数智赋能,撬动课堂深度变革

作者: 王思静

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习近平总书记指出,教育数字化是我国开辟教育发展新赛道和塑造教育发展新优势的重要突破口。当前,数字化技术发展迅猛,加速催生并引领教育变革与创新,不断开辟数字化新赛道,进一步推进数字教育,将为我国推进教育现代化提供有效支撑。近年来,许多学校积极探索数智赋能新课程教学改革的可行路径,进而撬动课堂深度变革,构建数字化背景下的新型教与学模式。

深圳市福田区红岭中学教育集团:AI赋能大规模个性化学习

“借力人工智能实施大规模个性化学习,这是下一个教育领域运用人工智能的巨大空间。”深圳市福田区红岭中学教育集团党委书记张健分享,“这么多年来,我们的教育都是排排坐、上上课、刷刷题、考考试、排排队,是标准化的教育。但当数字技术成熟时,我们可以构建人工智能的应用生态。未来的教育,真正的课改是人机共学、人机共教。可以说,数智赋能课改,最大的应用场景是个性化学习。”

为了展现学校探索的成果,张健播放了一个视频。视频中,张同学选择的学习范围是从“垂径定理”到“圆内接正多边形”,AI系统首先进行了难度自适应的测评,发现他对“圆内接正多边形”的基本理解不足,于是选择“垂径定理及推论”“外接圆和外心”等三个前置知识作为突破点。经过训练后,张同学关于“外接圆和外心”知识的掌握度提升至62%。

接着,系统帮助张同学解决“相交、相离、相切”这三个薄弱知识点。在进一步推送相关学习资源后,张同学迅速掌握了该知识点。最后,系统在张同学整体知识掌握度比较高的情况下,提升了他关于“圆内接正多边形”知识的掌握度,从43%提升至75%。

红岭中学是如何通过AI实现个性化学习的?首先,学校构建了知识图谱认知模型,包括感知与注意、知识表示、记忆与学习、语言、问题求解和推理等方面的内容。

其次,利用丰富优质的学科资源喂养知识图谱,构建全面、丰富的知识体系,促进学习者深入理解和应用学科知识;利用机器学习和数据不断更新知识图谱,提供更准确、更全面的知识链接和智能化应用,实现知识图谱的持续优化和增值。

最后,通过建立知识图谱,有效将教材章节与相关知识点关联,提供更便捷、精准的学习导引和知识掌握。

广州市铁一中学:教育数字化推动学校教学质量提升

近年来,广州市铁一中学扎实推进新课程改革,力推教育数字化和智慧校园建设,打造了教育数字化赋能教学质量提升的“铁一模式”。

立足校情,实施数字化教育治理。学校建设了一个智慧教育生态系统,融合大部分涉及管理、教学与德育的应用,包括办公OA、在线巡课、校园内网、走班排课、场室预约、课表安排、德育评比等,服务老师、学生、家长、管理者四个群体、实现管理数字化、教学数字化、德育数字化。

“双新”示范,变革智慧环境下的教与学。学校以培养核心素养为导向,让课堂教学模式由“教”走向“学”,重视课堂互动性、生成性与个性化,实施精准教学,让学生的学习真实发生。

“五育”并举,以智慧德育促学生发展。学校将德育纳入智慧教育平台,目前三个校区共形成了60项评分标准,613项评分细则。

评价导向,以数字画像促精准教学。通过教学大数据聚合平台,教师可以更加精准地掌握学生的学习水平,学生也可以清晰地了解自己的变化和优缺点。

校本研修,以智慧教研促教师发展。教师可以借助数据,分析自己的课堂行为;也可以实现课堂共享,打破空间的限制。

东莞市松山湖北区学校:用信息化的手段解决教育个性化的问题

东莞市松山湖北区学校是一所九年一贯制公办学校,也是一所面向未来教育的现代化学校。

学校以“无痕·未来”为办学理念,以“与世界同步,与未来同行”为办学愿景,致力于培养“身心自然完整、未来自由胜任”的未来公民。学校最大特质是“评价立校”。

“评价立校的核心是‘一脑五平台’,‘一脑’指的是学校的数据大脑,只有基于同一平台、统一标准、相互关联的数据才是大数据。”东莞市松山湖北区学校校长助理欧阳伟表示,学校用信息化的手段解决教育个性化的问题,以建设分层题库资源为依托,以精准教学为核心,推动课前、课中、课后教与学方式的转变,最终学生通过自主学习获得能力进阶。

在数智赋能课堂方面,学校主要聚焦三个方面:通过精准的资源建设、资源应用、教学讲评、教学反馈,实现精准地“教”;通过精准的作业练习、个体画像、自我规划,实现精准地“学”;通过精准的协同备课、课堂诊断、混合教研,实现精准地“研”。

“数智赋能是未来教育新生态的一个主要特征。我们将数智融入课堂改革的全过程,依据精准的数据,全方位地赋能课堂教学改革,实现以智助学、以智助教、以智助评、以智助研,真正促进教育高质量发展。”欧阳伟说。

深圳市南山外国语学校(集团)香山里小学:用技术支持孩子的成长和发展

作为一所创办于2017年的年轻学校,深圳市南山外国语学校(集团)香山里小学在建校之初,就搭建了以数据为核心的业务顶层融合体系,构建了以人为本的、泛在的、智能灵动的智慧校园应用环境,并基于学校发展需求,融合了77个微应用。

如何更好地运用数据?香山里小学副校长何海银分享了学校的特色探索:“劳动教育可以作为一个核心,发挥树德、增智、育美、强体的作用。因此,学校通过劳动,借助数据,打造了融合金融校园产业生态。在这个生态里,我们构建社会化的情境,让学生在真实情境中培养解决真实问题的能力。”

为此,学校打造了三大主题场景,分别为“农耕文化”“工匠精神”和“跨界挑战”。“农耕文化”主题场景包括丛林探秘空间、自然探索空间、“创新者”种植体验基地、飞鸟驿站、博物探究空间、蘑菇屋等;“工匠精神”主题场景设立了创客工作坊、布艺工坊、编制工坊、创意工坊、纸艺工坊等;“跨界挑战”主题场景则有STEAM空间、人工智能实验室、智造工坊(3D打印)、校园演播中心等。

此外,学校通过家庭、学校、社会“三域”和常规劳动课、精品社团课、班级责任区、劳动周“四径”推进劳动方案。比如,社团课突破常规开展方式,选择以公司化运营的方式开展,通过三大集团九个公司,以社会化情境为学生搭建场景,让他们在劳动的过程中习得解决问题的能力。

基于儿童立场,学校探索了多样的项目展示方式。一是在劳动过程中可以直接进行商品交易;二是展演类课程可以在“香山大剧场”演出,门票就是香山币;三是开展挑战技能赛,包括科学实验、杂耍、擂台挑战赛等;四是开设作品拍卖会,可拍卖书法作品、绘画作品等。

深圳市新安中学(集团)燕川中学:利用大数据开展课堂诊断和改进培训

“加快青年教师专业发展,瓶颈在课堂教学能力建设上。就传统的课堂教学评价模式来说,往往是基于经验感知,缺乏多维度和多数据来源的证据支持,难以全面、准确地反映教师的真实教学表现和学生的学习成效,不利于真实评价教师的教学质量。”深圳市新安中学(集团)燕川中学党总支书记邹小新说。

为此,学校开展了基于大数据的课堂诊断与改进培训服务项目,选定71名新任教师,分为高中语文、数学、英语、文科综合和理科综合5个研修小组。过去一年,该项目进行了16节现场课的课堂观察与诊断、198节课的大数据视频课例分析、30课时的课堂教学改进工作坊研修活动、20课时的远程校本研修指导。

“每一次的现场课堂观察与诊断,都经过教师的课前精心打磨、课中数据采集、课后大数据分析和交流研讨三个环节。”邹小新表示,“从课堂上专家团队进行数据采集与分析,到指导新教师学会采集课堂教学行为数据并诊断分析,大数据循证为新教师探索有效的教学改进方法、促进教师的专业成长提供了有力支持。”

佛山市南海区南海实验小学:打造“数字化+宽教育”特色品牌学校

近年来,佛山市南海区南海实验小学践行“宽教育”办学理念,即“把教育办宽,把人字写大”。

学校建构了“145”现代化智慧校园综合治理体系,实现校园数字化设施全面覆盖和高效运行,提高教学效能与质量;利用大数据和人工智能为学生定制个性化学习路径和计划,构建“人机协同”学习模式,实现大规模的因材施教,助力学生个性化发展;探索场域贯通的跨学科主题学习,提升学生综合运用知识解决实际难题的能力,激发创新思维与实践精神;打造精准共享的教师专业发展平台,精准剖析教师专业需求,定制个性化培训课程,实现教师队伍的精准化培训。

清远市清城区凤翔山湖北区学校:打造“四智”研训模式

清远市清城区凤翔山湖北区学校逐步构建了“智教”“智研”“智评”“智建”四步研训模式。

课前,学生借助国家智慧平台优质教学资源开展自主学习;课中,师生“线上+线下”高效互动,呈现出“1+1>2”的效果;课后,教师运用AI智能分析教学行为,生成个性化教学报告,深入了解教学情况,发现并改进问题。

学校在清城区教师发展中心平台开发在线教研场景,作为教师队伍数字化转型的核心工具,采用“名师直播教学+线下教师”双师模式进行“双师课堂”;通过网络联校与结对学校开展云教研,使优质教学辐射共享,培养数字化种子教师;鼓励教师积极参加“双融双创”数字化学与教融合”等教学竞赛活动,以赛促评,提升教师的数字素养。

学校搭建“三阶”培训模式,引导教师精准定位自身成长方向,通过青蓝、中坚、领航三大工程,借助国家智慧平台开发的自修、培训、磨课、学术四大课程,教师专业发展实现新秀“精明”—骨干“精英”—名师“精慧”三阶提升,助力学校教师队伍梯队建设。

此外,学校通过整合资源,构建精善五色花数字课程体系、打造三阶提升协同研修数字化课程、建设在线课程中心等,共建数字化学习新空间。

深圳市福田区教科院院长林君芬:教育数字化转型要注重学理驱动和建构

在教育数字化转型过程中,广东呈现出三个特征:一是“深”,从原来用技术来架构教育教学实现平移的能力,走向了深度建构时代背景下的教育教学场景和教育教学模式,甚至有学校在探索教育教学的范式。二是“新”,体现的是广东勇立潮头改革创新的样态,也是大家拥抱新技术的姿态。教育数字化转型,广东已经从数字技术到数据驱动,再到运用人工智能大模型,不断迭代和突破。三是“全”,数据的融通非常困难,但是在学校层面,大家都在关注一种全链条、全场景的生态,这需要校长们有教育系统观和育人整体观才有可能做到。

在推进课改的过程中,期待区域形成力量。我们既要有基层创新,也要有顶层设计,整体推进。不能只靠经验依赖,而要学理驱动,合乎伦理和规范地运用人工智能。此外,还要进行学理建构,学术表达,只有如此,才不会自说自话,才有可能把广东经验变成中国方案。

温州市实验中学教育集团校长黄慧:教育变革要关注方法论的研究

推进教育变革落地,推进者往往希望依靠普遍的、通用的技术手段,如程序、模式或模型来简化思维,从而获得一劳永逸解决问题的方法。然而这些方法与纷繁复杂且动态变化的教育现象之间往往是不可通约的。因此,对于方法的认知必定无法停留在方法本身,而需要明确方法背后的运行规则与使用方式,从而理解方法背后的价值指向,也就是关注方法论的研究。

数据赋能,即是要改变传统的教与学的模式,但是大家都知道这是无比艰难的,因此每一步探索迈出来的背后都很艰辛,需要管理者很强、很大的决心和智慧。与此同时,我们也要思考,采集了这么多数据,应该如何分析?能对我们的教与学发挥怎样的作用?面对如此庞大的数据,我们确定的指标以及将采集过来的数据确定为一个量的时候,如何去把握它的学理性和科学性?

北京市丰台区太平桥学校:用数据分析和引导教学

北京市丰台区太平桥学校:用数据分析和引导教学

北京市丰台区太平桥学校借力首都师范大学人工智能教育研究院方海光教授团队,开展了人工智能背景下课堂观察与改进实践,以期解决两个核心问题:一是数字资源盘活教育资源,包括学习理论、课堂现状、师资队伍、后勤保障等;二是用数据支撑教学、用数据分析教学、用数据引导教学。

首先,学校借力数据汇总了课堂观察的共性问题,包括需要营造更加积极的课堂氛围、课堂当中应当更加鼓励学生完整表达自己的想法、课堂调控方面有待加强、课堂教学过程中注意引导和启发学生等。

其次,学校开展了学习培训,让教师学习“学习理论”,了解“学习理论”百余年演进的脉络,并开展分组学习,让每一位教师至少成为1项学习理论的分享者,进而通过案例学习,掌握学习理论指导课堂教学改革的基本策略。

最后,学校推进了课堂变革,构建了学习共同体课堂教学观念——“四让五还”,即让空间、让角色、让讲台、让精彩,还思考时间、还体验过程、还作业权力、还表述机会、还认知反思。