基于人工智能技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)學(xué)個性化學(xué)習(xí)模式以及教學(xué)策略應(yīng)用實驗研究報告

（長沙市教育科學(xué)研究院，湖南 長沙 410016）

一、一期實驗內(nèi)容及結(jié)果

（一）實驗設(shè)計

1.實驗?zāi)康模和ㄟ^實驗班師生進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用平臺的使用，以期中、期末考試成績對比檢驗平臺功能和新型教學(xué)模式對成績影響。

2.實驗對象：初一年級21 位學(xué)困生。

3.實驗工具：（1）學(xué)科測試：期中考試前，實驗班學(xué)生并未使用人工智能教學(xué)應(yīng)用平臺，自期中考試后開始使用。以期中考試、期末考試成績作為主要實驗工具，縱向?qū)Ρ韧慌鷮W(xué)生使用前后的效果變化。（2）調(diào)查問卷：圍繞21 位學(xué)困生及其家庭，設(shè)計調(diào)查問卷，以調(diào)研家長、學(xué)生對于平臺主要功能認(rèn)可度，以及對學(xué)生學(xué)習(xí)影響主觀判斷情況。

（二）實驗過程

1.培訓(xùn)宣講：在完成班級開設(shè)的準(zhǔn)備工作后，由學(xué)校組織一場針對試點班學(xué)生和家長的學(xué)生培訓(xùn)會議和家長宣傳會議，以此強(qiáng)調(diào)試點班的開設(shè)意義和工作價值，并對需要家長支持的部分進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，主要是通過軟件平臺關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

2.集中學(xué)習(xí)：實驗班21 位學(xué)生每天下午放學(xué)后，進(jìn)行30 分鐘左右個性化自主學(xué)習(xí)，并且在每周五由數(shù)學(xué)老師進(jìn)行專題講解，主要是解答個性化學(xué)習(xí)問題中暴露出來的共性問題和重難點知識點。

（三）實驗結(jié)果

2019 年5 月21 日試點班正式啟動，在7 月5 日學(xué)校進(jìn)行期末考試后，通過采集參與考試的20 位學(xué)生的考試成績，并與未開班前的期中考試成績進(jìn)行對比分析后，結(jié)果數(shù)據(jù)如下：

1.實驗班平均分提高9.63 分

期中考試試點班平均分為57.27 分，期末考試平均分是66.9 分，提高9.63 分。并且，期中、期末兩次考試，整個五年級的平均分分別是85.66 和86.07，表現(xiàn)差異不大，考試難度相近。并且，在開班初期進(jìn)行的摸底測試中，平均正確率是54.4%，期末的測試是68.2%，與官方考試結(jié)果相吻合。

2.學(xué)生年級排名平均提升30 個名次

從期中考試的平均年級354 名，提升到期末考試的324 名，更有一位學(xué)生從年級359 名飛躍至年級74 名。

3.及格率和良好率顯著上升

期中考試，試點班共9人及格，及格率45%，達(dá)到良好的人數(shù)為0，良好率0%；

期末考試，試點班共16 人及格，及格率80%，達(dá)到良好的人數(shù)5 人，良好率25%。

二、二期實驗內(nèi)容及結(jié)果

（一）實驗設(shè)計

1.實驗?zāi)康模和ㄟ^設(shè)置對照班和實驗班，以期中、期末考試成績對比檢驗平臺功能和創(chuàng)新模式對于學(xué)習(xí)成績、效率、動力影響

2.實驗對象：初二年級3 班、4 班為實驗組，6 班為對照組

3.實驗工具：學(xué)科測試：期中考試前，實驗班學(xué)生并未使用人工智能教學(xué)應(yīng)用平臺，自期中考試后開始使用。以期中考試、期末考試成績作為主要實驗工具，縱向?qū)Ρ韧慌鷮W(xué)生使用前后的效果變化。

（二）實驗過程

個性化自主學(xué)習(xí)：主要是通過晚上自習(xí)時間，在校內(nèi)通過使用人工智能教學(xué)應(yīng)用平臺，進(jìn)行30 分鐘以內(nèi)的個性化自主學(xué)習(xí)，所有學(xué)科資源、素材完全基于學(xué)生個體情況，由AI 平臺智能推送。

（三）整體情況

1.平均分變化。

將考試分?jǐn)?shù)折算成百分制后，統(tǒng)計出各班在初一期末考試和初二期中考試及格人數(shù)、良好人數(shù)和各班及格率及良好率。數(shù)據(jù)如下：

從各班平均分變化可以看出，初二期中考試從分?jǐn)?shù)上呈現(xiàn)整體降低情況，并且結(jié)合對任課老師和學(xué)生的調(diào)研，均反映此次考試難度頗大，說明本次考試分?jǐn)?shù)降低，可能主要是因為此次考試難度系數(shù)增加所導(dǎo)致。

2.試點班與平行班數(shù)據(jù)對比。

本學(xué)期，由初二3 班和初二4 班分別使用高木人工智能教學(xué)平臺進(jìn)行“人機(jī)共教”教學(xué)模式探索，同時，初二3班和初二6班是由同一位老師任教。因此，在相同學(xué)段、相同年級、相同教師、相同知識點、不同模式教學(xué)下進(jìn)行數(shù)據(jù)對比，以此分析效果及成因。

（1）兩次及格率和良好率對比

通過表格數(shù)據(jù)和圖表對比可以發(fā)現(xiàn)，在初一期末考試中，3 班及格率為65.12%，良好率為27.91%，6 班及格率為69.57%，良好率為30.43%，兩班情況大體相似，且6 班略優(yōu)于3 班。在初二期中考試中，3 班及格率為44.19%，良好率11.63%，而6 班兩類指標(biāo)分別是36.96%和2.17%，3 班及格率和良好率已經(jīng)明顯優(yōu)于6 班，實現(xiàn)反超。

（2）年級排名及達(dá)A 情況對比

由此可見，在初一期末和初二期中考試對比中，3 班學(xué)生在年級平均進(jìn)步了11.03 名次，而6 班出現(xiàn)了大幅下跌，退步18.74 名次。同時，在考A人數(shù)對比中，3 班從原本8 人達(dá)A 上升到了11 人，6 班從10 人減少到4 人，3 班表現(xiàn)優(yōu)于6 班。

此外，對于3班在初一期末考試年級前100/300/400名學(xué)生分別進(jìn)行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)在初二期中考試中，三個層次學(xué)生平均出現(xiàn)退步4.3 名，進(jìn)步15.09 名，進(jìn)步14.3 名情況，說明班級進(jìn)步主要是通過中等生、后進(jìn)生進(jìn)步影響。