人工智能融入课堂 创设教育新场景

张泽治

【摘 要】围绕人工智能如何赋能精准教学，本文通过对“崂山区课堂教学云平台”赋能课堂教学、作文批改、减负作业、课后托管、创新课堂等功能的分析，探讨了利用人工智能服务精准教学与提升教学质量的有效方式与途径。

【关键词】人工智能;赋能;精准教学

【中图分类号】G434  【文献标识码】A

【论文编号】1671-7384（2022）05-008-03

当前，人工智能从很多方面融入了人们的生活和工作。人工智能如何赋能教育，如何创设新的教育场景为学生提供美好的学习体验，如何精准为学生提供教学资源，是教育界应讨论的问题。本文通过分析基于“崂山区课堂教学云平台”开展的精准教学和高效作业管理，探索在不改变学校原有信息化基础设施、不改变教师原有教学习惯、不改变学生纸质答题习惯、不使用Pad等智能设备的前提下，让人工智能技术无感化融入课堂，以提升教、学、评的效率。

人工智能技术赋能课堂教学

高质量的课堂教学是“双减”行稳致远的保证，关键是让学生在校内“学足”“学好”。为进一步提升课堂教学效率，崂山区为全区公办中小学搭建了“崂山区课堂教学云平台”，通过扫描仪收集学生的日常作业数据，教师应用人工智能技术统计分析学生的这些数据，实现常态化教学下的因材施教。全区教师都能够借助人工智能技术独立使用教学平台进行备课、课堂教学、作业设计及开展针对性的教学辅导，实现高效的作业管理，为学生的个性化学习服务。

1.制作AI智能答题卡，为课堂教学提质增效

教师利用教学平台建立海量的题库资源，在立足本区学情的基础上，遴选题目制作AI智能答题卡。各学校基于课堂教学需要，由教师选择相关题目组织学生练习。

AI智能答题卡优势在于不改变学生纸质答题习惯，最大程度地保护学生视力。答题卡输入高速扫描仪扫描后，平台利用人工智能技术，在1～2分钟内就能完成题目分析，即时呈现统计数据，教师迅速获得答题情况反馈，精准分析班级整体和学生个体对相关知识点的掌握情况，为下一步教学提供精准依据。学生们在大屏幕上直观地看到每道题的正确率，全班的共性问题显而易见，这对学生有极强的震撼和说服力。由于答题卡题目分层选作，做题数量变少了，更具有针对性，这让学生的学习兴趣愈发浓厚。

2.赋能作文批改，提升作业教学效率

应用教学平台，崂山区第二实验小学的语文教师上了一堂“不一样的作文课”。学生在完成习作之后，教师统一将学生习作扫描上传至AI作文系统。系统从内容、表达、发展三个维度对孩子的习作进行指导和评价。如系统评价一位学生的习作完成度比较高，尤其在语言表达方面表现非常好。但是他的作文主题选材过于大众化，主题不够新颖。平台给出了本次习作的总体评价，既有得分点又有待提分的点，这样使学生更加清晰地了解自己的优势和待改进部分，从而进行针对性的自我反思，不斷提升写作能力。

AI系统针对习作中出现的语病、错别字等基础部分可以给出明确的指导，帮助教师减轻了一部分负担。同时，任课教师可以同步向学生提供单独的修改意见，平台评阅与人工审阅有机结合，个别指导与集体指导相结合，提高了评阅作文的效果和针对性。

教师根据AI系统生成的班级数据所反映出的共性问题统一讲解。对于作文中的个别问题，学生可以依托AI系统给出的修改意见和教师的评价进行再次修改完善。作文经过自改、教师批改、AI评改等反复的修改后，教师组织学生在班级进行精彩句段的分享，此时的孩子们因为有AI系统和教师的双重指导，会更加自信、主动地进行作文的展示和交流。依托AI技术的作文教学，既可以帮助教师减轻负担，又可以依托大数据进行针对性指导，真正做到了课堂教学的减负增效。

人工智能技术赋能作业管理个性化

作业实行“时间双向管理”。即学科教师结合学情，预估作业完成时间，在平台上标注每道题目的建议作答时间;学生每次作业都在AI作业纸上填写起始、结束时间（图1），然后平台将教师预估时间和学生的实际作答时间进行数据对比分析，从而实现对学生作业时长的有效监管，帮助教师及时了解学生的作业用时情况。“时间双向管理”还可以辅助教师进行作业难度和作业量的调整，更好地进行分层作业设计。教师还可以通过作业时段分布情况对学生作业习惯进行分析，了解学生拖延情况及问题所在，进行精准干预和提升。

图1  AI作业纸

作业分层推送。借助教学平台，教师结合学生实际需要和学习能力进行精准的作业分层，在选择习题时兼顾难易程度，合理搭配，凸显个体差异性，实现作业个性化布置，进而实现因材施教的目标。如对于能力比较薄弱的学生可以布置一些基础的习题，对于水平比较高的学生布置综合性的拓展题。这让基础薄弱的学生在不断的积极反馈中体验到学习的成就感，提升了学习的主动性和自信心，优秀学生也避免了重复做机械作业，使基础不同的学生都提升了成绩，改善了“优秀学生吃不饱、学困生吃不了、中等生跟着跑”的现象。

针对学生的错题，应用平台的靶向作业系统对学生进行靶向训练。如何针对学生的薄弱点布置个性化作业，提高作业布置的精准性和针对性是困扰教师的难题。利用教学平台的靶向作业功能，教师布置靶向作业，让学生把错题重新做一次，教师还可以推送变式题型，以达到举一反三的目的，减少无效学习时间。如果错题再一次做对，该题就会从学生的错题本中删掉;如果题目连续做错，平台会标记错误次数和识别错误类型，教师再针对此题释难答疑，就提升了学生学习的效果及效率。靶向作业真正实现了因人而异和因材施教，便于教师对学生开展个性化指导。

人工智能技术赋能课后托管

崂山区将人工智能技术应用于辅助课后托管，取得明显成效，切实做到管理精细化。目前，崂山区公办中小学的学生社团与托管班有近三万名学生享受了课后服务管理平台的服务。参加课后托管的学生在打卡机前进行人脸识别打卡，系统识别后自动记录学生的信息和入班时间。同时参与课后托管服务的教师也登录课后服务管理平台打卡签到，并实时查询参与课后服务的学生考勤情况。托管结束后，学生将再次进行人脸识别打卡，系统自动记录离班时间，并计算出打卡学生的托管时长，有效解决了教师工作量难以计算的问题。

崂山区基于人工智能技术有效解决了传统考勤费时费力、精准度不高、学校和家长难以及时了解考勤情况等弊端，将人脸识别与校园数据系统相结合，推出了家长手机端、教师手机端、平台管理端三个系统，实现了学生课后托管服务网上报名、学生课后托管服务人脸识别考勤登记、课后托管服务指导教师签到、课后托管服务指导成果上传、课后托管服务时长自动统计等功能。平台自动汇集不同学校多个考勤机数据，根据相关规则自动生成报表，以供教育管理人员和相关家长查询。人工智能技术的应用，避免了大量的纸质考勤表，减少了教师工作量，有效改革了学校的考勤管理方式，规范了考勤操作，防止出现代打卡、弄虚作假等行为，提高了工作效率，同时也实现了课后托管的精细化管理。学校管理人员、课后服务的教师及家长都可以实时查看学生的考勤信息，了解学生的托管情况，提高了学生课后托管的安全性。

人工智能技术助力学生核心素养培养

在人工智能技术不断改变传统课堂教学方式的同时，崂山区加入青岛市人工智能教育“1+4+100N”战略，成立人工智能教育研究院，与科研院所和高校专家联合培养本地骨干教师。骨干教师结业后将专业的人工智能技术融入项目式教学，以生活化的应用为主线将人工智能課程结构化，以青少年能力培养为导向，训练学生的探索意识与动手实践能力。在每节课提供必要的基础知识学习后，让学生完成一些生动有趣的小案例，使其在动手实践中获得人工智能情景的直观体验。

在实践应用环节，我们提供了开源平台、商业平台、硬件资源三种方案，让学生自主选择喜欢的方式学习，锻炼动手能力，更好地理解人工智能知识，应用相关知识解决生活中的问题。崂山区的人工智能课程分为普及和培优两种培养模式。普及课程让全体学生体验和了解人工智能知识;培优课程则主要针对学有余力和对人工智能技术特别爱好的学生。通过人工智能课程，学生不仅了解到当前最先进的人工智能知识，还学会了如何去接受和拥抱新技术，也认识到人工智能的优势和不足，为今后适应和改造社会打下良好的科学素养基础。

随着数字化社会的转型和升级，人工智能技术在不断进步，其对教育教学的精准赋能将不断随着时代的发展而发展。打破传统教学的物理时空，人工智能的无边界学习环境的创建，为精准教学从关注抽象学生发展到关注具象学生提供了技术条件支持，将推动教育快速进入智能化发展时代。

注：本文系2020年度青岛市社会科学规划研究项目“区域中小学人工智能教育和航空航天科技创新教育培训示范基地的建设与实践”（项目编号：QDSKL2001393）的研究成果

作者单位：山东青岛市崂山区教育和体育局