王飛
摘? 要:在初中英語(yǔ)教育中,學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)至關(guān)重要。機(jī)器學(xué)習(xí)方法能夠輔助初中英語(yǔ)教育評(píng)估反饋的框架,實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展水平的預(yù)測(cè)。文章研究了機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)在初中英語(yǔ)教育評(píng)估中的應(yīng)用,重點(diǎn)討論其預(yù)測(cè)學(xué)生核心素養(yǎng)的潛力。通過(guò)分析,展望機(jī)器學(xué)習(xí)方法在初中英語(yǔ)教育中的作用,并總結(jié)了未來(lái)的研究趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞:初中英語(yǔ);核心素養(yǎng);機(jī)器學(xué)習(xí);教育評(píng)估
隨著教育領(lǐng)域的不斷發(fā)展和信息技術(shù)的進(jìn)步,機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的引入為解決學(xué)生英語(yǔ)學(xué)習(xí)水平評(píng)估問(wèn)題提供了新視角和新方法。機(jī)器學(xué)習(xí)可以分析大量的學(xué)生數(shù)據(jù),包括考試成績(jī)、作業(yè)表現(xiàn)、學(xué)習(xí)記錄等多方面的信息,以幫助教育工作者更全面地評(píng)估學(xué)生的知識(shí)掌握情況。通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法,機(jī)器學(xué)習(xí)建立并運(yùn)用深度學(xué)習(xí)模型,根據(jù)多維度的信息預(yù)測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展。另外,機(jī)器學(xué)習(xí)還可以采用個(gè)性化的方法,根據(jù)每名學(xué)生的需求和潛力,提供量身定制的教育支持,從而更好地滿足學(xué)生的多樣性和差異性。
一、初中英語(yǔ)教育評(píng)估現(xiàn)狀分析
在初中英語(yǔ)教育中,學(xué)生的核心素養(yǎng)發(fā)展水平一直都是教育工作者非常關(guān)注的核心問(wèn)題。根據(jù)《義務(wù)教育英語(yǔ)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》相關(guān)要求,教育工作的重點(diǎn)應(yīng)當(dāng)放在落實(shí)學(xué)生英語(yǔ)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)上,而這一轉(zhuǎn)變的前提是教師對(duì)學(xué)生知識(shí)掌握情況的準(zhǔn)確把握。教師只有深入了解每名學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展,才能進(jìn)一步提供有效的、個(gè)性化的教育支持。然而,現(xiàn)有的英語(yǔ)學(xué)習(xí)評(píng)估方法,通常無(wú)法全面反映學(xué)生的英語(yǔ)語(yǔ)言能力和知識(shí)水平,難以為教師的針對(duì)性教學(xué)提供全面而準(zhǔn)確的信息。具體原因可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行總結(jié)。
1. 缺乏對(duì)持續(xù)學(xué)習(xí)過(guò)程的反映
傳統(tǒng)評(píng)估方法通常只能捕捉到學(xué)生在某一特定階段的表現(xiàn),著重于學(xué)生在特定時(shí)間點(diǎn)的知識(shí)掌握程度,而無(wú)法有效展示學(xué)生在整個(gè)初中階段的持續(xù)學(xué)習(xí)過(guò)程和全面發(fā)展,無(wú)法全面反映學(xué)生在更長(zhǎng)時(shí)間跨度內(nèi)的學(xué)習(xí)進(jìn)展和潛力。
2. 忽略學(xué)生個(gè)體差異
初中生的英語(yǔ)學(xué)習(xí)進(jìn)展受到個(gè)體差異、學(xué)習(xí)習(xí)慣、興趣愛(ài)好、家庭背景、社會(huì)環(huán)境等多種因素的影響。這些因素導(dǎo)致傳統(tǒng)的評(píng)估方法難以全面考慮和分析學(xué)生的個(gè)體特征。
綜上可知,僅依靠局部非連續(xù)的考試環(huán)節(jié),教育工作者難以全面了解學(xué)生在復(fù)雜學(xué)習(xí)條件下的整體表現(xiàn)和潛力。未來(lái),教育評(píng)估需要更多地關(guān)注學(xué)生的長(zhǎng)期發(fā)展,以及如何更好地滿足每名學(xué)生獨(dú)特的學(xué)習(xí)需求和條件。
二、初中英語(yǔ)教育評(píng)估的機(jī)器學(xué)習(xí)框架討論與分析
為解決初中英語(yǔ)教育中學(xué)生知識(shí)掌握水平的預(yù)測(cè)問(wèn)題,機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)提供了一種潛在的高效解決方案。這種技術(shù)能夠處理大量數(shù)據(jù),提供準(zhǔn)確的學(xué)習(xí)成果預(yù)測(cè),從而幫助教師更好地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,并輔助教師據(jù)此調(diào)整教學(xué)方法。下面從以下幾個(gè)方面對(duì)初中英語(yǔ)教育評(píng)估中的機(jī)器學(xué)習(xí)框架進(jìn)行詳細(xì)地分析與討論。
1. 初中生英語(yǔ)學(xué)習(xí)表現(xiàn)的機(jī)器學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)集
在初中英語(yǔ)教育中應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行預(yù)測(cè),數(shù)據(jù)收集及處理是基礎(chǔ)和前提。為了建立一個(gè)準(zhǔn)確、有效的預(yù)測(cè)模型,需要采集廣泛且多樣化的數(shù)據(jù)來(lái)源。這一過(guò)程涉及以下幾個(gè)重要步驟。
第一步,學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集。
需要從各個(gè)角度廣泛收集學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)數(shù)據(jù),以全面掌握他們?cè)谟⒄Z(yǔ)學(xué)習(xí)過(guò)程中的表現(xiàn)和進(jìn)步,包括隨堂口語(yǔ)聽(tīng)說(shuō)表現(xiàn)、寫(xiě)作作業(yè)成績(jī)、英語(yǔ)綜合考試成績(jī)、英語(yǔ)文化感受情緒表現(xiàn)等多種形式的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)的多樣性和全面性將有助于構(gòu)建一個(gè)更加合理且準(zhǔn)確的學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)畫(huà)像。
第二步,個(gè)體差異數(shù)據(jù)的考慮。
為了使機(jī)器學(xué)習(xí)模型更加準(zhǔn)確和個(gè)性化,還應(yīng)該全面考慮學(xué)生的個(gè)體差異。因?yàn)槊棵麑W(xué)生都具有獨(dú)特的個(gè)體特征,故個(gè)體差異數(shù)據(jù)的收集和分析與最終的機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)表現(xiàn)存在潛在的映射關(guān)系。因此,將包括學(xué)生的年齡、性別、英語(yǔ)學(xué)習(xí)背景和興趣等在內(nèi)的個(gè)體差異數(shù)據(jù)納入英語(yǔ)學(xué)習(xí)表現(xiàn)預(yù)測(cè)過(guò)程,將對(duì)學(xué)生的英語(yǔ)學(xué)習(xí)過(guò)程分析產(chǎn)生重要影響。為此,考慮將個(gè)體差異數(shù)據(jù)融入機(jī)器學(xué)習(xí)模型,以實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)和個(gè)性化的學(xué)習(xí)分析和預(yù)測(cè)。
第三步,教育周期性和循環(huán)性的考量。
在初中英語(yǔ)教育中應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí),還應(yīng)該考慮教育的周期性和循環(huán)性,從而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的收集與分析。該舉措在關(guān)注學(xué)生單一時(shí)間點(diǎn)學(xué)習(xí)表現(xiàn)的同時(shí),還通過(guò)時(shí)間的維度,進(jìn)行更加深入和全面的數(shù)據(jù)分析。一方面,通過(guò)比較不同年級(jí)或不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn),幫助教師識(shí)別教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法在不同群體中的教學(xué)效果,為教育內(nèi)容和教學(xué)策略的調(diào)整提供依據(jù);另一方面,通過(guò)縱向追蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展,識(shí)別學(xué)生在特定知識(shí)點(diǎn)或技能上的長(zhǎng)期進(jìn)步,并揭示學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力和習(xí)慣的形成過(guò)程。通過(guò)不斷積累和深入分析周期性和循環(huán)性學(xué)習(xí)表現(xiàn)數(shù)據(jù),幫助教師更高效地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,以促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展和進(jìn)步。
第四步,數(shù)據(jù)處理與質(zhì)量保障。
收集到的數(shù)據(jù)需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格地處理和篩選,以確保數(shù)據(jù)質(zhì)量。這包括數(shù)據(jù)的規(guī)范化、缺失值處理、異常值檢測(cè),以及數(shù)據(jù)的一致性和邏輯性檢查等步驟。嚴(yán)格的數(shù)據(jù)處理和篩選環(huán)節(jié),可有效保障收集的學(xué)生英語(yǔ)學(xué)習(xí)表現(xiàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量,從而為構(gòu)建高效、準(zhǔn)確的機(jī)器學(xué)習(xí)模型打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
第五步,隱私保護(hù)和倫理考量。
在初中英語(yǔ)教育的機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用中,必須重視數(shù)據(jù)收集和處理工作對(duì)數(shù)據(jù)隱私的保護(hù)。對(duì)于收集到的敏感數(shù)據(jù),如學(xué)生的個(gè)人信息、學(xué)習(xí)成績(jī)等,需要采取嚴(yán)格的安全措施防止數(shù)據(jù)泄露和濫用。在分析數(shù)據(jù)時(shí),應(yīng)使用脫敏數(shù)據(jù),以確保個(gè)人信息不會(huì)被泄露。
通過(guò)細(xì)致地收集和處理廣泛且多樣化的數(shù)據(jù),可以為初中英語(yǔ)教育中的機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和保障。這不僅有助于提高模型的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度,還可以為教師提供更加精確的教學(xué)決策支持。
2. 初中生英語(yǔ)學(xué)習(xí)表現(xiàn)的特征工程
特征工程是機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用中的關(guān)鍵步驟,該環(huán)節(jié)的核心任務(wù)是將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可供機(jī)器學(xué)習(xí)模型理解和分析的特征集。在初中英語(yǔ)教育領(lǐng)域中,特征工程的過(guò)程尤為重要,它直接影響模型的預(yù)測(cè)效果和應(yīng)用效率。為了準(zhǔn)確把握初中英語(yǔ)教育評(píng)估機(jī)器學(xué)習(xí)過(guò)程中的關(guān)鍵屬性,可從以下角度考慮進(jìn)行特征工程時(shí)的要點(diǎn)。
英語(yǔ)學(xué)習(xí)歷史:包括學(xué)生在英語(yǔ)學(xué)習(xí)上的歷史成績(jī)、進(jìn)步速度、考試和測(cè)試的表現(xiàn)等。這些歷史數(shù)據(jù)有助于模型理解學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和成長(zhǎng)軌跡。
學(xué)習(xí)習(xí)慣偏好:每名學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格都是獨(dú)特的,了解學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格有助于預(yù)測(cè)適合學(xué)生的教學(xué)方法。
英語(yǔ)學(xué)習(xí)興趣:學(xué)生對(duì)于英語(yǔ)學(xué)習(xí)的感興趣程度可以極大地影響他們的學(xué)習(xí)動(dòng)力和學(xué)習(xí)效果。因此,收集有關(guān)學(xué)生興趣的數(shù)據(jù)對(duì)于構(gòu)建特征集尤為重要。
英語(yǔ)學(xué)習(xí)背景:包括家庭背景、文化環(huán)境、以往的學(xué)習(xí)經(jīng)歷等。這些背景信息有助于更全面地了解學(xué)生的英語(yǔ)學(xué)習(xí)情況。
特征工程的目標(biāo)是構(gòu)建一個(gè)信息豐富、具有代表性的學(xué)生英語(yǔ)知識(shí)掌握特征集。通過(guò)精心選擇和構(gòu)建這些特征,機(jī)器學(xué)習(xí)模型可以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)學(xué)生對(duì)英語(yǔ)知識(shí)的掌握水平。良好的特征工程不僅關(guān)注數(shù)據(jù)的量化處理,還要充分考慮數(shù)據(jù)的質(zhì)量和代表性,確保所選特征能夠充分反映學(xué)生英語(yǔ)學(xué)習(xí)的個(gè)性化需求和能力。這樣,機(jī)器學(xué)習(xí)模型才能提供更精確的預(yù)測(cè)和更有效的學(xué)習(xí)支持,進(jìn)而為教師提供有價(jià)值的參考和決策依據(jù)。
3. 初中生英語(yǔ)學(xué)習(xí)表現(xiàn)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練
機(jī)器學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練是決定其應(yīng)用效果的關(guān)鍵因素。為了確保模型的有效性和準(zhǔn)確性,需要先選擇合適的機(jī)器學(xué)習(xí)模型。在教育領(lǐng)域,常見(jiàn)的模型包括決策樹(shù)、隨機(jī)森林、深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等,這些模型均有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用場(chǎng)景。近年來(lái),隨著深度學(xué)習(xí)方法的大規(guī)模應(yīng)用,人工智能的模型性能已顯著提升,可以支持大規(guī)模、高強(qiáng)度、復(fù)雜場(chǎng)景的分類(lèi)與預(yù)測(cè)任務(wù)。尤其是深度學(xué)習(xí)方法在高維特征的深度抽象提取方面的優(yōu)勢(shì),極大促進(jìn)了對(duì)學(xué)生英語(yǔ)學(xué)習(xí)過(guò)程的抽象屬性與規(guī)律的總結(jié)和理解。這對(duì)于教師來(lái)說(shuō)是極大的助益,因?yàn)檫@樣的技術(shù)可以提供更準(zhǔn)確的信息反饋和教學(xué)調(diào)整指導(dǎo)。例如,深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠從學(xué)生的學(xué)習(xí)行為、成績(jī)變化和其他相關(guān)數(shù)據(jù)中提取深層次的特征,從而更加準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)成效和未來(lái)表現(xiàn)。
在模型訓(xùn)練過(guò)程中,需要使用已有的數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練。這些數(shù)據(jù)包括學(xué)生的學(xué)習(xí)記錄、測(cè)試成績(jī)、參與度、學(xué)習(xí)反饋等。在訓(xùn)練過(guò)程中,模型將學(xué)習(xí)如何根據(jù)輸入的特征預(yù)測(cè)學(xué)生的英語(yǔ)知識(shí)掌握水平。通過(guò)反向傳播算法,模型可以在預(yù)測(cè)結(jié)果與真實(shí)結(jié)果之間誤差的基礎(chǔ)上不斷迭代,從而提升預(yù)測(cè)性能。完成訓(xùn)練的模型能夠幫助教師更好地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和進(jìn)展,為制訂更加有效的教學(xué)計(jì)劃和干預(yù)措施提供支持。此外,這種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的評(píng)估方法也可以作為補(bǔ)充傳統(tǒng)評(píng)估的手段,為教育評(píng)價(jià)體系帶來(lái)更全面和動(dòng)態(tài)的評(píng)價(jià)視角。
4. 初中生英語(yǔ)學(xué)習(xí)表現(xiàn)的預(yù)測(cè)和評(píng)估
經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的模型可被用于預(yù)測(cè)學(xué)生的英語(yǔ)知識(shí)掌握水平,并提供有關(guān)學(xué)習(xí)進(jìn)展的重要信息。具體包括如下幾個(gè)方面。(1)英語(yǔ)知識(shí)掌握水平的預(yù)測(cè)。這些預(yù)測(cè)是基于模型對(duì)訓(xùn)練數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)所得,可以在短時(shí)間內(nèi)生成,提供有關(guān)學(xué)生當(dāng)前學(xué)習(xí)狀態(tài)的分析。(2)采取支持措施的依據(jù)。一旦預(yù)測(cè)出學(xué)生的英語(yǔ)知識(shí)掌握水平,教師可以采取相應(yīng)的支持措施,包括提供額外的學(xué)習(xí)資源、安排個(gè)性化的輔導(dǎo)、制訂學(xué)習(xí)計(jì)劃或調(diào)整教學(xué)方法等,以確保學(xué)生在英語(yǔ)學(xué)習(xí)中不掉隊(duì),并保持積極的學(xué)習(xí)動(dòng)力。(3)模型性能評(píng)估。將模型的預(yù)測(cè)結(jié)果與學(xué)生的實(shí)際表現(xiàn)進(jìn)行比較,以計(jì)算各種評(píng)估指標(biāo),如準(zhǔn)確度、召回率、F1分?jǐn)?shù)等,計(jì)算后的評(píng)估指標(biāo)可以揭示模型在不同情況下的表現(xiàn),幫助教師了解其局限性和優(yōu)點(diǎn)。(4)模型改進(jìn)和優(yōu)化的方向。基于模型評(píng)估的結(jié)果,教師可以決定是否需要對(duì)模型進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化,這可能包括調(diào)整模型參數(shù)、改進(jìn)特征工程、增加更多的訓(xùn)練數(shù)據(jù)等。模型的不斷改進(jìn)有助于提高其性能,使其更好地滿足教學(xué)需求。
三、初中英語(yǔ)教育評(píng)估的機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)策與建議
基于上述討論的機(jī)器學(xué)習(xí)框架,本部分探討針對(duì)初中英語(yǔ)教學(xué)評(píng)估機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用方面的對(duì)策建議。
1. 加強(qiáng)推廣機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)學(xué)生初中英語(yǔ)核心素養(yǎng)狀態(tài)的應(yīng)用
鑒于機(jī)器學(xué)習(xí)算法在分析學(xué)生的英語(yǔ)學(xué)習(xí)狀態(tài)方面的優(yōu)勢(shì),通過(guò)推廣學(xué)生英語(yǔ)學(xué)習(xí)狀態(tài)的方法,強(qiáng)化教師識(shí)別初中英語(yǔ)學(xué)習(xí)困難的學(xué)生,并為采取相應(yīng)的教學(xué)干預(yù)措施做出指導(dǎo)。
2. 探索根據(jù)機(jī)器學(xué)習(xí)個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑預(yù)測(cè)制訂學(xué)生英語(yǔ)學(xué)習(xí)的指導(dǎo)方案
基于學(xué)生的初中英語(yǔ)學(xué)習(xí)歷史和評(píng)估結(jié)果,利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法預(yù)測(cè)每名學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑。通過(guò)分析學(xué)生的弱點(diǎn)和需求,為其提供特定的學(xué)習(xí)資源和建議,以幫助他們更有效地學(xué)習(xí)初中英語(yǔ)知識(shí)。
3. 拓展基于機(jī)器學(xué)習(xí)的初中英語(yǔ)教學(xué)策略優(yōu)化
利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法分析學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和評(píng)估結(jié)果,優(yōu)化初中英語(yǔ)教學(xué)策略。從數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的角度,定量、精準(zhǔn)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)和教學(xué)干預(yù)效果,從而動(dòng)態(tài)地調(diào)整教學(xué)策略,以為學(xué)生提供有效的教學(xué)支持。
4. 發(fā)展初中英語(yǔ)機(jī)器學(xué)習(xí)智能輔助教學(xué)工具
通過(guò)大力開(kāi)發(fā)智能輔助初中英語(yǔ)教學(xué)工具,利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法為教師提供個(gè)性化的教學(xué)建議和引導(dǎo)。這些工具可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和評(píng)估結(jié)果,為教師提供針對(duì)性的教學(xué)策略和教學(xué)資源。
四、結(jié)論與展望
本文討論了機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)在初中英語(yǔ)教育評(píng)估中的應(yīng)用,為解決學(xué)生知識(shí)掌握預(yù)測(cè)問(wèn)題提供了一種創(chuàng)新且有效的方法。通過(guò)應(yīng)用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型,教師不僅可以準(zhǔn)確地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展,還能根據(jù)每名學(xué)生的具體情況為其提供個(gè)性化的教學(xué)支持。這一應(yīng)用不僅有助于提高教育質(zhì)量,還能顯著提高教學(xué)效率。未來(lái),研究者可以進(jìn)一步探索和發(fā)展更為高效和精準(zhǔn)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型,更好地滿足初中英語(yǔ)教育的特定需求。機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)還可以與其他先進(jìn)的教育技術(shù)和方法結(jié)合,如增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)、虛擬現(xiàn)實(shí)(VR),以及游戲化學(xué)習(xí),共同創(chuàng)造更豐富、互動(dòng)性更強(qiáng)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。
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