蘇萌

【摘 要】人工智能（Artificial Intelligence，AI）是研究、開發(fā)用于模擬和延伸人類智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的科學(xué)。2018年，教育部印發(fā)《教育信息化2.0行動計劃》，提出要推動人工智能在教學(xué)、管理等方面的全流程應(yīng)用，利用智能技術(shù)加快推動人才培養(yǎng)模式、教學(xué)方法改革。AI賦能的課堂教學(xué)評價能夠提供準(zhǔn)確、客觀的數(shù)據(jù)和分析，幫助教師優(yōu)化教學(xué)策略，提高教學(xué)效果。未來需要進一步研究評價指標(biāo)的構(gòu)建、加強個性化反饋以及探索發(fā)展性教育模式，以推動人工智能在課堂教學(xué)評價中的深度發(fā)展和廣泛應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】人工智能；課堂教學(xué)評價；學(xué)習(xí)行為

【中圖分類號】G434? ?【文獻標(biāo)識碼】A

【論文編號】1671-7384（2023）09-076-02

教學(xué)案例描述

本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容是人教版數(shù)學(xué)四年級下冊中的“四邊形內(nèi)角和”一節(jié)。本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)是幫助四年級學(xué)生理解四邊形內(nèi)角和的概念，并培養(yǎng)他們創(chuàng)造性解決問題的能力。教師意識到使用傳統(tǒng)評價方法難以準(zhǔn)確評估每位學(xué)生的學(xué)習(xí)水平和掌握程度，因此，在本節(jié)課教學(xué)過程中引入AI賦能的課堂教學(xué)評價系統(tǒng)，以更全面地了解學(xué)生在探究四邊形內(nèi)角和問題中的表現(xiàn)。

教師引導(dǎo)學(xué)生明確四邊形內(nèi)角和的概念后，引領(lǐng)學(xué)生進行獨立探究，再共同討論最優(yōu)解決方法，最終確定以簡便準(zhǔn)確的“分一分”的方式來求解四邊形內(nèi)角和。通過信息技術(shù)與課堂教學(xué)評價的有機結(jié)合，AI賦能的課堂教學(xué)評價系統(tǒng)能夠及時獲得學(xué)生在探究過程中的表現(xiàn)數(shù)據(jù)。教師獲得了更全面的數(shù)據(jù)反饋，能夠針對學(xué)生的個性化需求進行教學(xué)優(yōu)化。學(xué)生也因此獲得了更具挑戰(zhàn)性和拓展性的學(xué)習(xí)體驗，加強了對四邊形內(nèi)角和相關(guān)知識的理解和掌握。

AI技術(shù)與課堂教學(xué)的評價

課堂是教育教學(xué)的第一陣地，課堂教學(xué)評價是評估教學(xué)質(zhì)量的重要方法和手段[1]。在完成這次教學(xué)設(shè)計及課堂教學(xué)前，我經(jīng)歷了幾次AI賦能課堂教學(xué)評價的過程，從中也獲得了寶貴的經(jīng)驗和深刻的體會。

1.AI技術(shù)的實時監(jiān)測與評價

AI賦能的課堂教學(xué)評價系統(tǒng)運用了先進的技術(shù)，包括語音識別、圖像識別、機器學(xué)習(xí)算法等。在本次四邊形內(nèi)角和的課例中，AI系統(tǒng)通過多種技術(shù)分析教師和學(xué)生的口頭表達(dá)和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，評估教學(xué)過程，并提供詳實的數(shù)據(jù)分析報告。AI系統(tǒng)可以幫助教師全面了解課堂教學(xué)情況、教學(xué)能力和學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，促使教師及時發(fā)現(xiàn)問題并改進教學(xué)方式，從而提高課堂效率和教學(xué)質(zhì)量。該AI系統(tǒng)的運作原理如下。

（1）評估教學(xué)設(shè)計能力

AI賦能教學(xué)評價系統(tǒng)在教學(xué)設(shè)計中的應(yīng)用對教師的課堂教學(xué)能力提升產(chǎn)生了積極影響。AI系統(tǒng)下教師教學(xué)設(shè)計能力是通過六個維度來評價的。針對此次教學(xué)設(shè)計的6個維度以及等級分別為：設(shè)計學(xué)習(xí)評價=[3]等級、匹配學(xué)習(xí)活動=[3]等級、設(shè)計學(xué)習(xí)目標(biāo)=[4]等級、理解學(xué)生=[4]等級、選擇學(xué)習(xí)資源=[4]等級、理解教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)法=[4]等級。通過此系統(tǒng)對教學(xué)設(shè)計的評價，以及教師在不同維度上的努力和實踐，教師在本節(jié)課后能夠更好地理解教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生需求，設(shè)定明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)，選擇適合的學(xué)習(xí)資源和活動。

（2）語音、圖像識別技術(shù)的應(yīng)用

語音識別技術(shù)能夠準(zhǔn)確地捕捉教師授課的語言內(nèi)容，包括講解的知識點、教學(xué)策略和指導(dǎo)，可以分析教師和學(xué)生之間的口頭表達(dá)，理解授課內(nèi)容的有效性和學(xué)生對知識的理解情況。自然語言處理也能評估課堂氛圍，包括學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和參與度，為教學(xué)過程提供更全面的反饋。同時，圖像識別技術(shù)能夠感知課堂中的學(xué)生參與度和互動情況，如學(xué)生舉手、小組活動等，從而實時記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)。

例如，系統(tǒng)識別到在本節(jié)課中師生互動時間占比22.45%、學(xué)生發(fā)言和獨立學(xué)習(xí)時間占比25.56%，這兩項比例最大，說明在師生更深入的學(xué)習(xí)交流中，有助于培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維。教師講授時間占比為14.88%，占比適中，說明教師在課堂中對時間掌控合理，能夠根據(jù)學(xué)習(xí)進度以及學(xué)生能力恰到好處地分配時間。同時這也有助于提高學(xué)生的活躍性以及互動性，引導(dǎo)學(xué)生更多地參與到課堂討論中來。

2.個性化學(xué)習(xí)反饋與提高教學(xué)效果

AI系統(tǒng)在個性化學(xué)習(xí)反饋方面發(fā)揮著重要的作用。

（1）監(jiān)測課堂活躍度

AI系統(tǒng)通過實時監(jiān)測學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)和學(xué)習(xí)情況，識別學(xué)生的學(xué)習(xí)差異，了解每位學(xué)生的學(xué)習(xí)進展和需求。例如，系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)本節(jié)課中在課前針對題目提出自己想研究的問題的環(huán)節(jié)，學(xué)生表現(xiàn)出較高的學(xué)習(xí)興趣和積極性，說明大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性很強，并有個性化學(xué)習(xí)需求，學(xué)習(xí)動力和投入力較強；個別同學(xué)對此問題沒有想法，教師也可以針對他進行個性化輔導(dǎo)。而在教師提出“你們覺得研究哪個四邊形最有代表性、最有說服力”這個疑問時，學(xué)生活躍度較差，少數(shù)學(xué)生有自己的見解，說明大家對這個知識點的理解還較為薄弱，此類難度的問題大多數(shù)學(xué)生還需要教師進一步引導(dǎo)，對于有見解的學(xué)生也可以進行拔尖培養(yǎng)。

（2）監(jiān)測不同難度的問題設(shè)計

通過AI技術(shù)的實時監(jiān)測，對學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和水平進行精準(zhǔn)評估，教師便可以了解每個學(xué)生在解決不同難度問題時的表現(xiàn)和學(xué)習(xí)程度。

例如，AI系統(tǒng)在問題設(shè)計與觀察數(shù)據(jù)中顯示，本節(jié)課中教師使用了各種類型的問題，尤其是單點結(jié)構(gòu)問題的使用頻率較高，拓展抽象結(jié)構(gòu)問題的使用較少。說明思維活動數(shù)據(jù)顯示學(xué)生在記憶和理解方面的參與較多，但在應(yīng)用、分析和評價方面的參與較少。對于理解較慢的學(xué)生，可以提供更簡單易懂的問題，幫助他們逐步掌握知識，確保不被落下；而對于學(xué)習(xí)較快的學(xué)生，可以給予更有挑戰(zhàn)性的問題，促使他們保持學(xué)習(xí)興趣，不斷進階。通過個性化的問題設(shè)計和學(xué)習(xí)支持，每個學(xué)生都能夠在適合自己水平的學(xué)習(xí)環(huán)境中不斷進步、發(fā)揮潛力，進而培養(yǎng)出更具創(chuàng)新思維和問題解決能力的學(xué)生。

3.教學(xué)評一致促教師持續(xù)改進

機器學(xué)習(xí)算法作為AI系統(tǒng)的核心，能夠通過大量數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)和分析，判斷教學(xué)過程的有效性和改進方向，為教師提供準(zhǔn)確、客觀的評價結(jié)果，提高評價結(jié)果的可比性和公正性。AI系統(tǒng)實時監(jiān)測和記錄課堂活動，分析教師授課內(nèi)容、學(xué)生參與度和互動情況，以及課堂氛圍評估等數(shù)據(jù)，為教師提供詳細(xì)的教學(xué)反饋和建議。AI系統(tǒng)還支持教學(xué)評價的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，通過對大量數(shù)據(jù)的分析，確定科學(xué)、合理的評價指標(biāo)，確保評價準(zhǔn)確有效。教師可以根據(jù)AI技術(shù)提供的數(shù)據(jù)，持續(xù)優(yōu)化教學(xué)設(shè)計和實施，滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，提高教學(xué)效果。

綜上所述，AI技術(shù)在分析教學(xué)評一致性方面為教師提供了有力的支持和指導(dǎo)。教師可以通過AI技術(shù)對教學(xué)評價進行標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化處理，持續(xù)改進教學(xué)設(shè)計和實施，以提高教學(xué)效果和學(xué)生滿意度。

教學(xué)反思與展望

人工智能技術(shù)讓我們能以一種新的方式來看待課堂和教學(xué)，帶來了新的教育理念和教學(xué)評價方式。教學(xué)過程及情境的分析和優(yōu)化，得以在新技術(shù)的支持下進行思考和論證，使得教育決策更具有科學(xué)性和合理性[2]。通過AI系統(tǒng)的實時監(jiān)測和評價，教師能夠獲得更全面、客觀的課堂教學(xué)數(shù)據(jù)和學(xué)生表現(xiàn)，從而更好地了解教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，更精準(zhǔn)地調(diào)整教學(xué)策略和教學(xué)資源，滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，提高教學(xué)效果。

然而，AI評價系統(tǒng)也有一些局限性。它并不能完全取代教師的專業(yè)判斷和人文關(guān)懷。在教學(xué)過程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)進步不僅僅取決于知識掌握程度，還與情感因素、學(xué)習(xí)動力等方面相關(guān)。因此，我們?nèi)孕枰Y(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗和專業(yè)知識，綜合考慮多方面因素，繼續(xù)提供個性化的指導(dǎo)和支持。

在教學(xué)實踐中，我認(rèn)識到AI技術(shù)的優(yōu)勢和局限性，并明確了它與教師的關(guān)系。我將繼續(xù)充分發(fā)揮AI技術(shù)的優(yōu)勢，同時保持獨立思考和專業(yè)判斷的能力，不斷提升教學(xué)質(zhì)量，促進學(xué)生的全面成長。

參考文獻

顏慧. 人工智能視覺分析技術(shù)在課堂教學(xué)評價中的應(yīng)用探析[J]. 電腦知識與技術(shù)，2023，19（4）： 29-32.

劉清堂，何皓怡，吳林靜，鄧偉，陳越，王洋，張妮. 基于人工智能的課堂教學(xué)行為分析方法及其應(yīng)用[J]. 中國電化教育，2019（9）： 13-21.

作者單位：北京市潤豐學(xué)校

編? ?輯：徐靖程