智慧環境下初中生自適應學習模型的構建

“雙減”政策背景下，引導學生開展大數據支持下的自適應學習，已成為減負增效的有效手段之一。本文介紹了如何從智慧環境搭建中挖掘賦能自適應教學的軟硬件支撐，并構建了“前測－課堂－作業－評價”四環節融合的自適應學習路徑。同時提出了“四環七步”自適應學習的模型，該模型顯著提升學生學習成效與自主學習能力，對初中地理教學改革具有一定意義。

現階段，教師借助信息化手段，通過大數據分析、云端教學等方式，引導學生開展大數據支持下的自適應學習，這已成為減負增效的有效手段之一。在智慧化學習環境中，以初中地理學科為例，教師將學生個體的學習數據與教師課前備課、課堂師生互動、作業布置與指導、學生評價這四個環節有機整合，深入探索在智慧環境下如何構建完善的自適應學習模型，以滿足不同層次學生學習能力提升的需要。

一、智慧環境的搭建與自適應學習

（一）智慧環境的搭建

智慧環境的基礎是學習終端、網絡平臺與網絡環境。本文中的智慧環境指的是師生的教學終端、學校內部使用的智慧教育云平臺、國家中小學智慧教育平臺與省市智慧教育大數據平臺，同時包括學校配備的5G網絡、大數據存儲服務器和數據處理工作站。這一智慧環境的搭建（如圖1所示），為教師提供了豐富的教學資源與學情數據分析工具，而對學生而言，則是一個融合了自適應學習資源與技術支持的多維智慧平臺相融合的學習環境。

在這個智慧化環境中，基礎設施由城域網、校園網以及教室網絡構成，國家中小學智慧教育平臺、淄博市智慧教學大數據平臺以及學校智慧云平臺，作為向學生提供學習資源、促進師生網上互動教學的技術媒介，具有數字智能化及網絡化的特點。資源庫，又稱學習空間資源庫，是師生借助網絡開展教與學互動，生成的各類網絡空間資源。學生通過學習終端獲取資源庫，運用資源庫資源開展學習，產生的學習數據存儲于大數據存儲服務器，借助數據分析工作站對這些數據進行分析后，可以進一步反饋給資源庫，以實現精準教學施策。

（二）自適應學習

所謂自適應學習，就是基于學生的學情提供相應的學習服務。它以可視化的形式記錄與評估學生的學習行為，根據評估結果偵測學生的問題出處，并預測其未來可能會有的表現。通過積極引導與干預，自適應學習旨在促進學生實現有效且有意義的學習。在本文中，自適應學習將學生置于學習過程的中心，將學習的主動權交給學生，借助智慧環境技術支持，如個性化學習資料推送與大數據分析功能，動態調整學習內容，以滿足學生個性化需求，從而改變學生被動接受知識的現狀。

二、構建“四環”融合的自適應學習路徑

（一）前測環節：精準分析，自我定位

自適應學習作為一種前沿的教育理念與模式，其核心在于通過先進的技術手段，實現教育內容與學生個體特征的精準匹配。在學習前測環節中，學生應積極參與教師精心設計的各種前測活動。通過測試結果，學生可以清晰地看到自己對不同知識和技能的掌握程度，并精準定位學習目標。問卷調查則從多個角度深入了解學生的學習特點。例如，詢問學生在學習地理時更傾向于通過實地觀察、閱讀書籍、觀看視頻還是參與小組討論等方式來獲取知識。

同時，問卷調查還旨在了解學生對不同地理學習資料呈現形式的興趣程度，比如是對靜態的圖片感興趣，還是對集視聽為一體的視頻感興趣，抑或是對模擬實驗感興趣。通過這些前測手段，學生進行精準的自我分析。他們能夠明確自己在地理學習中的優勢領域，如有的學生可能對地理圖像的識別和分析能力較強，在看地圖、理解等高線等方面表現出色；而有的學生可能在記憶地理數據和概念方面有獨特的方法。同時，他們也能清楚地認識到自己的不足之處，如對某些復雜的地理原理理解存在困難，或者在構建地理空間思維上存在短板。

（二）課堂環節：個性化選取資料，滿足自學需求

元認知是指個體對自身認知活動的自我意識和調節，它使學生能夠認識到自己的知識和技能水平，并對自身的學習過程進行監測和調節。通過前測，學生在元認知的基礎上，依據自身的學習能力與特點，選取個性化的學習資料，以滿足自學需求。對于地理基礎薄弱的學生，他們可以選擇觀看微課講解視頻，并在觀看后選取對應的練習題進行鞏固；而對于具有較強空間思維能力、喜歡自主探索和深入研究的學生，則可以選擇教師提供的仿真模擬實驗、綜合分析題等資料，以挑戰自己的思維能力和解題技巧。此外，能力提升訓練題為學有余力的學生提供了更廣闊的探索空間，引導他們將地理知識與實際生活、社會熱點問題相結合，培養綜合分析和解決問題的能力。

在這個過程中，學生們充分發揮自己的主觀能動性，根據自己的自學需求靈活選取各種學習資料。教師則在一旁給予適時的指導和建議，幫助學生更好地利用這些資源，提高學習效率。同時，學生們還可以互相交流自己選取的資料和學習心得，分享學習方法和技巧，共同進步。

（三）作業環節：自適應作業，提升時效

在智慧環境下，教師借助智能技術分析學生個體作業時間數據與群體學生作業時間的對比，了解學生的學習效率；通過分析作業正確率數據與班級平均正確率數據的對比，了解學生知識薄弱點及知識水平；通過分析課前預習監測數據、課堂當堂檢測數據，找準學生薄弱知識點，有針對性地推送適合學生個體的作業。

當學生在日常作業中出現錯題時，他們可以借助教師推送的學習資料進行相關內容的復習鞏固，并根據教師推送的自適應訓練內容進行針對性訓練。每周、每月，學生可以集中分析錯題，進行個性化的錯題再練，從而有效地提升作業時效，鞏固知識與技能。

（四）評價環節：多元評價，驅動成長

學生借助教師推送的當堂測試數據、作業數據、單元測試數據、期中和期末檢測數據的分析，及時了解自己的學習情況。學生通過對自己學習過程和成果的評價反思，能夠更好地了解自己的學習需求和進步空間，并及時與任課教師和家長溝通，獲取個性化學習建議。學生通過項目學習的個性化展示，互相評價彼此的作品，分享不同的觀點和創意，拓寬學生視野，培養團隊合作精神和溝通能力。

多元化的評價方式還包括一些具體的評價工具和指標。例如，利用智慧平臺的積分系統，開展地理學習任務積分活動，這不僅是一種對學生學習成果的量化體現，也能夠有效激發學生的學習積極性。地理實踐活動的評價，可以借助AI生成個性化評價量表，利用手機端對地理實地考察、社會調查等活動中的過程性表現開展實時評價，提升學生對地理實踐能力訓練的重視程度。

三、建構“四環七步”自適應學習教學模式

“四環七步”即通過學情診斷、自主學習、互動提升和評價反饋四個環節以及七個具體步驟，為學生提供更加個性化、高效的學習體驗，促進學生的全面發展。

第一環節：學情診斷

第一步：學前測評

教師在課前，借助智慧云平臺推送相關學習資料、預習檢測試題、調查問卷，從知識、技能以及個人喜好等方面了解學情。學生在學習和作答過程中，會產生眾多的碎片化數據。教師借助數據分析系統對這些數據進行追蹤、收集、整合，并進行統計分析，找出學生活動與學習成果之間的相關性，診斷出對學生學習起到促進和阻礙作用的因素。

例如，在初中地理教學中，教師在講解地球公轉運動產生的地理意義時，通過智慧云平臺推送關于地球公轉意義的多種學習資料，包括動畫視頻演示地球公轉過程及其引起的四季變化、晝夜長短變化等。此外，圖文并茂的科普文章詳細解釋了地球公轉的原理和地理意義。同時利用互動式的虛擬模型，學生可以自主操作觀察不同時間地球的位置和光照情況。

第二步：數據分析

對學前測評收集到的數據進行深入分析。利用數據分析軟件，將學生的測試成績進行分類統計，確定學生在不同知識點上的掌握情況，從而明確學生的學習起點。同時，結合問卷調查結果，通過分析學生的學習風格，如視覺型、聽覺型、動覺型等，了解其優勢與不足。例如，有些學生在邏輯思維方面表現出色，但在空間想象能力上有所欠缺，而有些學生屬于視覺型，對于圖片、視頻的畫面接受力更強。此外，還有部分學生屬于動覺型，需要動手畫畫或操作演示。根據這些分析結果，教師可以為每個學生制定個性化的學習檔案。詳細記錄學生的學習特點和需求，以便制定針對性的教學計劃。

第三步：學習資源推送

根據學情分析結果，教師精心挑選和整合各種學習資源，為學生推送個性化的學習內容。這些資源包括文本資料，如詳細的知識點講解文檔、案例分析等。其中，視頻資源，如名師講解視頻、動畫演示等。練習題資源則涵蓋基礎練習題、提高練習題和拓展練習題等不同難度層次。

第二環節：自主學習

第四步：自主探究學習

學生在接收到教師推送的學習資源后，可自主選擇適合自己的學習資源和學習方式開展自主探究學習。以魯教版六年級上冊“地球的運動”為例，這一過程充滿了個性化和自主性。

學生可以瀏覽教師推送的圖文資料，了解地球自轉和公轉的基本概念、方向、周期等基礎知識。傾向于視覺型的學生，可借助圖片學習的方式通過生動的圖片展示地球自轉產生的晝夜交替現象以及地球公轉導致的四季變化過程，讓他們對這些抽象的地理概念有一個直觀的認識。

而傾向于聽覺型的學生，可以選擇視頻學習方式，觀看培優講解的地球運動動畫演示或科普視頻。這些視頻可以通過聲音與畫面動態展示地球的運動過程，幫助學生更好地理解地球自轉和公轉所產生的地理意義。

此外，對于動覺型的學生，可以利用教師推送的虛擬地理實驗室軟件，在虛擬環境中模擬地球的運動，觀察不同參數設置下地球運動產生的各種地理現象。學生可以調整地球自轉和公轉的速度、角度等參數，觀察晝夜長短、太陽高度角等地理變量的變化，從而深入理解地球運動的地理意義。

在自主探究學習過程中，學生需要做好學習筆記，詳細記錄自己的思考過程、疑問以及對知識點的理解。對于難以理解的部分，如太陽回歸運動與不同地點晝夜長短的關系等。學生可以反復觀看視頻、圖片或進行虛擬實驗，直到完全掌握為止。

第三環節：互動提升環節

第五步：小組討論

學生遵循教師的分組安排，形成學習小組，旨在通過不同學習風格和知識水平的融合，實現優勢互補。在小組討論中，學生們聚焦于自主學習階段所遇難題，積極分享個人見解與解題方法。通過交流日常生活現象、模擬實驗、查閱資料等多種途徑，小組成員在思維碰撞中深化了對“地球的運動”這一章節的理解，特別是地球公轉的地理意義。例如，通過討論如何觀察身邊現象確認地球公轉以及地球公轉過程中季節變化最明顯的地區，學生們在互動中拓寬了視野，促進了知識的內化和拓展。

第六步：教師答疑

教師在小組討論期間巡視各小組，細致觀察學生的討論狀態，準確把握學生的疑問所在。針對小組討論未能解決的問題，教師進行集中答疑，運用講解、演示、案例分析等多元化教學手段，為學生提供精準的指導和深入的講解，助力學生攻克學習難點。例如，在解釋地球公轉導致的極晝極夜現象時，教師針對學生對極晝極夜范圍變化理解的困惑，通過模擬實驗演示和詳盡的理論闡釋，幫助學生直觀感受并深刻理解這一動態變化過程。

第四環節：評價反饋

第七步：學習評價與反饋

教師采用多元化評價方式，全面評估學生的學習過程和學習成果。形成性評價貫穿于學習過程中，通過觀察學生的課堂參與度、小組討論表現、作業完成情況等，及時給予反饋，激勵學生積極參與學習活動。總結性評價則在學習階段結束后進行，通過考試、項目匯報等形式，全面考量學生對知識點的掌握程度及綜合運用能力。

同時，鼓勵學生進行自我反思和總結，回顧學習過程中的收獲與不足，審視學習方法的有效性，為后續學習提供寶貴參考。教師依據評價結果，靈活調整教學策略和學習資源，針對學生普遍掌握不牢固的知識點，增加講解和練習頻次；對于學生熱衷的學習資源，進一步豐富和完善，以持續提升教學質量，實現教學的持續改進與優化。

“四環七步”教學模式通過學情診斷環節，充分了解每個學生的學習特點和需求，為學生推送個性化的學習資源，使每個學生都能在自己的基礎上進行有針對性的學習，從而提高自身的學習效率。

四、結語

綜上所述，本研究在智慧環境下，以初中地理學科為例，深入探討了初中生自適應學習模型的構建。研究發現，通過精準數據分析確定學情、個性化推送滿足學生需求、多平臺融合提供豐富資源以及構建“四步七環”教學模式等措施，能夠有效提升學生的學習效果和自主學習能力。本項研究提出，智慧環境下的自適應學習模型對于初中地理教學具有顯著的理論和實踐價值，為該領域帶來了創新的思維和方法。未來，本研究將繼續探索自適應學習模型在初中地理及其他學科中的深化應用，以期進一步推動教育教學的改革與發展。

注：本文系2022年度山東省基礎教育教學改革項目一般項目“智慧環境下學生自適應學習模型的構建與實踐研究”（項目編號：37032022012）和山東省教育科學“十四五”規劃課題“基于人工智能大數據的初中循證教學實踐研究”（課題編號：2023YB007）的階段性研究成果。