紙筆智能終端在智慧課堂中的應用

隨著《義務教育課程方案和課程標準（2022年版）》的頒布，作為課程實施的關鍵環節，課堂教學迎來了新的要求，強調以評促教、以評促學，確保學習目標的有效落實。依托技術賦能評價，發揮新技術收集過程數據的優勢，為實現以評促教、以評促學創造空間，成為落實新課程標準的重要途徑。紙筆智能終端作為人工智能技術的一種應用，融合物聯網、大數據等技術與先進教育理念打造了一種新型智慧課堂，為教學評一致性的實現提供了堅實支撐。

紙筆智能終端的作用與意義

2022年版義務教育課程方案修訂組組長崔允漷教授強調，教學評一致性是深化課程教學改革之關鍵，具有課程、課堂意義上的雙重意蘊。課堂意義上的教學評一致性強調以從課程標準中轉化而來的學習目標為指引，系統推進課堂教學變革層面的教學、學習與評價的一致性，確保學習目標的有效落實，有利于在路徑建構上減少課程實施的“落差”問題，有利于在學習目標的引領下實現有效教學，有利于在課程實施中促進教師專業的自主發展。

在教學評一致性視角下，課堂要以評促教、以評促學。依據什么評、如何評、如何科學呈現評的結果才能達到促教促學的目的，這需要通過大量證據信息的收集并予以驅動。通過對學生大數據的追蹤與收集，從學生相關的海量數據中歸納分析各自的學習風格和學習行為，讓每位學生都有可能獲得適合自己的最大限度的發展，這在傳統課堂中是很難達成的，而智慧課堂則是其最好的實現載體。智慧課堂以智慧教育理念為指導，通過構建技術融合的學習環境，讓教師能夠施展高效的教學方法，讓學習者能夠獲得適宜的個性化學習服務和美好的發展體驗。

一直以來，在國內外的智慧課堂應用中，多以平板電腦為主要工具。2018年，教育部等八部門印發《綜合防控兒童青少年近視實施方案》，嚴禁學生將個人手機、平板電腦等電子產品帶入課堂，明確提出了防控兒童青少年近視的階段性目標。教育部也提出控制電子產品教學時長比例，中小學原則上采用紙質作業等要求。由此，利用新型的人工智能和大數據技術，形成新型智慧課堂，成為現實而迫切的需求。

世界發達國家已有研究表明，教育發展不能忽視紙筆書寫，用智能筆和虛擬教育系統相結合，有助于提高學生學習效果，而數字筆技術在觸摸、拖動、傾斜、移動、繪制結構等方面能為學生提供更好的學習體驗。數字筆技術與智慧課堂結合更有利于學生個性化學習。

數字書寫（Digital Handwriting）也叫書寫數字化，是對手持工具進行自然書寫產生的軌跡或圖形等視覺符號進行數字化處理的過程。目前實現紙筆數字書寫的技術主要有電磁感應技術和光學點陣技術兩種。紙筆數字技術回歸傳統紙筆書寫，同時又能采集學生書寫軌跡，對學生視力不會產生影響，這些特點為教學創新與學習效率提升帶來一種新型智慧教學形態?；诩埞P終端的智慧課堂，可以將學生的書寫情況實時傳送給教師，及時形成數據反饋并生成數據報告，以貫穿課內外的全過程數據采集與分析和學情數據反饋指導課堂教學，實現高質量教與學。

紙筆智能終端在智慧課堂中的應用

紙筆智能終端在智慧課堂中的應用，需要一個有效的實施路徑。

課前準備：基于學習目標確定評價方式——選擇便于操作的數據采集工具。課程教學改革逐漸從應然的“教師應該教什么”轉向實然的“學生能夠學會什么”，而判斷學生“學會”的關鍵便是評價。應用紙筆智能終端的目的就是采集可視化、可評價的學生學習結果。紙筆智能終端是基于點陣、筆跡識別等技術，通過實時收集智能筆在碼點紙上書寫的點陣坐標、筆跡順序，實現數據采集。因此，專用的碼點紙作業本的使用決定了結果采集與交互的易用性與科學性。教師應根據其學科與制定的學習目標在課前確定使用的作業本。

一是在產品公司提供的專用作業本中選擇。以作文課為例（以下例子為筆者整合語文、英語作文課一般范式而設計），教師設計了如下三個學生活動。

活動1：用思維導圖歸納素材，梳理文章結構。

活動2：參照素材結合本節作文主題，撰寫片段。

活動3：獨立完成寫作任務。

以筆者所在學校使用的智慧紙筆為例，該產品配套有碼點紙作文本（分中英文）、單行本。根據設計活動，教師應結合其評價方式確定要使用的專用本。方式1：單行本+作文本。前者用于采集并呈現活動1和活動2的結果，教師進行實時評價，后者結合系統提供AI作文批改功能，教師可結合AI打分進行初評。該方式不足之處在于使用作文本較多。方式2：單行本。該方式的優點是所有活動在一個本子上完成，既利于學生思維的延續，也便于教師操作（所有紙筆系統使用不同作業本均要進行作業任務切換）與評價，不足之處是只能呈現學生學習痕跡，無法使用AI作文批改功能。

二是根據教學實際設計新型作業本。教師可通過紙筆系統提供的“自定義作業”功能，結合通用答題卡進行作業評價設計，從而實現課堂中的以評促教、以評促學。

課堂教學：基于“智慧”水平設計學生“學會什么”的活動——科學運用紙筆智慧系統。紙筆智能終端的本質是一個前端數據采集工具，對采集的數據進行分析及反饋則屬于后端系統功能，兩者合一則構成了紙筆智慧系統。評價是教與學之間的橋梁，其關鍵功能在于獲得學生在學習過程中的相關信息，進而運用這些信息來支持接下來的教與學決策，從而保障教學評一致性的有效落實。紙筆智慧系統是這個橋梁的支柱，而系統的“智慧”水平則決定了支柱的高度與力度。

比如，設計學情檢測活動，教師應根據系統的反饋結果確定評價方式。目前的“智慧紙筆”或平板電腦智慧課堂系統，基本上只支持客觀題與有標準答案的主觀題及作文的AI批改，暫時不支持文科主觀題與理科有解題過程題目的AI批改。教師應根據系統支持功能設計學習活動。如數學計算題，教師可采取“答案+過程”的方式，讓學生完成計算過程后，以選擇題方式提交答案。紙筆系統則可根據選擇題答案統計出學生的正確率、錯誤率，根據學生提交的過程統計空白率，教師結合兩者再實時呈現學生的思考過程進行評價。

另外，要注意的是，教學評一致性的評價是“為了學習的評價”和“作為學習的評價”，而不能局限于對學習目標達成情況的判定。教師應充分利用紙筆智能終端實時高速采集每一個學生的書寫軌跡，關注學生完成的效率、書寫是否端正、解題思路的差異、標注改錯的習慣、學習活動的參與度等一切能在書面上呈現的學習行為。

紙筆智慧系統的發展方向

通過課堂教學實踐，筆者驗證了過往的一個觀點：紙筆智慧系統對比平板電腦更符合課堂教學的需要，其不影響學生視力、無感采集學生書寫軌跡、成本較低的優點是突出的，但要廣泛使用，仍要在如下三個方面進行優化與改進。

一是降低個性化教學的成本。要落實教學評一致性，基于學情與學習目標的教學設計是非常關鍵的。但現有系統只能提供通用碼點本或指定教輔的碼點本，如果教師要自制碼點紙導學案，則需要具有碼點打印功能的打印機，其成本還是較高的。

二是增強AI批改作業的能力。紙筆智慧終端僅僅只是完成了數據的采集，但關鍵在數據的處理。紙筆智慧系統必須實現與大模型的對接，賦予更大智能，特別是對各類主觀題的自動批改，以及平臺更多更精準的資源推送，才能真正滿足教學評一致性的需要。

三是不斷提高教師的信息素養與學科素養。課程教學改革的難點不僅在于日新月異的技術，更在于人的思想能否與時俱進。事實上，教師專業能力的提升永遠在路上。

（本文系廣州市教育科學規劃課題“交互式紙筆智慧課堂對中學課堂教學質量提升的有效性研究”的階段性成果，課題編號：202214469）

責任編輯/曹小飛