智能教育在個(gè)性化教學(xué)中實(shí)踐

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摘要：闡述智能教育平臺(tái)提供的預(yù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)個(gè)性化推薦機(jī)制改變了學(xué)生傳統(tǒng)的方式，探討因材施教理念轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)，智能教育中知識(shí)點(diǎn)的個(gè)性化教學(xué)實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：智能教育；知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)化，個(gè)性化教學(xué)。

0引言

國(guó)外研究者提出個(gè)性化推薦主要研究?jī)蓚€(gè)問(wèn)題：（1）如何根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)風(fēng)格、認(rèn)知風(fēng)格為其獲取學(xué)習(xí)資源，（2）如何為學(xué)習(xí)者展示學(xué)習(xí)內(nèi)容[1]。淘寶首頁(yè)的個(gè)性化推薦機(jī)制，就是以上述兩個(gè)問(wèn)題為基礎(chǔ)，按照用戶的近期購(gòu)買物品種類、消費(fèi)水平、個(gè)人風(fēng)格偏好等進(jìn)行物品的推薦。但這種機(jī)制并不適用于智能教育的知識(shí)點(diǎn)個(gè)性化推薦，原因有兩點(diǎn)：（1）無(wú)法對(duì)學(xué)生當(dāng)前的認(rèn)知結(jié)構(gòu)進(jìn)行診斷。（2）基于行為數(shù)據(jù)推算的精確度不高，有時(shí)候?qū)W生的潛在能力和實(shí)際表現(xiàn)出的能力有所差別。袁路妍老師提出個(gè)性化學(xué)習(xí)資源的推薦主要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)偏好、知識(shí)水平等來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的推薦[2]。因此我們將智能教育中的“預(yù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)個(gè)性化推薦”定義為：在人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)，認(rèn)知診斷模式的基礎(chǔ)上，首先利用在線學(xué)習(xí)平臺(tái)上的大量學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，其次認(rèn)知診斷機(jī)制實(shí)現(xiàn)學(xué)生內(nèi)部知識(shí)結(jié)構(gòu)的認(rèn)知診斷,最后進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)資源的推送。這樣的定義不僅給出了智能教育中知識(shí)點(diǎn)形成的基礎(chǔ)條件，也給出了進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)個(gè)性化推薦的主要步驟，是較為完整的定義。

1傳統(tǒng)預(yù)習(xí)方式及其弊端

隨著課標(biāo)的改革、智能教育的發(fā)展，傳統(tǒng)的預(yù)習(xí)方式所帶來(lái)的弊端越來(lái)越明顯。（1）浪費(fèi)教師安排內(nèi)容的時(shí)間。新的教育形勢(shì)促使著學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力大，教師的教學(xué)任務(wù)重。教師每天的工作除了上課還有開(kāi)會(huì)、批改作業(yè)、備課、學(xué)習(xí)新知等。這些繁重的任務(wù)之外還要安排學(xué)生預(yù)習(xí)內(nèi)容，這樣無(wú)疑不是浪費(fèi)教師大量的時(shí)間。（2）形式單一內(nèi)容枯燥。據(jù)調(diào)查顯示，傳統(tǒng)的預(yù)習(xí)方式可分為三類：①熟讀課本后看課后習(xí)題；②參考書前的課后題；③教師帶領(lǐng)大家并布置習(xí)題。單一的形式和枯燥的內(nèi)容，容易抹殺學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、降低學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，產(chǎn)生叛逆心理，不利于知識(shí)的學(xué)習(xí)。（3）優(yōu)等生、差等生差異明顯。在傳統(tǒng)預(yù)習(xí)知識(shí)的安排中，教師安排的教學(xué)內(nèi)容具有統(tǒng)一性，所有的學(xué)生都需要做一樣的題。不同認(rèn)知層次和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的學(xué)生想達(dá)到目標(biāo)的難易程度就會(huì)有明顯的差異。對(duì)于優(yōu)等生來(lái)說(shuō)小菜一碟，對(duì)基礎(chǔ)相對(duì)較差的學(xué)生來(lái)說(shuō)就比較吃力，容易放棄。再加上還要靠學(xué)生的自覺(jué)性和家長(zhǎng)的配合，這就導(dǎo)致相當(dāng)一部分學(xué)生不能按時(shí)完成教師布置的內(nèi)容。優(yōu)等生和成績(jī)較差的學(xué)生之間的差異越來(lái)越明顯,鴻溝越來(lái)越大。

2知識(shí)點(diǎn)個(gè)性化推薦機(jī)制

一次完整的個(gè)性化推薦，以系統(tǒng)中的頁(yè)面展示開(kāi)始，也以頁(yè)面展示結(jié)束，在這個(gè)過(guò)程中需要經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的計(jì)算，才能完成個(gè)性化的推薦。智能教育帶來(lái)的知識(shí)點(diǎn)個(gè)性化推薦主要是基于收集習(xí)題作答數(shù)據(jù)、認(rèn)知診斷、個(gè)性化推薦這三個(gè)主要步驟再加上學(xué)習(xí)資源庫(kù)、知識(shí)庫(kù)、個(gè)性化推送策略庫(kù)，并結(jié)合認(rèn)知診斷引擎、個(gè)性化推送引擎建構(gòu)起了一個(gè)基本的框架。軟件運(yùn)行。為使大家能夠更加清楚明確的理解智能教育中個(gè)性化知識(shí)點(diǎn)的推薦機(jī)制和運(yùn)行規(guī)律，本文以“提分視頻”軟件中，小學(xué)“三年級(jí)分?jǐn)?shù)的簡(jiǎn)單加減法”這一節(jié)為例，進(jìn)行詳細(xì)的介紹。知識(shí)點(diǎn)個(gè)性化推薦推薦的知識(shí)點(diǎn)以知識(shí)點(diǎn)類型為中心，形式多樣化。富含寬闊的學(xué)習(xí)資源庫(kù)，以收集作答數(shù)據(jù)開(kāi)始。登錄軟件后能夠選擇科目、年級(jí)、章數(shù)、節(jié)數(shù)。筆者登錄后選擇了小學(xué)三年級(jí)數(shù)學(xué)科目的“分?jǐn)?shù)的簡(jiǎn)單加減法”這一節(jié)進(jìn)行（如果以往的、看視頻、課后做題都在這個(gè)軟件上，軟件就忽略第一步，按照你以往的做題成功率、題型偏好進(jìn)行內(nèi)部認(rèn)知診斷后直接進(jìn)行第二步）。第一步：軟件中先給出了上一節(jié)有關(guān)分?jǐn)?shù)的認(rèn)識(shí)的8個(gè)選擇題1個(gè)連線題，以驗(yàn)證學(xué)習(xí)者是否掌握了上一節(jié)的知識(shí)。如果回答正確率達(dá)到了80%，就可以進(jìn)行這一節(jié)知識(shí)的正式。第二步進(jìn)入到正式，首先給出一個(gè)本節(jié)內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)講解的微視頻大概8min，觀看完以后需要作答相關(guān)的題目一共10道。（這10道題不是隨機(jī)給出的是按照不同知識(shí)點(diǎn)、你平時(shí)答題所反映的認(rèn)知基礎(chǔ)等因素綜合形成的不同難易程度的習(xí)題）根據(jù)完成答案的正確率獎(jiǎng)勵(lì)數(shù)量不同的小金豆（小金豆可在首頁(yè)商品城兌換商品或課程代金券），獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加自信。點(diǎn)擊做錯(cuò)的題目時(shí)，可出現(xiàn)正確答案和相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)導(dǎo)學(xué)視頻，看完視頻后從學(xué)習(xí)資源庫(kù)中抽取該知識(shí)點(diǎn)的試題，直到所有知識(shí)點(diǎn)正確完成為止。模型建立。知識(shí)點(diǎn)個(gè)性化推薦研究的核心就是學(xué)習(xí)者和學(xué)科知識(shí)點(diǎn)這兩部分內(nèi)容，因此必須從這兩部分入手分別建立學(xué)習(xí)者模型和建立知識(shí)點(diǎn)關(guān)系模型。（1）建立學(xué)習(xí)者模型。知識(shí)點(diǎn)個(gè)性化推薦的重中之重就是“個(gè)性化”，而研究學(xué)習(xí)者才是實(shí)現(xiàn)“個(gè)性化”的唯一途徑，因此建立學(xué)習(xí)者模型是必不可少的步驟。學(xué)習(xí)者模型主要是為了記錄和描述學(xué)習(xí)過(guò)程，例如學(xué)習(xí)時(shí)間記錄、學(xué)習(xí)風(fēng)格偏好、知識(shí)點(diǎn)的掌握、學(xué)習(xí)總體進(jìn)度等等。學(xué)習(xí)者模型可分為與知識(shí)相關(guān)的和非知識(shí)結(jié)構(gòu)部分兩部分，第一部分主要用于記錄學(xué)習(xí)過(guò)程，第二部分用來(lái)體現(xiàn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)策略、學(xué)習(xí)偏好等指標(biāo)。（2）建立知識(shí)點(diǎn)關(guān)系模型。建立知識(shí)點(diǎn)的關(guān)系模型是知識(shí)個(gè)性化推薦的一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容。各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之間不是獨(dú)立存在的，而是以網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形式相互聯(lián)系的。知識(shí)網(wǎng)中一個(gè)知識(shí)點(diǎn)往往與很多其他知識(shí)點(diǎn)相聯(lián)系，往往是前后關(guān)系、因果關(guān)系等。因此必須建立知識(shí)點(diǎn)關(guān)系模型方便梳理和調(diào)配知識(shí)點(diǎn)。圖1為知識(shí)點(diǎn)關(guān)系模型圖。（3）知識(shí)點(diǎn)個(gè)性化推薦相應(yīng)庫(kù)介紹。實(shí)現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)個(gè)性化推送必須要有三個(gè)庫(kù)：學(xué)習(xí)資源庫(kù)、知識(shí)庫(kù)和個(gè)性化推送庫(kù)。①知識(shí)庫(kù)。知識(shí)庫(kù)的建立是知識(shí)點(diǎn)個(gè)性化推送的核心，在個(gè)性化推送中有著極其重要的作用，也是進(jìn)行認(rèn)知診斷、選擇個(gè)性化推送策略進(jìn)行個(gè)性化推送的基礎(chǔ)。知識(shí)庫(kù)按照知識(shí)關(guān)系的維度劃分可分為知識(shí)點(diǎn)、知識(shí)組塊、知識(shí)群組。知識(shí)點(diǎn)是指與學(xué)科內(nèi)容相關(guān)的知識(shí)的性質(zhì)、定理以及解決問(wèn)題的技巧等。知識(shí)點(diǎn)之間也會(huì)存在前后因果關(guān)系等。理論上來(lái)講知識(shí)粒度越小，進(jìn)行認(rèn)知診斷、選擇個(gè)性化推送策略的精確度也就越高，但是知識(shí)粒度的細(xì)分勢(shì)必會(huì)造成知識(shí)庫(kù)的龐大所帶的系統(tǒng)維修成本以及運(yùn)營(yíng)成本和難度也是非常大的。知識(shí)組塊是由知識(shí)點(diǎn)組合而成的，通常指題中涉及的所有知識(shí)點(diǎn)的組合。但是僅有一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的題目也可稱之為知識(shí)組塊。知識(shí)組塊之間也像是知識(shí)點(diǎn)一樣，存在著前因后果的關(guān)系，這也是對(duì)知識(shí)組塊進(jìn)行個(gè)性化推送的依據(jù)。知識(shí)群組是由不同的知識(shí)組塊構(gòu)成的，通常用于構(gòu)成一套試卷。它是由不同知識(shí)組塊按照教材內(nèi)容的先后順序構(gòu)成。②個(gè)性化推送策略庫(kù)。基于認(rèn)知診斷的個(gè)性化推送和基于大數(shù)據(jù)的推送有著很大的不同。推送更加有針對(duì)性更加精確。③學(xué)習(xí)資源庫(kù)。學(xué)習(xí)資源庫(kù)實(shí)際上是一個(gè)中轉(zhuǎn)站，里面存儲(chǔ)著需要診斷的試題和進(jìn)行個(gè)性化推送的學(xué)習(xí)資源包括視頻、文字、圖片等。知識(shí)的個(gè)性化推送中為實(shí)現(xiàn)認(rèn)知診斷和知識(shí)的個(gè)性化推送，需要對(duì)學(xué)習(xí)資源庫(kù)中的資源進(jìn)行分類標(biāo)識(shí)，方便于資源的提取。

3結(jié)語(yǔ)

智能教育中知識(shí)點(diǎn)個(gè)性化推薦能夠根據(jù)學(xué)生的不同認(rèn)知差異，實(shí)時(shí)記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，根據(jù)學(xué)習(xí)的反饋提供個(gè)性化的推送方案，從而針對(duì)不同學(xué)生的認(rèn)知情況提供不同的知識(shí)，從而真正實(shí)現(xiàn)因材施教。預(yù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)個(gè)性化推薦機(jī)制的系統(tǒng)是一個(gè)龐大又復(fù)雜的系統(tǒng)。

作者:牛雯慧 單位:西北師范大學(xué)教育技術(shù)學(xué)院