基于智学网的基础教育大数据精准教学研究
1 前言
1.1研究背景
随着国家教育信息化水平的提高,先进的技术、信息化的思想方法和价值观 深入到课堂教学的各个方面。依托信息技术,各种科学方法和智能手段被运用到 课堂教学的实践过程中,各种智学网应运而生。精准教学起初是由奥格登·林斯 利手写提出,以便“将科学放在学生和教师的手中”。
而当下的精准教学指的是,伴随信息技术的发展,在精确把握课程标准,掌握学生发展实际的基础上,明确设计目标,遴选教学内容与形式、精确描述学生表现并能切当进行实际应用,使整个教学过程达到可度量、可调控等精准要求。
随着互联网的不断发展,大数据和教育改革相结合,正在以一种全新的模式助力教育教学的发展,它能够帮助教师实现以学定教、精准教学,帮助学生实现个性化学习,帮助家长及时了解学生学情,科学辅导。
据了解,十三五教育规划指出:现代化教育要充分利用大数据去优化教学。但现实情况往往是大多数家长只关注学生的分数,造成学校管理者无法准确地对 教师的教学质量进行量化评估,同时教师也无法实时准确的了解学生阶段性的学 情,学生在面对错题时也做不到举一反三,这都是由于教学过程中的数据缺失造 成的。
针对这一难题,智学网应运而生。智学网是一款大数据个性化教学系统,它 能实现日常作业、随堂检测、作文、考试等全场景教与学过程性数据采集,通过 它里面的数据分析,可以帮助老师预设课堂教学重点,聚焦共性薄弱知识点,显 著提升教学效率,并为老师和学生打造属于自己的教学模式和学习方法。
鉴于以上,结合学校实际发展状况,找到适合学校发展的智学网,并强化实 践,从而优化学校课堂教学成为学校发展的新增长点。我校目前依托科大讯飞的 “智学网”智学网,开展课堂教学改革,大力推进精准教学,智学网此时的引入 就能在课堂教学中起到重要作用。
1.2 问题的提出及研究的意义、价值
“智学网大数据教学系统”已落地我校多年,为我校各年级、各学科累计提供近百十次精准分析的智学考试,为学校教学质量的提高和精准教学提供了有力的技术支撑和保障。智学网通过云端阅卷和保留批改痕迹两种数据采集系统的完美融合,收集学生学习数据,深度挖掘数据价值,提供覆盖学校“备教改辅研管” 核心场景针对性的精准教与学服务。
智学网的使用,可以帮助老师对学生更好的因材施教,更好地促进学生提高成绩,实现学生全面发展。本文研究的是学校在周测、联考中使用“智学网”阅 卷和分析带来的变化和优势,同时也为老师们的试卷讲评带来弊端,并以一线教师的角度,深入研究在应用过程中的改进的做法,充分体现对教育质量的监控和对学生学习的诊断与改进,努力做到学生更多的关注知识,而不仅仅关注分数。 通过智学网在教育教学中的应用,我们期待能够带来了以下几方面的收益:
(1)通过对教育全过程数据的采集与汇聚,实现教育业务的协同发展。对教学、学习、管理业务进行全面梳理,通过信息技术对各个教育业务产生的数据进 行采集、汇聚、分析,以数据为基础推动各教育业务由单点发展到协同发展,为各个业务提供参考和数据支撑。
(2)构建覆盖“教、学、考、评、管”的教育应用服务体系,创新教育教学模式。实现教育资源生态化、教学互动化、学习网络化、使用人性化、服务多样化,为改变传统教学结构、实施创新人才培养提供必要条件。
(3)利用大数据分析技术,实现个性化的教与学。 利用教育大数据收集、智能分析和预测帮助教师针对性的安排教学进度和内容,实现因材施教。打破“统一步调学习、同一标准评价”的现状,实现“从常 规到个性”的跨越式发展。
(4)搭建开放平台,吸引社会力量广泛参与。 通过建立开放平台、提供开放接口等形式,围绕业务需求,按照“优胜劣汰、协同共生”的原则,吸引各类社会力量的参与,促进资源与应用的充分共享、灵活扩展、常用常新,实现教育信息化建设的可持续发展。
1.3 国内外研究现状
在教育领域中,已经有好多学者对“大数据”进行关注和研究。无论是从研究范式、技术应用,还是实践案例都在快速发展之中。教育大数据正成为教育领 域不可忽视的新型驱动力,在教育教学研究与实践中发挥着越来越重要的作用。自智学网大数据教学系统上市以来,该系统应用到各单位和教育机构越来越多,但是相关方面的研究仍旧很少,处于初级阶段,尤其是基础教育大数据方面的研究,几乎为零,我们进行相关方面的探索有较大的意义。
2 智学网的相关概念和在教育教学中的应用实践
2.1 相关概念的界定
智学网是一款综合性应用系统,它主要通过多次考试阅卷来收集数据,从而对所得的数据进行统计、分析、评价,它主要注重学生的学习过程和反馈,以此来得到有效的提升学生学习成绩的途径。智学网的使用者主要是学校老师和学生,为他们提供了简单易用的系统操作和全面完善的资源服务,可以通过 PC 和手机 app 进行有针对性的学生和辅导,能够实现处处可学,实时可学。
教育大数据,我们认为包含三层含义:第一层含义,教育大数据是教育领域的大数据,是面向特定教育主题的多类型、多维度、多形态的数据集合;第二层含义,教育大数据是面向教育全过程的数据,通过数据挖掘和学习分析支持教育决策和个性化学习;第三层含义,教育大数据是一种分布式计算架构方式,通过数 据共享的各种支持技术达到共建共享的思想。也就是说,我们把教育大数据定义为:面向教育全过程时空的多种类型的全样本的数据集合。教育大数据不仅仅是建设教育大数据中心,不仅仅是分析全过程学习数据,更多的是一种共享的生态思想。
2.2 智学网在教育教学中的应用及发展
分层教学实施起来的难度很大,科大讯飞教育事业群副总裁、智学网执行总经理丁鹏博士提及智学网的建设过程中的核心优势:“第一是数据采集的宽度,智 学网在实现了日常考试、作业、随堂测验等全场景数据采集的基础上;第二是人工智能的高度,融入讯飞超脑核心成果,实现了中英文作文自动评分及批改;第三是评价分析的深度,智学网目前面向各级主管部门、校长、老师、学生、家长提供15个模块,80多项指标的综合性发展性评价报告,构建了以学习者为核心的评价体系;第四是资源生态的广度,智学网通过与乐乐课堂、菁优网、优学习、英语周报、曲一线、金星等全国优质资源厂商长期合作,为智学网用户提供海量优质学习资源。第五个是自主学习的厚度,因材施教的过程一方面是教学精准性,另一方面是创设自主学习场景。当然,对于所有数据我们都是保密的。”
3 智学网在教育教学中的应用实践
3.1 智学网的构成与特点
3.1.1 智学网的构成
智学网是基于互联网的云服务平台,以常态化的学业数据收集为基础,结合教育测量理论,以知识点建立训练与测验习题集和评价体系,通过学生作业、阶段检测、期中、期末、模考等常态化考试、阅卷,系统自动化诊断学生知识点掌握情况,开展针对性的教学、学习资源推送、微课讲解、自适应学习形成学习闭环,同时满足教育管理者通过数字化方式进行科学决策,有助于提升教育教学质量。
3.1.2 智学网的特点
智学网具有个性化、交互式、以人为本等显著特点。
(1)个性化:无论是教师、学生、家长,每个参与者,在系统中都可以得到相应的角色,系统给不同的参与者赋予不同的角色定义以及不同的属性。教师可以关注到自己所带学生的情况、自己的教学过程;家长可以了解到孩子的学情,甚至是每一次练习,每一次作业的痕迹;学生可以看到自己每次考试的详细记录以及分析。每个个体呈现的内容都不相同。
(2)交互式:在该学习系统中可以进行师生互动、家校互动,相对传统教学 模式更加的高效和畅通。教师可以通过系统浏览生成的实时数据,家长课通过网页在线、亦或是手机 APP 等方式及时了解考试相关信息和学生得分情况。形成良好的互动效果。
(3)以人为本:主要体现在以生为本。家长和学生,可以借助系统全方位的了解学生的变化,密切关注学生的情感态度、知识技能和自主学习能力的变化,有利于学生的全面发展。教师也能围绕学生的发展,关注自己教学的提高,利用系统高效的数据呈现方式,教学相长,与生共同发展。
3.2 智学网在教育教学应用中的实践与变革
下面以智学网在许昌二高的使用所带来的变化为例,说明智学网引入课堂教学前后的变化和成效。
3.2.1 梳理教学内容,实现同步备课
智学网在实际应用当中首先要明确目标,其中包括要学习的知识和技能目标,要解决教学过程中的精准度问题,梳理教学内容,重新审视每个知识点成为优先 解决的问题。而精准教学的实际过程中学生对于某一目标或者内容产生的困惑,更多的是来源于其对目标的子目标(知识点的子知识点)的不理解、不明确所造成。因此教师教学过程中对目标及子目标(知识点的子知识点)的准确把握就决定了学生最终掌握的情况。
3.2.2 开发校本题库,打造个性化作业
课题组成员积极使用“智学网”进行网络学习资料的下载、使用,在平时作业中进行组卷、网上阅卷、阅卷、分析反馈等。通过我们的使用发现,在利用好 知识点目标树,逐级逐层落实递归推进知识点及子知识点的过程中,教师需要针 对知识短板开发学习材料。在智学网教学模式下,学习材料突破了传统的模式, 可以分为:学案、传统作业、个性化作业三个维度。
(1)学案:包括课堂教学过程中老师所提供的相关学习材料,相较于传统方式,知识点梳理的更精准,更有条理。以及突破传统方式传递给学生的教学资源, 具体有:微课、微视频、翻转课堂等形式。老师们可以利用“智学网”课前、课后分享资源给学生和家长。并且这些资源会分类分知识点,长期记录在学习系统之中,反复利用。
(2)传统作业:在不改变现有学生手写,教师手阅作业的模式下,智学网还能利用光电识别技术,将学习过程中产生的每一次作业数据化,并且积累沉淀在系统中,为个性化作业及精准教学最终的数据分析决策做准备。
(3)个性化作业:顾名思义不是传统意义上的“大锅饭”,老师根据课堂教 学中的反馈,精准的设计,根据学生的不同水平设计分层练习。
同时智学网还对学习材料进行深度开发,并有效利用学校教师的集体优势, 在教研组、备课组中加大学案、传统作业、个性化作业三个维度的研究,并最终开发形成更有针对性的校本题库。还可以根据教材和学生的实际情况,针对学生的短板知识或技能,借助智学网及多媒体设备开发更多的数字化教学材料。
课题组成员除了在日常教学中可以给学生针对性的作业外,还可以在阶段性、寒暑假期间回溯周期性学习内容,真正的打造一份专属学生自己的个性化作业。让精准教学落实在每个学习个体上。
3.2.3 加大监测频次,精准反馈学情
课题组成员利用自测、周测、联考等机会,对所带班级的学生的成绩数据进行监测、定期分析,发现学生学习的薄弱点,有针对性的对学生进行指导。定期测量反馈学习表现是推进精准教学的重要步骤。在常规的课堂教学过程中,如学生日常的作业情况,第二天教师批改后又形成一次检测,背诵简单的一 段课文即可给定时间进行反馈检测,期中期末考试也是教师监测学生学习的有效方式,通过这些传统的检测教师可以了解到学生的学习状况。
随着时代的发展,大数据时代的来临,依托信息技术,基于智学网下的监测方式也发生了巨大的变化。具体表现有以下三方面:
(1)时间:传统模式下的教师仅能监测到所教学生近阶段的学习情况,因为受制于时间和精力,无法长时间的记录,借助一些辅助记录能够稍长时间的将学情反应下来。而借助于信息技术,教师可以将每一次的随堂练习、作业和考试情 况悉数记录下来,并长时间留存。
(2)对象:以往老师只能关注自己所教学生,教研组长(备课组长)、学校管理部门及领导只能在阶段测试中,了解到各自教研组(备课组)及全校的相关数据,而且数据滞后。借助于智学网,现在每一天,任何一次碎片化的数据,都可以上传到智学网中,供各层级角色都能实时监测到各项数据指标,方便快捷。
(3)内容:平均分、分数段、百分率是以往教师所能观察到的数据,而且多以数据表格等文本表格方式呈现。借助于智学网,各种数据都以图形图表等可视化方式呈现,数据连续性、可读性、可操作性更强。各项指标的细化程度高,可以更大程度的二次利用各项原始数据,为决策提供了数据保证。
3.2.4 梳理系统数据,优化教学策略
课题组成员将每次考试的详细数据,借助智学网生成大数据图表,使得学生的学习表现可视化,为教师快速、准确的分析学生的学习表现提供了高效的依据。借助智学网,老师将直观的了解到学生对知识的掌握情况,下阶段将对分析得到的学生问题大的知识点及同学重点关注。在学校历次考试所积累的大量数据,使得学校除了获得了大量精准丰富的学生关于学习的表现,还反映了教师在教学中的工作情况,给学校对下一步教学策略的调整优化提供了有利的数据支持。
3.3 智学网系统的使用带来的变革
我校经过多年来信息化教学,学校的教学模式产生了显著的变化。教学方式的改变,学生学习方式和内容的转换,信息化推动学校向精准化教学迈进。自从用了智学网,我校老师的阅卷效率大大提高,改变了以前“规定时间、规定地点”阅卷方式,实现了移动改卷,用手机、平板随时可以阅卷。考试报告实时生成、海量的题库资源、超强的“纠错”功能,个性化的学习方式...
智学网系统的使用可以促进学生更高效地掌握知识,提升成绩,帮助学校分层教学,全面提高了教学效率,它的另一个功能可以让学生横向掌握自己的成绩和薄弱知识点,而自动生成的错题本也成为了孩子们查漏补缺的法宝。
高二年级率先利用科大讯飞“智学网”进行日常的周测考试。通过智学网产品的全面应用,它帮助了老师实现零负担周考,不改变老师出卷、批改习惯,轻松实现答题卡制作、扫描、云端阅卷与数据分析等功能使用,满足学校常态化使用的需求。
在组织年级周考考试后,智学网对于学生错题原因、班级重难点题目实现精准化分析,帮助老师了解班级整体及学生个人学情,对于重点题目、知识点、解题技巧的详细指导,同时根据学生的错题情况,分析学生的薄弱知识点,进行变式题个性化精准推荐,有助于学生高效备考复习。
对于学生来说,最好的题目不是名师出的题目,而是自己的错题。从“我的 错题”到“原因分析”,从“错题订正”到“变式练习”等版块,勾勒出了“智学网”的架构。以往的教学实践中我们老师和学生通常用手工的形式进行错题整理,甚至有时需要家长一起上阵助力整理,题量大,耗时长,往往在“抄”题上浪费 了大量时间。而且往往只是错题的摘抄,学生一般缺乏错因的分析归纳。
智学网大数据平台自动帮助师生收集每次周考考试之后的错题,自动形成纸质错题集,教师和学生不仅仅能看到考试中的错题,还可以看到错题的原因分析,便于学生及时进行错题订正。尤其大数据平台还通过教师参与后台变式题的审核推送,使学生能对错题涉及的知识漏洞进行举一反三式的巩固训练,查漏补缺更加高效精准。这样学生对错题暴露出的漏洞知识能加以突破和真正掌握,错题就会越来越少,学习水平得以提升。
借助科大讯飞的技术优势,高二年级基本已经做到对全场景教学大数据的采集,提升了教学的精准性。此外,通过智学网产品的全面应用,切实帮助了学生通过常态化的练习及巩固进行学习提升。从单一到多元,从封闭到开放,在人工智能时代下的教育教学拥有无限可能。“智学网”的有效应用,是学生个性化成长的动力,是学校个性化教学的推力,是智能+智慧的共融共生。