人工智能的中學語文智慧課堂教學設(shè)計

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摘要：本文在梳理國內(nèi)教育學界智慧課堂實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，吸收國內(nèi)外人工智能與學習數(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模型建構(gòu)。在阜陽市第三中學語文智慧課堂實踐中，該教學模型可有效干預(yù)教學活動,提升教學實效經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：人工智能；智慧課堂；中學語文；教學策略

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時代有三項重點工作：“要摸索基于信息技術(shù)的教學新模式”，“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)條件下語文教學理念、教學模式、教學設(shè)計成為基礎(chǔ)教育今后一個時期的重點工作。本文在梳理國內(nèi)智慧課堂最新發(fā)展趨勢基礎(chǔ)上，以阜陽市中學語文智慧課堂實踐為研究對象，對信息技術(shù)條件下學習分析數(shù)據(jù)技術(shù)與教學模式的建構(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教育技術(shù)中的運用價值，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)在教與學兩個維度，“對教與學的支撐是大數(shù)據(jù)在適應(yīng)性學習中應(yīng)用的兩個側(cè)面。基于數(shù)據(jù)，學習者的學習狀況得以完整記錄，學習平臺可以推送定制化內(nèi)容，教師就可以進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)在學習數(shù)據(jù)分析與個性化學習方式的鏈接與建構(gòu)。人工智能能利用各類智慧教學平臺收集海量動態(tài)的學習數(shù)據(jù)，進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習者。這對教師感知教學效果、調(diào)整學習者學習能力、學習習慣，評估學生學習活動的有效性建立了科學的基礎(chǔ)。進而，教師可以不斷優(yōu)化教學模式，學生可以修正、優(yōu)化學習方法，教學管理者可以調(diào)整、改善教學管理制度。從可行性模型來說，人工智能條件下的學習數(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，機器算法首先分析所收集的海量學習數(shù)據(jù)，通過試驗和錯誤學習，能夠向教育者和學習者推送針對性和個性化的的教學程式與學習模式。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)來學習和培訓，在學習數(shù)據(jù)準確、清晰的前提下，隨著學習數(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)它個性化學習模式建構(gòu)的意義。建構(gòu)人工智能的學習數(shù)據(jù)分析模型可以參考傳統(tǒng)專家型的學習分析技術(shù)，特別是應(yīng)用較廣泛的較為成熟的分析模型。荷蘭開放大學的Greller和Drachsler提出了由六個關(guān)鍵維度構(gòu)成的多元素學習分析框架：利益相關(guān)者、目標、數(shù)據(jù)、工具、內(nèi)部限制和外部約束。這個模型中，有對學習者的內(nèi)部限制，即學習者解讀分析成果進而提高學習效果的能力。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)、組織機構(gòu)規(guī)則等。[3]這一框架為學習分析的程序設(shè)計提供了基本的維度。德國亞琛工業(yè)大學的Chatti與Dyckhoff等學者提出了學習分析的四維度模型：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]本研究在以上學習數(shù)據(jù)分析模型基礎(chǔ)上，提出中學語文人工智能學習數(shù)據(jù)分析應(yīng)用的持續(xù)改進的環(huán)形模型。首先，基于智慧課堂平臺對教師的教學過程和學生的學習行為與學習軌跡進行記錄、存儲，并形成數(shù)據(jù)庫，然后再進行統(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)學習修正已有的知識圖譜，為學習者、教師、和家長這三個教學個體生成多維的可視化報表分析，如分數(shù)變化折線圖、錯題本、學科診斷報告和個性化學習計劃等；最后，將有關(guān)數(shù)據(jù)反饋給教學活動參與者。教師可以根據(jù)所得數(shù)據(jù)調(diào)整教學計劃，改變教學方式，學生可發(fā)現(xiàn)自身知識體系錯誤和學習方式誤區(qū)，及時調(diào)整學習方式，以提高學習效率。智能平臺機器算法也可以為學習者設(shè)計推薦個性化的課程學習，使學習者有選擇性地發(fā)揮自己的學習長處。在新課改背景下，語文教育更加注重學生的差異性，人工智能的運用很好地彌補了班級教學層次不齊的缺點，更有利于調(diào)節(jié)學生成長的不平衡性和促進學生的全面發(fā)展。

二.阜陽三中智慧課堂應(yīng)用實踐

阜陽市第三中學高一、高二年級全面啟用科大訊飛信息化智慧教學平臺，實現(xiàn)了課堂教學與信息化技術(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，阜陽三中的中學語文學習數(shù)據(jù)分析應(yīng)用已經(jīng)具備了建設(shè)的持續(xù)改進的人工智能學習數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的基礎(chǔ)條件。首先是智慧教學平臺的普及與應(yīng)用，累積了大量學習數(shù)據(jù)。在檢測環(huán)節(jié)，學生的作業(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)再到學習者個人總結(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)每位同學的做題情況，定制試題進行鞏固練習。而學生家長想直接知會孩子學習情況，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作上得以反映。管理者運用智慧校園技術(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)習過程中收集的學習數(shù)據(jù)通過后臺計算以折線圖的方式展現(xiàn)給學生，預(yù)習效果和集體差異一目了然，學生通過橫向坐標快速了解預(yù)習短板所在，在教師留出的時間內(nèi)進行針對性提問。同時，其他同學能在課堂交流群里看到其他同學的問題，同學們可采用幫答的形式討論以提高學習活躍度和學習經(jīng)驗。課文課的重心在于梳清文篇脈絡(luò)，能讓學生更深入地了解筆者想要表達的感情。通過分析后得出的學生個性化學習數(shù)據(jù)直接推送給教師，教師最后匯總學生問題并展示，讓學生進行二次討論。最后根據(jù)學生探究過程中出現(xiàn)的問題制作成課堂檢測，通過檢測分數(shù)反饋出兩個方面的效果，一個是課堂問題的解決程度，另一個是學生的學習效率。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)量的風向標。智慧課堂克服了傳統(tǒng)作文課中單一教法，運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行作文課時，教師在課前通過平板發(fā)送消息，通過讓學生發(fā)送關(guān)鍵詞的方式收集學生的作文意向。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)片段分享到學習平臺，學生在寫作之前自由發(fā)表對關(guān)鍵詞的看法，其他同學通過點贊和評論的方式進行點評互動。在交流過后，學生自由選擇其中一個進行寫作，寫作過程中允許在學習平臺討論，方便學習系統(tǒng)對多維度數(shù)據(jù)的深度挖掘。寫作結(jié)束后，學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學生語文學科核心素養(yǎng)的主要路徑。隨著教育信息化的不斷推進，學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，豐富了語文教學模式，也拓寬了學習者的閱讀渠道。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)知學習者潛在的學習需求，實現(xiàn)教師與學生、學生與學生之間的立體化溝通與交流。[5]在阜陽三中的閱讀課上，學生有以下閱讀選擇，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，學習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，由教師進行選擇和推送，學生點開分享后可用平板進行標記和收藏，智能平臺把學生的閱讀進度和標記情況及時反饋給教師終端，教師進行監(jiān)督和檢查。第三種是開放式閱讀，學生通過平臺發(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)，學習者自由閱讀，教師可在終端平板上監(jiān)控學生的閱讀界面。這三種閱讀方式供學生自由選擇，平臺會根據(jù)學生的需求分析、閱讀進度和與閱讀反饋進行分析，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)條件下的教學工程的初步轉(zhuǎn)變，在不同類型的語文教學活動中，教師均依循現(xiàn)代教育理念對學習數(shù)據(jù)的收集與應(yīng)用做了卓有成效的探索，人工智能與學習數(shù)據(jù)的融合成為提升教學效率的重要方法。語文智慧課堂的普及，提高了學生的學習興趣，落實了個性化學習的理念，提高了教師的教學效率，實現(xiàn)了過程性管理的教學理念。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

[1]雷朝滋.教育信息化.從1．0走向2．0———新時代我國教育信息化發(fā)展的走向與思路[J].華東師范大學學報（教育科學版），2018（01）。

[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].遠程教育雜志，2016（05）

[5]劉邦奇.當智慧課堂遇到大數(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：阜陽師范大學文學院