搭建“智能個性化學習體系”,溫州二十一中以大數據引領學校精準教學

來源 | 《中國教師報》

作者 | 記者 鍾原


“教師從頭講到尾,學生聽得索然無味”……這是一般人對試卷講評課的印象。

但在溫州市第二十一中學的課堂上,試卷講評卻呈現了另一番景象。

這是一節《一元一次不等式》試卷講評課,教師盧智海先按智學網提供的數據,按共性錯因對學生進行分組;接著是組長幫助組員分析錯因,組織組員討論本組的高頻錯題;然後是小組彙報,個性化展示環節,組長展示小白板,反饋組內討論情況,分析思路、方法歸納,如有尚未解決的問題可由其他組學生講解,全班集中攻堅高頻錯題和典型錯解;最後教師做共性歸納、提煉方法,學生在個性化學習手冊上做好筆記,個性化學習手冊是根據學生本次測試的錯題智能推送的,每個學生的高頻錯題和推送題都不同。


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盧智海老師的常態個性化習題講評課

“這樣的學習方式,能照顧到每一個組員,交流更便利,討論更充分,理解更透徹。”組長熊依曼說。

“組長講解得十分清晰,而老師的二次講解,鞏固了錯題題型,可以加深記憶。”組員金晨歡非常認可這種方式。

對於盧智海來說,這樣的試卷講評課給他最大的感受就是精準和個性化


搭建“智能個性化學習體系”,溫州二十一中以大數據引領學校精準教學

隨著“大數據+人工智能”時代的來臨,一所學校如何改變傳統教育教學的服務模式,搭建“智能個性化學習體系”,讓師生受益?


智能化學習:從高中數學再出發


如何打造基於“互聯網+”的智慧校園?溫州市第二十一中學多年來一直關注個性化學習,在不同時期開展了不同領域的探索。

2014年,學校自主研發了基於移動終端的德育管理系統,豐富了德育管理的形式和內容,使日常的德育管理在細節上更到位。德育管理系統設有德育崗位角色分配、值日計劃、值日表、日報表、週報表等項目,內容涉及學生德育的各個細節,包括遲到早退、課堂表現、活動參與、衛生打掃、志願服務等。值班教師或值周班級可在給分的同時加註文字說明和照片佐證。2017年,學校同步開發了年段電子公告牌和電子班牌,所有德育管理的內容實時推送,班主任可以及時發現問題、處理、跟進。

2016年,學校與樂課網合作,推出樂課PAD智慧課堂。其融合課前、課中、課後三個環節,校內和校外兩個場景,以教師、學生、家長、管理者為服務對象,充分整合電子白板、教室電腦、學生平板、網絡等設施設備,有效實現師生互動、即時評價、統計反饋、實時表揚、家校互通、資源共享等功能。


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值周班級用樂課平板打分

“以前課堂上總有些重要內容來不及記,但在樂課上,只需要一個截圖就能永久保留,既便利又高效。”高一學生湯聖銘說。

但學校沒有停止探索,一段實踐以後,大家發現仍有一些問題存在,如教學測評內容不夠“高精準”、學習評價樣本“大數據”不夠充分、學習糾錯指導不夠“個性化”等。如何破解這一難題,繼續走好創新特色發展之路?

2017年8月,剛剛以訪問學者身份從美國肯恩大學進修完的浙江省物理特級教師、國家高級軟件工程師徐海龍調任溫州市第二十一中學擔任校長。不一樣的教育背景與職業經歷讓他對教育信息化和智能化的理解更加深刻。

在徐海龍看來,當下人工智能及相關技術在教育領域的應用逐漸廣泛,而針對目前的學情,選擇哪些方面去突破是亟待求解的問題。經過對學校辦學的重新梳理,徐海龍和管理團隊確定了走兩輪驅動的路徑:其一為現代學校治理體系,其二為智能個性化學習體系。

2018年5月,浙江省首家“大數據教學支持中心”在溫州市第二十一中學誕生。中心通過科大訊飛開發的人工智能核心技術,深度挖掘學生學習測評數據,提供高頻大數據服務、人工智能算法推薦、網絡專家團隊輔助等服務,完成對學生學習測評數據的精準糾錯,支持教師幫助學生實現個性化學習。同時,徐海龍提出“大數據+人工智能背景下個性化學習”的實踐方向,並以數學的習題講評課為切口展開探索。


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浙江省首家大數據教學支持中心在溫二十一中成立

“習題講評課往往會發掘出一些問題,這是我們經常忽視的,也是改革最需要的,容易出成果。因此,我們首先從學校的優勢學科高中數學入手。”徐海龍表示,“切口可以小,但要有成效。這樣的方式既能減輕學生負擔,也讓許多學生在考試後不再習得性無助,知道自己還需要在哪些知識點努力突破。同時,也為教師減負提效,讓教師從以前的經驗型向技術型轉變,從模糊教學向精準教學轉變。”

這項改革也呼應了學校的教育理念——教育是為了人的自我生成,通過學習,讓學生有方向、有目標地生長。


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“個性化學習手冊”支持下的精準教學


面向現代化教育的未來,學校打造了一套富有本校特色的“個性化學習體系”,同時也規劃了“一冊一課一中心:基於‘大數據+人工智能’的中學個性化學習研究”的頂層設計。

一冊即個性化學習手冊,包括學生版、教師版、管理版。其中學生版由成長記錄、錯題鞏固、拓展訓練、解析對照組成;一課為個性化習題講評課,包括學科類別、前測後測、過程探索;一中心為大數據教學支持中心,為學生提供自助指導,為教師提供數據支持,為學校提供評價依據。

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學生的個性化學習手冊

每個學生生成的個性化學習手冊都不同,以往的課堂上是按空間位置進行分組,現在則是教師根據數據進行分組,按錯題類型甚至錯因把學生聚集起來,並據此佈置個性化作業,更有針對性。

“如果週一考試,通常週二下午學生就能拿到手冊,教師在課上針對錯題情況進行分組,課堂模式從以往的‘一言堂’變為問題聚焦下的小組合作攻堅。”個性化學習課題組核心成員、班主任許光軍說。

“個性化學習手冊是我們的成長指南,讓我們更有方向地學習。”初二(7)班學生張然感受頗深。

面對每個學生手中各不相同的《個性化學習手冊》,教師該如何組織課堂教學,使《個性化學習手冊》發揮最大價值,助推精準教學?學校開展了積極的實踐探索,經歷了四種課堂模式。從最初的單師模式到雙師模式、多師模式,直至現在的“1師+X生”模式。

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“1師+X生”個性化習題講評課課堂模型與時間分割

徐海龍告訴記者,單師模式第一次讓課堂從“用經驗、憑感覺”向“數據驅動、課前決策”邁進。但是,由於每個學生的學習需求不同,也暴露出一些問題,如預設過多、個性化不夠、講評效果不好等。

到了多師模式,全班學生按座位就近原則,自然分成四組,由同一備課組的4位教師每人負責一組指導答疑。儘管此模式反響很好,但還是存在一些問題,如學生根據就近空間分組,大數據支持下的精準教學如何體現?對主講與助教的關係而言,多位助教老師的時間和次數如何把控?

“因為學校師資有限,無法做到常態化教學,而常態課才是精準教學的生命力。”於是徐海龍提議成立學生智囊團,“每個小組選出一個學生擔任助教參與教學,構成‘1師+X生’模式”。

改進後的“1師+X生”模式教學流程為:學生根據大數據顯示的錯題知識點進行分組,課前完成分組工作;教師對學生助教提前輔導,助教教師介入兩次,第一次解決個性化錯題,第二次解決個性化推題;學生個性展示,分享學習體驗;教師進行共性歸納。這種模式徹底解決了學生個性化學習的訴求與教師資源的供求矛盾,讓學生助教體驗了從“會做”到“教會他人”的深層次學習。

“我們通過持續跟蹤關注,發現這種教學模式對學生助教的個性化發展有極大的促進作用,不僅幫助他們學會了解答提問、分析作業等教學技巧,而且幫助他們學會了學習,如巧用教育資源、複習應考、拓展閱讀等多種能力。而助教學生的存在也更加全面地照顧到每一個學生,協助教師更有針對性地幫助後進學生實現個性化學習。”研訓處主任張文靜告訴記者。


多學科拓展追尋更有意義的學習


“1師+X生”課到底如何開展?

在教師鮑凡克執教的高一下學期《數列單元檢測個性化試卷講評》課上,記者現場看到,鮑凡克先通過數據比對梳理出高頻錯題,將個性化錯誤知識點分為三類;然後在“分組學生助教輔導”環節,針對其中一個錯誤知識點,小組學生楊思瑤自主發言,之後學生助教戴業業補充並總結。

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顯然,這樣的方式讓優生成為助教,發揮了他們的潛能,並使優生在講解過程中得到進一步提升。同時,教師在課前進行了大量準備工作,使一些並不具備普遍性但又容易犯的錯誤在對應的集中小組內得以糾正,大大提高了講評反饋、查漏補缺的效率。

鮑凡克認為,教師仍然是課堂的設計者、組織者和總導演,“這一點不會隨著信息技術的增加而減弱,甚至可以說在數據時代更加重要,從前期的大量準備工作到根據數據作出的精準定位、修正、改善、反饋、追蹤,每個環節都需要教師的把控與積極分析,而‘人工智能’缺少‘人工’就不可能真正‘智能’,就會信馬由韁、無的放矢,成為純技術的作秀”。

去年10月,學校開始在語文、英語等學科進行突破,嘗試進行相關實踐。分管教學的副校長林甲景10多年來一直在語文學科方面進行積極探索,並關注各學科的個性化問題,他首先從作文切入,對不同質學生進行不同文體創作的激發指導,做到個性化精準的創作啟蒙。

“對於一個班級的學生來說,有些學生擅長寫詩歌,有些學生擅長寫小說,有些學生擅長寫散文,教師如何幫助學生找到適合的寫作素材?”面對素材問題,林甲景是這樣破解的——首先為學生設立“詩·文·樂”主題誦讀課程,包括統一午誦詩詞、經典詩詞薦閱、經典千字文薦閱、經典歌曲薦賞。比如,三月初的主題定為開學,統一午誦詩詞姚振函的《生活》,經典詩詞薦閱白馬《守海歲月》、駝一禾《先鋒》、冰心《春水(節選)》、顧城《小花的信念》;經典千字文薦閱季羨林《清塘荷韻》、梭羅《瓦爾登湖》選段;經典歌曲薦賞尚雯婕《最終信仰》、快樂男聲《我最閃亮》。

其次,進行課程化的影視欣賞,分為我與自己、我與他人、我與社會、我與自然,培養學生的不同方面,如品質培養、生涯規劃、敬畏生命、人際經營、國家意識、民族歷史、公民意識、認識自然、保護環境等,據此統一觀賞相關電影並進行延伸推薦。

最後,進行專業的摘記指導。比如,史鐵生作品分類摘錄與指導,包括開場和結尾的藝術,善於抓住生動的關鍵細節,刻畫人物形象要有模有樣,寫作本質上也是講故事等。

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林甲景非常支持學生寫詩,對他們進行細心指導,並珍視他們的獨立創作。不久前高三(1)班學生李程程的詩歌《魚的頓悟》憑藉獨特的想象力在《語文世界》刊發。

面對考試作文,無論是機器先改還是教師自己批改,林甲景重點在批改時,將所有學生的作文問題分為五類進行符號化批註,包括審題、結構、素材、語言、體裁,然後在作文分析課上將學生分類分組進行針對性指導。他表示:“以前上課,我們就是對全體學生說教師自己的話,現在從這個細節開始革命,就是為了更加精準。”

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“基於工業文明標準的中國基礎教育,想實現農耕文明時代就提出的因材施教,唯有運用數字文明的思維,才能實現新時代大規模、標準化教育下的個性化學習。”徐海龍這樣構思並努力將個性化學習落到實處。

去年上半年,溫州市第二十一中學在18所聯盟校中的數學成績排名第一,學生在高考中數學成績也有了較大漲幅。在複雜而多變的世界努力培養學生的好奇心、啟發學生的智慧、增進學生的自主性和責任感,引導學生積極、廣泛、有遠見地追尋更有意義的學習,溫州市第二十一中學的個性化學習之路將走得更寬、更遠。

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2019年3月,溫二十一中舉辦 全省個性化習題講評課公開日活動


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