◆本案例入選教育部《2023年度智慧教育優(yōu)秀案例》
【摘要】智慧教育的實施應該是要滲透到教學的各個方面,才能夠?qū)崿F(xiàn)賦能教學、促進深度學習、提升教師專業(yè)成長的目的。技術賦能教學是通過更優(yōu)的途徑去實現(xiàn)教學目標的達成。發(fā)展能力、優(yōu)化過程、科學反饋三者是實施智慧課堂的三個途徑,如何優(yōu)化實施途徑就是智慧教育的重要過程。
【關鍵詞】智慧教育;教學評;實施策略
【作者】陳建平 黃欣華 何金聯(lián)
智慧教育不僅僅是硬件的智能,還應該包含教師靈活的思維、學生熟練的方法。所以智慧教育的實施應該關注到教師、學生、課堂、硬件。時間軸上智慧教育應該滲透到課前、課中、課后。所以在實施智慧教育的時候應該兩條線同時融合推進。
在智慧教育實施中,需要解決的問題有;
1.如何依托智慧課室,豐富教學資源,使課堂資源個性化流動。
2.如何借助智慧理念,構(gòu)建智慧課堂教學模式,讓課堂學習更加高效。
3.如何利用智慧系統(tǒng),優(yōu)化評量體系,使學生評價反饋更及時、真實、有效。
4. 如何利用現(xiàn)代化手段,對教師的教學過程進行非人工干預的智能化測評,以此推進教師專業(yè)能力的成長。
一、以AI智能測評,提升教師的專業(yè)水平
教師教學活動設計的有效性直接影響到教學目標的達成,教師教學活動設計能力的培養(yǎng)是教師教學的重要能力。通過借助客觀的Ai人工智能軟件對教師教學行為進行測評與分析,可以促進教師個人教學水平的提升,通過教學目標的達成,從而也能促進學生學科素養(yǎng)的提升。
(一)AI智能測評對教師教學行測量的目的
1.通過智能測評反饋提升教師的教學能力。教學相長是一個很常態(tài)的話題,教師要努力的去提升教學能力水平,沒有完美的教師和完美的課堂。教師的對于課堂的把控能力是在實踐中積累起來的,教師每一節(jié)課的活動設計或有效、或多于。通過對某一類型或者某一章節(jié)的課進行活動設計測評,可以提升教師對問題的應對和預測能力,長時間的強化可以加強教師在課堂行為設計目的性更強,結(jié)果更有效性,學生的能力素養(yǎng)得到更深的鍛煉。
2.在教學研究中引入人工智能測評能更準確提升測評信度。線下教研的形式多是聽課-評課的過程。在聽課的環(huán)節(jié)中,教師的教學過程多用紙筆記錄,維度比較單一,評課的時候帶有個人的情感色彩,使得評課反饋缺乏客觀性?;谥悄茉u課系統(tǒng),大家在聽過過程中參與到評課中,通過后臺數(shù)據(jù),分析每一個環(huán)節(jié)或者教學行為的優(yōu)劣或者有效性,使得教研過程在聽課中完成,結(jié)果在課程結(jié)束后立即呈現(xiàn)。少了人為的主觀因素,使評課更加有信度。
3.信息化2.0時代,以教學增值為目的的教學研究需要形成證據(jù)驅(qū)動的教學評價新范式。在數(shù)據(jù)智能時代下,教育評價正經(jīng)歷從數(shù)字到數(shù)據(jù)再到數(shù)智的轉(zhuǎn)變,開展證據(jù)驅(qū)動的增值評價需要理論與實踐創(chuàng)新,因此有必要對增值評價的理念、模型、方法、應用等方面進行再審視,推動增值評價理論體系的完善。隨著大數(shù)據(jù)與人工智能的興起與發(fā)展,可以對教學過程中的行為進行全方位、全過程、全內(nèi)容追蹤和采集。大數(shù)據(jù)與人工智能的結(jié)合可以進一步賦能增值評價,通過對學習過程鏈條和學與教關系數(shù)據(jù)的融合分析,能夠更精準、更科學地開展增值評價,促進形成新的教學評價新方式。
4.人工智能測評引入可促進校本教研的有效性和實踐性。校本研修范圍是以學校為主題,以科組或者備課組為單位的教研。校本研修不夠系統(tǒng)全面、缺少框架;校本研修的活動僅憑教師個人經(jīng)驗開展,沒有太多的理論支撐和研究;校本研修舉行了較多的研修活動,但是缺少過程性材料,對于研修活動沒有積累材料的意識。通過以上可以知道,校本研修缺乏系統(tǒng)的評價體系,過程材料無法留痕,這恰恰是智能測評的優(yōu)勢所在。讓一個的教研變成現(xiàn)實,更能突破時間和空間的限制。
(二)AI智能測評對教師教學行測量的途徑
1.課例觀課議課。觀課教師團隊使用議課APP進行觀課數(shù)據(jù)紀錄,標記關鍵的時間點,以文字、照片、錄音、錄像方式記錄觀察重點內(nèi)容議課APP自帶多種觀議課焦點類型,此外,學區(qū)或?qū)W校也可以制定校本觀議課校本研討焦點,也可以教師個人自定觀議課焦點類型。

2.AI人工智慧測評結(jié)果解讀。通過對視覺化的圖表研究,為觀議課討論以及教師自我精進的總結(jié)參考、測評。以課堂教學實錄、教學行為數(shù)據(jù)特征、標記信息曲線、專家標記清單、標記內(nèi)容等數(shù)據(jù),平臺對課程進行智能賦分。
3.Ai智能測評有效性的監(jiān)測。利用智能化測評軟件,軟件的可靠度是需要驗證的。我們通過對于異常低評價或者高評價的進行人為的介入反饋,確保測評的結(jié)果是有信度的。
4.教師教學行為的有效性研究。所有的監(jiān)測結(jié)果或者智能測評分數(shù)都是為了監(jiān)測教師教學行為的有效性。通過平臺智能評分、學生的學習效果反饋、學科素養(yǎng)是否得到發(fā)展等方面再反之檢驗教師的教學行為是否有效,教師的教學技能是否得到提升。
.png)
(三)AI智能測評對教師教學行測量的目標
1.將智慧教育的中心問題研究定位于“教”。杜威的兒童中心論使得大多數(shù)的研究都將主體定位學生的學。但是教學相長,作為專業(yè)技術人員的教師,自生專業(yè)知識和技能也是不可缺少的。本課題立足教師的教為主題,力圖通過信息化的測評引入,提升教師在教學過程中的活動設計能力和行為實施的有效性。
2.順應教學信息化的變革,提升教師的信息化素養(yǎng)。信息化2.0時期,教師的信息化能力水平也要得到提升。隨著信息化與教學的深度融合,大數(shù)據(jù)用于診斷和反饋越來越廣泛。利用信息化手段收集教學過程中的大數(shù)據(jù)并給出反饋,使“教研——教學”都能引入信息化,可以加深信息化于教學的深度融合。
3.通過AI智能測評的實施,促進校本研修的發(fā)展。以研促教使教師教學技能增加的有效手段。常規(guī)教研活動需要聽課教師或者教研員到校完成聽評課。校本教研通過學校作為范圍主體,通過ai測評,校本教研可以突破空間和人員的限制,教師上完課即可得到上課只能測評結(jié)果,大大促進了校本研修的便利性。
4.創(chuàng)新AI教研模式?;贏I智能測評的模式如下,本模式通過創(chuàng)新的“信息化+教研”教研模式,讓信息化進入教研中,促進新的教研模式的創(chuàng)新。
.png)
二、多平臺利用,營造全面發(fā)展空間
網(wǎng)上學習空間是基于課程+主題討論構(gòu)造起來的網(wǎng)絡學習平臺,它體現(xiàn)了創(chuàng)客是技術+創(chuàng)意的結(jié)合,針對時間和空間有限的創(chuàng)客成員,提供了有效的學習支持和能力提升幫助
(一)學習空間的實施過程
1、首先搭建線上課程。通過UMU的線上課程,秀外創(chuàng)客輔導團隊創(chuàng)建了Arudino入門、Mixly創(chuàng)意電路、Mind+圖形化編程、3D打印、激光切割等多門課程,上傳了100多個視頻、近200個代碼,為社員的自主學習提供了多樣的學習材料。
2、結(jié)合競賽活動組織主題討論,提升創(chuàng)意。對于即將進行的競賽設立課程,除了發(fā)布競賽信息、要求等相關材料外,還設立討論環(huán)節(jié),通過引導全體社員參與討論、分享,不但使競賽參與者對競賽項目了解更深、作品更完善,其他社員也從中獲益。
3、組織話題討論。創(chuàng)客是技術與制造的結(jié)合,通過社長、輔導老師的前期摸查,適時在QQ、微信上發(fā)起討論,社員們可以就他們感興趣的話題開展探討,本學年討論了ESP32/8266的使用、人工智能技術(教材)、chatGPT、語音識別模塊。
4、組織完成社團作品。通發(fā)起討論,匯聚社員的各方面意見,做出大家都覺得有“意思”的作品。今年為了配合鄭老師的人工智能區(qū)公開課,她課的主題是“人工智能作詩”,所以社團也是以“詩人”為主題,利用語音識別模塊,制作出了“秀秀詩人”這一可以朗讀詩詞的作品。
(二)網(wǎng)絡學習空間充分體現(xiàn)了創(chuàng)客技術+創(chuàng)意的內(nèi)涵,促進了學生信息化能力水平的提升。
1.通過提供恰當?shù)幕A課程,有效提升學生的技術水平針對不同技術層次、硬件等提供了多門課程,可以讓學生根據(jù)自身需求來選擇相應的課程進行自主學習;課程的每個小節(jié)都提供了文字、視頻、代碼等參考,并輔以作業(yè)、考試等有效的檢測方式,讓學生能夠快速完成自我學習評判;
2.通過開啟學習證書,提高學習動力、有效激勵學生完成課程學習。討論、分享的活動,有效提升學生思維水平,分享和討論在創(chuàng)客中扮演著非常重要的角色,它可以促進創(chuàng)新和學習。例如,創(chuàng)客可以了解其他人對相同事件的認知和看法,這樣就可以找到新的靈感和想法。此外,分享可以使得創(chuàng)客更好地理解他們所研究和創(chuàng)造的內(nèi)容,因為通過分享過程中的對話和討論,可以更好地理解自己的知識和經(jīng)驗。
(三)利用閱讀空間,開啟智慧閱讀
經(jīng)過調(diào)研,發(fā)現(xiàn)部分學生家中書籍數(shù)量不充足,閱讀量不大;整本書閱讀在無人輔助情況下,部分學生也難以堅持閱讀;而部分書籍因其知識性遠超過趣味性,這類概述性、介紹性讀物往往會顯得枯燥無味,部分學生因為自我耐心、閱讀障礙、課業(yè)負擔等主客觀原因,閱讀本書的興趣和動機逐漸減弱。本案例旨在借助新的智慧閱讀途徑,彌補學生閱讀資源的缺乏,力圖改善學生閱讀量和閱讀質(zhì)量不高的問題。
1.閱讀空間智慧化。隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術的發(fā)展,閱讀空間也在科技的賦能之下不斷升級轉(zhuǎn)型,學校圖書館也正朝著智慧化的方向發(fā)展。學校的智慧圖書館實現(xiàn)了課內(nèi)課外閱讀一體化、線上線下混合式閱讀全覆蓋,培養(yǎng)了學生的閱讀興趣和習慣,提升了師生的閱讀品質(zhì)。同時,學校的智慧圖書館為閱讀提供更優(yōu)質(zhì)的服務和推送,提供閱讀的交流和互動,給讀者更愉悅的閱讀體驗。
2.閱讀管理智慧化。依托“廣州智慧閱讀APP”,實現(xiàn)閱讀管理智慧化。近年來,廣州市利用大數(shù)據(jù)等數(shù)字化技術,著力打造智慧閱讀平臺。基于大數(shù)據(jù)技術,平臺生成學生閱讀數(shù)據(jù),實現(xiàn)學生閱讀過程的可知、可控、可導。為讓學生的閱讀參與感更強,智慧閱讀平臺專門開發(fā)“班級悅讀圈”功能,鼓勵學生用文字、語音或視頻等方式,分享、交流每天的閱讀記錄和心得。平臺還收集數(shù)據(jù),分析生成閱讀數(shù)量、積分、打卡天數(shù)三個排行榜。學生可查看閱讀排名情況,與同伴開展閱讀競賽。
3.閱讀課堂智慧化。為進一步提高學生的閱讀積極性,學校以智慧閱讀課堂為依托,創(chuàng)新閱讀教學形式。如充分利用HiTA5的即問即答、搶權(quán)、挑人、翻牌、統(tǒng)計圖、照片上傳等功能,提高課堂分享探究效率,實現(xiàn)信息技術與學科閱讀的融合,為名著閱讀教學提質(zhì)增效。
三、基于大數(shù)據(jù)“收集-反饋-推送”模式的智慧課堂實施
提到大數(shù)據(jù),這是一個很熱的詞語。大數(shù)據(jù)在教學中的應用更是賦能于教學,將學情診斷、過程跟蹤、智能推送應用于實際教學,不僅減輕了教師把脈教學的任務,更是將個性化學習落到實處。大數(shù)據(jù)的使用有三個問題必須解決:1、收集足夠量的數(shù)據(jù)2、基于大數(shù)據(jù)的問題反饋3、個性化問題解決策略。少了任何一個環(huán)節(jié),都不是大數(shù)據(jù)全局應用。
1、基于極課大數(shù)據(jù)平臺的智慧課堂實施策略
(1)大數(shù)據(jù)的精準化必須依賴于大量數(shù)據(jù)的收集。極課數(shù)據(jù)在收集數(shù)據(jù)方面, 以午練、課后作業(yè)、單元練習、期中考試為收集點全面收集學生課后練習數(shù)據(jù)。教師只需要將練習做簡單編排上的改變,就可以利用掃描儀將情況收集到系統(tǒng)中。以物理為例,午練和課后作業(yè)的頻次比較高,一周約為三次,大量的數(shù)據(jù)收集不僅可以反饋出學生每個知識點的情況,長時間的跟蹤也可反映出學生階段性知識的掌握情況和連貫學習情況的變化。
.png)
(2)全面的數(shù)據(jù)分析。為充分落實“雙減”政策,我校不再設置月考,只安排各學科的單元性練習,為了搜集學生學習情況,要求單元練習的試卷要在極課平臺批改。極課數(shù)據(jù)分析比較全面,通過以上圖表可以知道,在數(shù)據(jù)分析的時候, 極課給出了 10 個維度的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)包括了學生個人的、學科的、年級的、教師任教的情況,比較豐富。
(3)合理化的數(shù)據(jù)應用。在年級層面匯總數(shù)據(jù)后做全級分析,可以對學生層次、學科貢獻、教師教學等方面進行綜合評價,基于全面的數(shù)據(jù)分析使得問題具有針對性,策略制定科學性。教師可以通過橫縱向?qū)Ρ?,了解本學科在任教班級的情況,及時找到學生在學習本學科的出現(xiàn)的問題。也可以通過和其他班級的對比,診斷自己的教學情況。
.png)
(4)大數(shù)據(jù)的作用如果僅僅是停留在數(shù)據(jù)的呈現(xiàn),還算不得大數(shù)據(jù)的使用, 個性化的數(shù)據(jù)必然針對于個性化的學習策略。智能化推題、個性化推送才是最終大數(shù)據(jù)的落腳點。結(jié)合極課的錯題打印機,將智慧課堂走完了最后一步。通過平時練習錯題的積累,學生可以將做過的錯題打印出來重新做一遍,系統(tǒng)還可以根據(jù)學生學習情況,推送一定的題目讓學生完成,對于薄弱的知識點,學生還可以打印出來,進行二次或者多次學習。
2、利用極課大數(shù)據(jù)平臺智慧課堂模式達到的目標
(1)通過學生學情跟蹤,學生的學習情況一目了然,教師才能講在關鍵處、練在薄弱處。不僅減輕了學生的負擔,也是教學成績有了提高。符合當前的雙減工作實施。
(2)案例的應用期許基于大數(shù)據(jù)的精準教學、診斷、反饋,進一步提升教學效能。在案例實施中,信息化的引入對教學測評和診斷起到了非常大的促進作用;
(3)個人的數(shù)據(jù)為個性化輔導提供了依據(jù),我們通過錯題再做、薄弱推送等策略提升學生的學習效果。利用年級的學情大數(shù)據(jù),精確分層培養(yǎng),采用頭尾培優(yōu)輔差,中間提升鞏固的策略,鞏固教學效果。極課數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)的源頭到數(shù)據(jù)的利用做到了一慣性,是比較難得的對數(shù)據(jù)重視的信息化課堂改革方式。
(4)在大家都重課堂的時候它將重點放在了課后數(shù)據(jù)的挖掘,是把握住信息化課堂的本質(zhì)的。但是學生數(shù)據(jù)使用和呈現(xiàn)只能通過錯題打印機呈現(xiàn),沒有平板等硬件是無法充分滿足個性化學習的。故為了彌補這樣的不足,平板的使用可以優(yōu)勢互補的。
四、案例反思
智慧教育的實施是努力尋找到智慧課堂與學科教學的融合之路,以智慧課堂促進學科深度學習,并且積極探索智慧教研對于教師專業(yè)能力成長的途徑。探索利用智慧課堂共享、開放的網(wǎng)絡,讓教學更多地關注到學生,使師生的優(yōu)質(zhì)教學資源流動起來的方法,打造課內(nèi)、課外、校內(nèi)、校外多渠道聯(lián)同的學習模式,探究學習資源即時、個性化調(diào)用對學生學習提升的作用。立足于每一個學科都具有自身的特點,在學科教學和學習中現(xiàn)有的問題在信息化引入后,得到一定量的優(yōu)化或者解決。最后有效運用精細化教學決策,調(diào)整已有的教法與學法,與學科深度融合,建立更有效能的新教法與學生學習策略,構(gòu)建在智慧課堂下的新教學模式。通過智慧設備掌握學生對一個問題的思維過程和學習記錄,通過教師的評估診斷后,以教學目標為主軸進行討論和引導。探究在智慧課堂的診斷下,及時反饋學生對學生成績的促進作用,建立對學生診斷-評價-反饋新方法。通過人工智能的測評,對教師教學行為的有效性進行測評,對課堂過程的活動設計有效性進行研究,由此推動教學效果的提升,從而促使“雙減”工作的落實。
信息賦能教學,教學促進人的發(fā)展,智慧教育應該是智慧型的教師利用智能的設備去提升人的智慧。善假于物而自善,活也。