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中国教师报:搭建“智能个性化学习体系”,看温州21中如何以大数据引领学校精准教学
时间:2020-04-16 字号:[ ]

创新是教育永恒的主旋律,20年课改路,总有一些区域、学校、教师以强烈的责任心和使命感,不断探索,不断创新,为持续推进的课程改革注入新的生命活力。为进一步发现和培育优秀课改成果,促进成果的交流、共享与推广应用,本报开设“聚焦课改前沿”专栏,呈现更多鲜活的一线课改典型经验。

“教师从头讲到尾,学生听得索然无味”……这是一般人对试卷讲评课的印象。

但在温州市第二十一中学的课堂上,试卷讲评却呈现了另一番景象。

这是一节《一元一次不等式》试卷讲评课,教师卢智海先按智学网提供的数据,按共性错因对学生进行分组;接着是组长帮助组员分析错因,组织组员讨论本组的高频错题;然后是小组汇报,个性化展示环节,组长展示小白板,反馈组内讨论情况,分析思路、方法归纳,如有尚未解决的问题可由其他组学生讲解,全班集中攻坚高频错题和典型错解;最后教师做共性归纳、提炼方法,学生在个性化学习手册上做好笔记,个性化学习手册是根据学生本次测试的错题智能推送的,每个学生的高频错题和推送题都不同。

卢智海老师的常态个性化习题讲评课

“这样的学习方式,能照顾到每一个组员,交流更便利,讨论更充分,理解更透彻。”组长熊依曼说。

“组长讲解得十分清晰,而老师的二次讲解,巩固了错题题型,可以加深记忆。”组员金晨欢非常认可这种方式。

对于卢智海来说,这样的试卷讲评课给他最大的感受就是精准和个性化。

随着“大数据+人工智能”时代的来临,一所学校如何改变传统教育教学的服务模式,搭建“智能个性化学习体系”,让师生受益?

智能化学习:从高中数学再出发

如何打造基于“互联网+”的智慧校园?温州市第二十一中学多年来一直关注个性化学习,在不同时期开展了不同领域的探索。

2014年,学校自主研发了基于移动终端的德育管理系统,丰富了德育管理的形式和内容,使日常的德育管理在细节上更到位。德育管理系统设有德育岗位角色分配、值日计划、值日表、日报表、周报表等项目,内容涉及学生德育的各个细节,包括迟到早退、课堂表现、活动参与、卫生打扫、志愿服务等。值班教师或值周班级可在给分的同时加注文字说明和照片佐证。2017年,学校同步开发了年段电子公告牌和电子班牌,所有德育管理的内容实时推送,班主任可以及时发现问题、处理、跟进。

2016年,学校与乐课网合作,推出乐课PAD智慧课堂。其融合课前、课中、课后三个环节,校内和校外两个场景,以教师、学生、家长、管理者为服务对象,充分整合电子白板、教室电脑、学生平板、网络等设施设备,有效实现师生互动、即时评价、统计反馈、实时表扬、家校互通、资源共享等功能。

值周班级用乐课平板打分

“以前课堂上总有些重要内容来不及记,但在乐课上,只需要一个截图就能永久保留,既便利又高效。”高一学生汤圣铭说。

但学校没有停止探索,一段实践以后,大家发现仍有一些问题存在,如教学测评内容不够“高精准”、学习评价样本“大数据”不够充分、学习纠错指导不够“个性化”等。如何破解这一难题,继续走好创新特色发展之路?

2017年8月,刚刚以访问学者身份从美国肯恩大学进修完的浙江省物理特级教师、国家高级软件工程师徐海龙调任温州市第二十一中学担任校长。不一样的教育背景与职业经历让他对教育信息化和智能化的理解更加深刻。

在徐海龙看来,当下人工智能及相关技术在教育领域的应用逐渐广泛,而针对目前的学情,选择哪些方面去突破是亟待求解的问题。经过对学校办学的重新梳理,徐海龙和管理团队确定了走两轮驱动的路径:其一为现代学校治理体系,其二为智能个性化学习体系。

2018年5月,浙江省首家“大数据教学支持中心”在温州市第二十一中学诞生。中心通过科大讯飞开发的人工智能核心技术,深度挖掘学生学习测评数据,提供高频大数据服务、人工智能算法推荐、网络专家团队辅助等服务,完成对学生学习测评数据的精准纠错,支持教师帮助学生实现个性化学习。同时,徐海龙提出“大数据+人工智能背景下个性化学习”的实践方向,并以数学的习题讲评课为切口展开探索。

浙江省首家大数据教学支持中心在温二十一中成立

“习题讲评课往往会发掘出一些问题,这是我们经常忽视的,也是改革最需要的,容易出成果。因此,我们首先从学校的优势学科高中数学入手。”徐海龙表示,“切口可以小,但要有成效。这样的方式既能减轻学生负担,也让许多学生在考试后不再习得性无助,知道自己还需要在哪些知识点努力突破。同时,也为教师减负提效,让教师从以前的经验型向技术型转变,从模糊教学向精准教学转变。”

这项改革也呼应了学校的教育理念——教育是为了人的自我生成,通过学习,让学生有方向、有目标地生长。

“个性化学习手册”支持下的精准教学

面向现代化教育的未来,学校打造了一套富有本校特色的“个性化学习体系”,同时也规划了“一册一课一中心:基于‘大数据+人工智能’的中学个性化学习研究”的顶层设计。

一册即个性化学习手册,包括学生版、教师版、管理版。其中学生版由成长记录、错题巩固、拓展训练、解析对照组成;一课为个性化习题讲评课,包括学科类别、前测后测、过程探索;一中心为大数据教学支持中心,为学生提供自助指导,为教师提供数据支持,为学校提供评价依据。

学生的个性化学习手册

每个学生生成的个性化学习手册都不同,以往的课堂上是按空间位置进行分组,现在则是教师根据数据进行分组,按错题类型甚至错因把学生聚集起来,并据此布置个性化作业,更有针对性。

“如果周一考试,通常周二下午学生就能拿到手册,教师在课上针对错题情况进行分组,课堂模式从以往的‘一言堂’变为问题聚焦下的小组合作攻坚。”个性化学习课题组核心成员、班主任许光军说。

“个性化学习手册是我们的成长指南,让我们更有方向地学习。”初二(7)班学生张然感受颇深。

面对每个学生手中各不相同的《个性化学习手册》,教师该如何组织课堂教学,使《个性化学习手册》发挥最大价值,助推精准教学?学校开展了积极的实践探索,经历了四种课堂模式。从最初的单师模式到双师模式、多师模式,直至现在的“1师+X生”模式。

“1师+X生”个性化习题讲评课课堂模型与时间分割

徐海龙告诉记者,单师模式第一次让课堂从“用经验、凭感觉”向“数据驱动、课前决策”迈进。但是,由于每个学生的学习需求不同,也暴露出一些问题,如预设过多、个性化不够、讲评效果不好等。

到了多师模式,全班学生按座位就近原则,自然分成四组,由同一备课组的4位教师每人负责一组指导答疑。尽管此模式反响很好,但还是存在一些问题,如学生根据就近空间分组,大数据支持下的精准教学如何体现?对主讲与助教的关系而言,多位助教老师的时间和次数如何把控?

“因为学校师资有限,无法做到常态化教学,而常态课才是精准教学的生命力。”于是徐海龙提议成立学生智囊团,“每个小组选出一个学生担任助教参与教学,构成‘1师+X生’模式”。

改进后的“1师+X生”模式教学流程为:学生根据大数据显示的错题知识点进行分组,课前完成分组工作;教师对学生助教提前辅导,助教教师介入两次,第一次解决个性化错题,第二次解决个性化推题;学生个性展示,分享学习体验;教师进行共性归纳。这种模式彻底解决了学生个性化学习的诉求与教师资源的供求矛盾,让学生助教体验了从“会做”到“教会他人”的深层次学习。

“我们通过持续跟踪关注,发现这种教学模式对学生助教的个性化发展有极大的促进作用,不仅帮助他们学会了解答提问、分析作业等教学技巧,而且帮助他们学会了学习,如巧用教育资源、复习应考、拓展阅读等多种能力。而助教学生的存在也更加全面地照顾到每一个学生,协助教师更有针对性地帮助后进学生实现个性化学习。”研训处主任张文静告诉记者。

多学科拓展追寻更有意义的学习

“1师+X生”课到底如何开展?

在教师鲍凡克执教的高一下学期《数列单元检测个性化试卷讲评》课上,记者现场看到,鲍凡克先通过数据比对梳理出高频错题,将个性化错误知识点分为三类;然后在“分组学生助教辅导”环节,针对其中一个错误知识点,小组学生杨思瑶自主发言,之后学生助教戴业业补充并总结。

显然,这样的方式让优生成为助教,发挥了他们的潜能,并使优生在讲解过程中得到进一步提升。同时,教师在课前进行了大量准备工作,使一些并不具备普遍性但又容易犯的错误在对应的集中小组内得以纠正,大大提高了讲评反馈、查漏补缺的效率。

鲍凡克认为,教师仍然是课堂的设计者、组织者和总导演,“这一点不会随着信息技术的增加而减弱,甚至可以说在数据时代更加重要,从前期的大量准备工作到根据数据作出的精准定位、修正、改善、反馈、追踪,每个环节都需要教师的把控与积极分析,而‘人工智能’缺少‘人工’就不可能真正‘智能’,就会信马由缰、无的放矢,成为纯技术的作秀”。

去年10月,学校开始在语文、英语等学科进行突破,尝试进行相关实践。分管教学的副校长林甲景10多年来一直在语文学科方面进行积极探索,并关注各学科的个性化问题,他首先从作文切入,对不同质学生进行不同文体创作的激发指导,做到个性化精准的创作启蒙。

“对于一个班级的学生来说,有些学生擅长写诗歌,有些学生擅长写小说,有些学生擅长写散文,教师如何帮助学生找到适合的写作素材?”面对素材问题,林甲景是这样破解的——首先为学生设立“诗·文·乐”主题诵读课程,包括统一午诵诗词、经典诗词荐阅、经典千字文荐阅、经典歌曲荐赏。比如,三月初的主题定为开学,统一午诵诗词姚振函的《生活》,经典诗词荐阅白马《守海岁月》、驼一禾《先锋》、冰心《春水(节选)》、顾城《小花的信念》;经典千字文荐阅季羡林《清塘荷韵》、梭罗《瓦尔登湖》选段;经典歌曲荐赏尚雯婕《最终信仰》、快乐男声《我最闪亮》。

其次,进行课程化的影视欣赏,分为我与自己、我与他人、我与社会、我与自然,培养学生的不同方面,如品质培养、生涯规划、敬畏生命、人际经营、国家意识、民族历史、公民意识、认识自然、保护环境等,据此统一观赏相关电影并进行延伸推荐。

最后,进行专业的摘记指导。比如,史铁生作品分类摘录与指导,包括开场和结尾的艺术,善于抓住生动的关键细节,刻画人物形象要有模有样,写作本质上也是讲故事等。

林甲景非常支持学生写诗,对他们进行细心指导,并珍视他们的独立创作。不久前高三(1)班学生李程程的诗歌《鱼的顿悟》凭借独特的想象力在《语文世界》刊发。

面对考试作文,无论是机器先改还是教师自己批改,林甲景重点在批改时,将所有学生的作文问题分为五类进行符号化批注,包括审题、结构、素材、语言、体裁,然后在作文分析课上将学生分类分组进行针对性指导。他表示:“以前上课,我们就是对全体学生说教师自己的话,现在从这个细节开始革命,就是为了更加精准。”

“基于工业文明标准的中国基础教育,想实现农耕文明时代就提出的因材施教,唯有运用数字文明的思维,才能实现新时代大规模、标准化教育下的个性化学习。”徐海龙这样构思并努力将个性化学习落到实处。

去年上半年,温州市第二十一中学在18所联盟校中的数学成绩排名第一,学生在高考中数学成绩也有了较大涨幅。在复杂而多变的世界努力培养学生的好奇心、启发学生的智慧、增进学生的自主性和责任感,引导学生积极、广泛、有远见地追寻更有意义的学习,温州市第二十一中学的个性化学习之路将走得更宽、更远。(2020年4月15日 来源:中国教师报 记者:钟原)

2019年3月,温二十一中举办全省个性化习题讲评课公开日活动

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