人工智能融入課堂 創設教育新場景

張澤治

【摘 要】圍繞人工智能如何賦能精準教學，本文通過對“嶗山區課堂教學云平臺”賦能課堂教學、作文批改、減負作業、課后托管、創新課堂等功能的分析，探討了利用人工智能服務精準教學與提升教學質量的有效方式與途徑。

【關鍵詞】人工智能;賦能;精準教學

【中圖分類號】G434 ?【文獻標識碼】A

【論文編號】1671-7384（2022）05-008-03

當前，人工智能從很多方面融入了人們的生活和工作。人工智能如何賦能教育，如何創設新的教育場景為學生提供美好的學習體驗，如何精準為學生提供教學資源，是教育界應討論的問題。本文通過分析基于“嶗山區課堂教學云平臺”開展的精準教學和高效作業管理，探索在不改變學校原有信息化基礎設施、不改變教師原有教學習慣、不改變學生紙質答題習慣、不使用Pad等智能設備的前提下，讓人工智能技術無感化融入課堂，以提升教、學、評的效率。

人工智能技術賦能課堂教學

高質量的課堂教學是“雙減”行穩致遠的保證，關鍵是讓學生在校內“學足”“學好”。為進一步提升課堂教學效率，嶗山區為全區公辦中小學搭建了“嶗山區課堂教學云平臺”，通過掃描儀收集學生的日常作業數據，教師應用人工智能技術統計分析學生的這些數據，實現常態化教學下的因材施教。全區教師都能夠借助人工智能技術獨立使用教學平臺進行備課、課堂教學、作業設計及開展針對性的教學輔導，實現高效的作業管理，為學生的個性化學習服務。

1.制作AI智能答題卡，為課堂教學提質增效

教師利用教學平臺建立海量的題庫資源，在立足本區學情的基礎上，遴選題目制作AI智能答題卡。各學校基于課堂教學需要，由教師選擇相關題目組織學生練習。

AI智能答題卡優勢在于不改變學生紙質答題習慣，最大程度地保護學生視力。答題卡輸入高速掃描儀掃描后，平臺利用人工智能技術，在1～2分鐘內就能完成題目分析，即時呈現統計數據，教師迅速獲得答題情況反饋，精準分析班級整體和學生個體對相關知識點的掌握情況，為下一步教學提供精準依據。學生們在大屏幕上直觀地看到每道題的正確率，全班的共性問題顯而易見，這對學生有極強的震撼和說服力。由于答題卡題目分層選作，做題數量變少了，更具有針對性，這讓學生的學習興趣愈發濃厚。

2.賦能作文批改，提升作業教學效率

應用教學平臺，嶗山區第二實驗小學的語文教師上了一堂“不一樣的作文課”。學生在完成習作之后，教師統一將學生習作掃描上傳至AI作文系統。系統從內容、表達、發展三個維度對孩子的習作進行指導和評價。如系統評價一位學生的習作完成度比較高，尤其在語言表達方面表現非常好。但是他的作文主題選材過于大眾化，主題不夠新穎。平臺給出了本次習作的總體評價，既有得分點又有待提分的點，這樣使學生更加清晰地了解自己的優勢和待改進部分，從而進行針對性的自我反思，不斷提升寫作能力。

AI系統針對習作中出現的語病、錯別字等基礎部分可以給出明確的指導，幫助教師減輕了一部分負擔。同時，任課教師可以同步向學生提供單獨的修改意見，平臺評閱與人工審閱有機結合，個別指導與集體指導相結合，提高了評閱作文的效果和針對性。

教師根據AI系統生成的班級數據所反映出的共性問題統一講解。對于作文中的個別問題，學生可以依托AI系統給出的修改意見和教師的評價進行再次修改完善。作文經過自改、教師批改、AI評改等反復的修改后，教師組織學生在班級進行精彩句段的分享，此時的孩子們因為有AI系統和教師的雙重指導，會更加自信、主動地進行作文的展示和交流。依托AI技術的作文教學，既可以幫助教師減輕負擔，又可以依托大數據進行針對性指導，真正做到了課堂教學的減負增效。

人工智能技術賦能作業管理個性化

作業實行“時間雙向管理”。即學科教師結合學情，預估作業完成時間，在平臺上標注每道題目的建議作答時間;學生每次作業都在AI作業紙上填寫起始、結束時間（圖1），然后平臺將教師預估時間和學生的實際作答時間進行數據對比分析，從而實現對學生作業時長的有效監管，幫助教師及時了解學生的作業用時情況。“時間雙向管理”還可以輔助教師進行作業難度和作業量的調整，更好地進行分層作業設計。教師還可以通過作業時段分布情況對學生作業習慣進行分析，了解學生拖延情況及問題所在，進行精準干預和提升。

圖1 ?AI作業紙

作業分層推送。借助教學平臺，教師結合學生實際需要和學習能力進行精準的作業分層，在選擇習題時兼顧難易程度，合理搭配，凸顯個體差異性，實現作業個性化布置，進而實現因材施教的目標。如對于能力比較薄弱的學生可以布置一些基礎的習題，對于水平比較高的學生布置綜合性的拓展題。這讓基礎薄弱的學生在不斷的積極反饋中體驗到學習的成就感，提升了學習的主動性和自信心，優秀學生也避免了重復做機械作業，使基礎不同的學生都提升了成績，改善了“優秀學生吃不飽、學困生吃不了、中等生跟著跑”的現象。

針對學生的錯題，應用平臺的靶向作業系統對學生進行靶向訓練。如何針對學生的薄弱點布置個性化作業，提高作業布置的精準性和針對性是困擾教師的難題。利用教學平臺的靶向作業功能，教師布置靶向作業，讓學生把錯題重新做一次，教師還可以推送變式題型，以達到舉一反三的目的，減少無效學習時間。如果錯題再一次做對，該題就會從學生的錯題本中刪掉;如果題目連續做錯，平臺會標記錯誤次數和識別錯誤類型，教師再針對此題釋難答疑，就提升了學生學習的效果及效率。靶向作業真正實現了因人而異和因材施教，便于教師對學生開展個性化指導。

人工智能技術賦能課后托管

嶗山區將人工智能技術應用于輔助課后托管，取得明顯成效，切實做到管理精細化。目前，嶗山區公辦中小學的學生社團與托管班有近三萬名學生享受了課后服務管理平臺的服務。參加課后托管的學生在打卡機前進行人臉識別打卡，系統識別后自動記錄學生的信息和入班時間。同時參與課后托管服務的教師也登錄課后服務管理平臺打卡簽到，并實時查詢參與課后服務的學生考勤情況。托管結束后，學生將再次進行人臉識別打卡，系統自動記錄離班時間，并計算出打卡學生的托管時長，有效解決了教師工作量難以計算的問題。

嶗山區基于人工智能技術有效解決了傳統考勤費時費力、精準度不高、學校和家長難以及時了解考勤情況等弊端，將人臉識別與校園數據系統相結合，推出了家長手機端、教師手機端、平臺管理端三個系統，實現了學生課后托管服務網上報名、學生課后托管服務人臉識別考勤登記、課后托管服務指導教師簽到、課后托管服務指導成果上傳、課后托管服務時長自動統計等功能。平臺自動匯集不同學校多個考勤機數據，根據相關規則自動生成報表，以供教育管理人員和相關家長查詢。人工智能技術的應用，避免了大量的紙質考勤表，減少了教師工作量，有效改革了學校的考勤管理方式，規范了考勤操作，防止出現代打卡、弄虛作假等行為，提高了工作效率，同時也實現了課后托管的精細化管理。學校管理人員、課后服務的教師及家長都可以實時查看學生的考勤信息，了解學生的托管情況，提高了學生課后托管的安全性。

人工智能技術助力學生核心素養培養

在人工智能技術不斷改變傳統課堂教學方式的同時，嶗山區加入青島市人工智能教育“1+4+100N”戰略，成立人工智能教育研究院，與科研院所和高校專家聯合培養本地骨干教師。骨干教師結業后將專業的人工智能技術融入項目式教學，以生活化的應用為主線將人工智能課程結構化，以青少年能力培養為導向，訓練學生的探索意識與動手實踐能力。在每節課提供必要的基礎知識學習后，讓學生完成一些生動有趣的小案例，使其在動手實踐中獲得人工智能情景的直觀體驗。

在實踐應用環節，我們提供了開源平臺、商業平臺、硬件資源三種方案，讓學生自主選擇喜歡的方式學習，鍛煉動手能力，更好地理解人工智能知識，應用相關知識解決生活中的問題。嶗山區的人工智能課程分為普及和培優兩種培養模式。普及課程讓全體學生體驗和了解人工智能知識;培優課程則主要針對學有余力和對人工智能技術特別愛好的學生。通過人工智能課程，學生不僅了解到當前最先進的人工智能知識，還學會了如何去接受和擁抱新技術，也認識到人工智能的優勢和不足，為今后適應和改造社會打下良好的科學素養基礎。

隨著數字化社會的轉型和升級，人工智能技術在不斷進步，其對教育教學的精準賦能將不斷隨著時代的發展而發展。打破傳統教學的物理時空，人工智能的無邊界學習環境的創建，為精準教學從關注抽象學生發展到關注具象學生提供了技術條件支持，將推動教育快速進入智能化發展時代。

注：本文系2020年度青島市社會科學規劃研究項目“區域中小學人工智能教育和航空航天科技創新教育培訓示范基地的建設與實踐”（項目編號：QDSKL2001393）的研究成果

作者單位：山東青島市嶗山區教育和體育局