,精心生成个性化教学方案。教师还可在人工智能协助下设定教学目标,确保目标既具体又可衡量,贴合学生的实际发展水平。
创新教学活动,提升课堂效率。课堂作为教学的核心场所,如今正因人工智能的融入而焕发出新的活力。秀夫小学作为江苏省 “智慧校园”示范校,同时也是县域内唯一配备智慧教室的学校,积极引领教育创新潮流。学校教师借助智慧教室的先进设备,将虚拟现实(VR)与增强现实(AR)技术巧妙运用到教学实践中,为学生精心打造沉浸式学习环境。
科学课,教师利用“NB实验室”模拟平台,开展现实中存在危险或难以操作的实验,如观察化学反应、探索宇宙奥秘等,使抽象的知识瞬间变得直观、生动;美术课,教师利用AR 技术,使三维立体的动物模型跃然眼前,让学生能够清晰地观察动物的外形特征,深入了解其生活习性,学习过程充满趣味性。此外,学校所有教室均安装电子白板,教师可以借助其互动功能,轻松发起课堂小测验、组织小组讨论、进行实时答疑,充分激发学生的学习兴趣与参与热情。
智能批改作业,精准反馈学情。传统的作业批改模式,既大量消耗教师的时间与精力,也难以做到及时、精准反馈。秀夫小学积极引入人工智能,协助教师完成作业批改工作。针对选择题、判断题等客观题,智能作业批改系统可瞬间识别答案并即刻评分;针对作文等主观题,系统可借助自然语言处理和图像识别技术,进行初步剖析与评价。语文教学中,教师可以借助AI作文批改系统,从作文结构、语言表达、文章立意等层面寻找优点与不足,同时推送优秀范文供学生借鉴;数学教学中,作业批改系统能够识别学生的解题步骤,精准判断解题思路,指出错误步骤,给出详细解析与提示,大大提升了教师批改作业的效率。
课后,教师可以借助人工智能对学生作业数据进行统计和分析,生成个性化学情报告,详细分析学生对知识点的掌握程度、作业完成的时长与效率、常见错误类型等关键信息。教师依据学情报告能够精准掌握每个学生的学习状态,为后续更好地开展个性化辅导夯实基础。学生也能通过学情报告清晰了解自身优势与短板,从而有针对性地进行学习。
构建学生学习画像。我们深刻认识到,大数据技术有助于规划个性化学习路径。学校教师凭借各类智能设备与学习平台,全面收集学生学习过程中产生的海量数据,涵盖学习行为数据、学习成果数据、学习情感数据等。
我们利用先进的数据挖掘技术和机器学习算法对数据进行深度剖析,科学构建起每个学生的专属学习画像。例如,教师可以借助人工智能技术分析学生在数学学习中对不同类型题目的作答状况,精准判断出学生在逻辑推理、空间想象、计算能力等方面的优势与短板;可以根据学生在阅读平台上的阅读偏好,清晰了解学生的兴趣领域和阅读水平。
满足学生多样化需求。每个学生都是独一无二的个体,有着不同的学习基础、兴趣爱好、认知风格与学习习惯,“一刀切”的传统教育模式已无法满足学生多元化个性成长需求,而人工智能技术恰为破解这一难题提供了有力的保障。
例如,在数学课堂上,教师利用人工智能平台分析学生在平时测验、作业完成和课堂互动中的表现,生成每个学生的学习数据档案。平台会根据这些数据推荐个性化的学习内容,如针对学生计算能力不足的问题,平台会推荐相关的练习题和视频教程;对知识掌握较好的学生,平台则会推荐更具挑战性的学习任务。教师可以利用这些数据进行更有针对性的指导,确保每个学生都能行走在最适合自己的道路上。
实时优化学生学习过程。学生的学习过程是一个持续演变的进程,随着学习的逐渐深入,学生的知识储备、学习技能以及兴趣爱好都在不断发展变化。为精准把握这一动态过程,学校积极引入大数据与人工智能技术,实时追踪学生学习进展。智能系统依据学习反馈和不断更新的数据,灵活调整学习方案,确保更契合学生当下学习状态。一旦学生学习遇到困难,如效率降低、成绩下滑等,系统会迅速进行分析,精准定位问题,优化学习内容与教学方法,提醒教师进行一对一辅导。若学生对某学科展现浓厚兴趣,系统同样会做出敏锐反应,主动拓展深度与广度适宜的学习内容,及时满足学生的求知欲,帮助学生在自己擅长的领域深耕,促进特长发展。
人工智能已成为撬动教育变革的关键杠杆,我们教育工作者必须顺势而为,主动作为,将人工智能全方位嵌入教育教学的“肌理”。这既是时代赋予的使命,更是为国家培育面向未来的创新人才的必由之路。
(李宏生系建湖县秀夫小学党支部书记、校长,江苏省教育家型校长创新培育计划培养对象;赵立群系建湖县秀夫小学信息技术教师)