基于智慧紙筆可視化學(xué)習(xí)工具的學(xué)習(xí)效果評估

周依雯 余慧玲

摘要：智慧紙筆應(yīng)用到課堂教學(xué)，已經(jīng)獲得了一定的認(rèn)可度，其因不改變傳統(tǒng)紙筆書寫、對視力影響較小等而受到師生的歡迎。本文在概述智慧紙筆可視化學(xué)習(xí)工具的基礎(chǔ)上，從答題正誤、高頻錯(cuò)誤等方面對智慧紙筆的可視化教學(xué)進(jìn)行分析，并利用速度準(zhǔn)確率的描述對學(xué)生的學(xué)習(xí)效率、效果進(jìn)行分析，最后根據(jù)學(xué)生的形成性評價(jià)、結(jié)果性評價(jià)和滿意度調(diào)查對一學(xué)期的教學(xué)效果進(jìn)行綜合評價(jià)。結(jié)果顯示，在初中數(shù)學(xué)課堂中，利用智慧紙筆可視化學(xué)習(xí)工具實(shí)施教學(xué)，相較于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)造性更高，學(xué)習(xí)成績也有所提高。

關(guān)鍵詞：智慧紙筆;可視化;教學(xué)反饋;初中數(shù)學(xué)

中圖分類號：G434 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ?論文編號：1674-2117（2021）S1-0051-04

智慧紙筆可視化學(xué)習(xí)工具

隨著大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能與教育信息化與教育行業(yè)資源應(yīng)用的深度融合，教與學(xué)的數(shù)據(jù)采集成為剛性需求。智慧紙筆能夠幫助學(xué)生在不改變原來書寫方式的基礎(chǔ)上，通過光學(xué)點(diǎn)陣技術(shù)對學(xué)生的作業(yè)筆跡進(jìn)行采集，將普通紙筆上的書寫軌跡實(shí)時(shí)采集并在智能端還原重現(xiàn)，傳輸?shù)綌?shù)據(jù)云后臺進(jìn)行存儲分析。從某種程度上說，紙筆數(shù)字書寫技術(shù)是對傳統(tǒng)紙筆書寫實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)賦能，以期在實(shí)現(xiàn)紙筆自然書寫的同時(shí)讓書寫信息得到數(shù)字化呈現(xiàn)和智能化處理。[1]智慧紙筆可視化學(xué)習(xí)工具，是在點(diǎn)陣筆的自動化、智能化測評的基礎(chǔ)上，將學(xué)生學(xué)習(xí)過程性數(shù)據(jù)和結(jié)果性數(shù)據(jù)以可視化的方式呈現(xiàn)，老師和學(xué)生能夠更直觀地理解學(xué)習(xí)過程中學(xué)生的思維過程，幫助師生精確定位學(xué)習(xí)問題。

課堂數(shù)據(jù)可視化，具有“一圖勝千言”的表達(dá)優(yōu)勢，同時(shí)，也能夠構(gòu)建教學(xué)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的即時(shí)反饋、動態(tài)累積和趣味呈現(xiàn)的方式應(yīng)用于課堂教學(xué)。[2]利用點(diǎn)陣筆系統(tǒng)，能夠把同步課堂中以學(xué)生聽為主的學(xué)習(xí)模式，變成師生互動交流的學(xué)習(xí)模式，讓學(xué)生真正參與到學(xué)習(xí)中，師生交流從表面走向深處，實(shí)現(xiàn)“教師心中有學(xué)生，學(xué)生眼中有教師”的良好互動。[3]智慧移動終端和學(xué)習(xí)內(nèi)容的分析，能夠提高分析的實(shí)效性，促進(jìn)教學(xué)效率、教學(xué)效果和教學(xué)效益的全面提高。[4]基于智慧紙筆的可視化學(xué)習(xí)工具的應(yīng)用促進(jìn)了新型智慧課堂教學(xué)形態(tài)的形成。

目前，有關(guān)紙筆數(shù)字書寫的研究不夠具體，僅僅停留在紙筆書寫的技術(shù)開發(fā)層面，也有少量的關(guān)于紙筆數(shù)字書寫與課堂教學(xué)的研究。[1]作為智慧課堂互動反饋的一個(gè)工具，智慧紙筆可以自動記錄學(xué)生答題情況、應(yīng)答問題、應(yīng)答時(shí)間和結(jié)果、學(xué)生成績和測驗(yàn)成績，其數(shù)據(jù)可視化功能對教學(xué)的意義目前還未引起研究者足夠的重視。

智慧紙筆可視化工具教學(xué)分析

本文將以《一元一次不等式》為例，對初中數(shù)學(xué)智慧紙筆可視化工具進(jìn)行教學(xué)分析。在課后，教師通過布置作業(yè)來考查學(xué)生對新授課內(nèi)容的掌握情況，課后作業(yè)的數(shù)據(jù)來源于教學(xué)平臺，通過查看單次報(bào)告，可以看到班級所有學(xué)生的答題參與情況和答題正誤情況，通過查看答題的速度準(zhǔn)確率關(guān)系圖了解學(xué)生學(xué)習(xí)效率。全班共計(jì)48人，其中有6人因?yàn)榧夹g(shù)不過關(guān)沒有正常提交答案，實(shí)際答題人數(shù)42人。本次答題10題。

1.高效進(jìn)行答題正誤分析

整個(gè)班級學(xué)生的答題水平如圖1所示。分析學(xué)生本次答題的水平可以看出，班級大部分學(xué)生的知識掌握情況高于70%，基本掌握課堂所學(xué)的知識點(diǎn)。答題水平介于90%和100%之間的人數(shù)有15人，介于70%和80%之間的人數(shù)有14人，在69%及以下的人數(shù)有13人。學(xué)生成績沒有出現(xiàn)斷層和兩級分化，得分趨于正常?；趯W(xué)生掌握程度的不同，建議教師可以采用分層教學(xué)，對不同掌握水平的學(xué)生采取不同的教學(xué)對策。

分析本次作業(yè)的高頻錯(cuò)題可以看出，第110頁的第1題為高頻錯(cuò)題，有23人回答錯(cuò)誤，說明本題難度較高（如圖2）。這道填空題涉及的知識點(diǎn)是絕對值與一元一次不等式的綜合運(yùn)用，大多學(xué)生并不能很好地將兩個(gè)知識點(diǎn)綜合運(yùn)用。所以教師可以結(jié)合學(xué)生整體學(xué)情，有針對性地進(jìn)行鞏固學(xué)習(xí)。

2.及時(shí)提供學(xué)生答題速度和準(zhǔn)確率反饋

分析本次學(xué)生答題的速度和準(zhǔn)確率（如圖3）可以發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生答題速度在40分鐘之內(nèi)，作業(yè)完成較快，一半以上的學(xué)生作業(yè)準(zhǔn)確率較高，準(zhǔn)確率在60%以上。有6位同學(xué)的答題速度快，準(zhǔn)確率不高，這一部分學(xué)生可能是對知識點(diǎn)的掌握不夠準(zhǔn)確或追求速度，教師可以提醒學(xué)生在答題時(shí)需要首先考慮做對題目，適當(dāng)調(diào)整做題速度，不一味求快，重在基礎(chǔ)知識的掌握運(yùn)用，這樣學(xué)習(xí)效率才能提高。還有小部分學(xué)生答題速度慢，存在學(xué)習(xí)拖延的情況，這部分學(xué)生有可能是不會做，需要花大量時(shí)間思考、查閱知識點(diǎn)，這是作業(yè)效率低的表現(xiàn)。根據(jù)速度和準(zhǔn)確率的分析，教師可以清楚地看到每個(gè)學(xué)生的成績和答題習(xí)慣，再根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行有針對性的輔導(dǎo)。

智慧紙筆可視化學(xué)習(xí)工具效果分析

1.對學(xué)生學(xué)習(xí)效果進(jìn)行分析

選取參與智慧紙筆可視化教學(xué)的48名學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)組，其中男生23人，女生25人，平均年齡12歲;選取沒有采用智慧紙筆可視化學(xué)習(xí)工具的另外一個(gè)班級作為對照組，其中男生24人，女生25人，平均年齡11.5歲。兩個(gè)班級在性別、授課教師、學(xué)時(shí)和期末成績等因素上沒有顯著差異。

首先，通過“智慧紙筆”網(wǎng)頁端導(dǎo)出學(xué)生作業(yè)數(shù)據(jù)對實(shí)驗(yàn)組學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行分析總結(jié)評價(jià)，智慧紙筆可視化作業(yè)的成績作為平時(shí)成績納入考核，作為形成性評價(jià)。實(shí)驗(yàn)組本學(xué)期有20次使用智慧紙筆可視化進(jìn)行教學(xué)，平均完成率為80%，正確率為75%。學(xué)生課堂參與積極性較高，課堂學(xué)習(xí)效果好。

其次，期末考核成績按照實(shí)驗(yàn)組和對照組進(jìn)行對比分析（如圖4），對比結(jié)果表明，在課堂教學(xué)中采用智慧紙筆進(jìn)行可視化教學(xué)的班級平均分要比沒有用智慧紙筆進(jìn)行可視化教學(xué)的班級高出7.5分，成績優(yōu)秀的學(xué)生占比更多，高出10%。期末考試成績對比數(shù)據(jù)顯示，利用智慧紙筆可視化教學(xué)的課堂提高了學(xué)習(xí)和教學(xué)效率。

2.學(xué)習(xí)滿意度調(diào)查分析

采用自行設(shè)計(jì)的調(diào)查問卷的方式對50名學(xué)生進(jìn)行評價(jià)調(diào)查。問卷全部回收后，對調(diào)查問卷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（如圖5），從分析結(jié)果可以看出，就整體而言，學(xué)生對智慧紙筆可視化教學(xué)中評價(jià)指標(biāo)的認(rèn)同度超過85%。具體來看，94%的學(xué)生認(rèn)為智慧紙筆可視化學(xué)習(xí)工具能夠提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，90%的學(xué)生認(rèn)為智慧紙筆可視化教學(xué)能夠培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。對于智慧紙筆可視化教學(xué)能夠培養(yǎng)學(xué)生的自信心這一評價(jià)指標(biāo)，88%的學(xué)生非常認(rèn)同。94%的學(xué)生對智慧紙筆可視化學(xué)習(xí)工具非常滿意。鑒于智慧紙筆可視化教學(xué)有諸多優(yōu)勢，98%的學(xué)生希望下學(xué)期繼續(xù)使用智慧紙筆可視化學(xué)習(xí)工具進(jìn)行學(xué)習(xí)。

研究結(jié)論

通過實(shí)驗(yàn)組和對照組的期末成績分析，可以看出實(shí)驗(yàn)組學(xué)生的成績明顯高于對照組，并且優(yōu)秀學(xué)生的占比高于對照組10%，由此可以說明，智慧紙筆可視化學(xué)習(xí)工具的應(yīng)用對提高學(xué)生的成績有很大的作用。從問卷調(diào)查結(jié)果分析來看，學(xué)生對智慧紙筆可視化學(xué)習(xí)工具在學(xué)習(xí)積極性、創(chuàng)造性和合作性等方面的幫助有著高度認(rèn)同。通過智慧紙筆可視化學(xué)習(xí)工具的應(yīng)用，學(xué)生的積極性有所提高，知識掌握程度更高，學(xué)習(xí)也更有信心。

雖然智慧紙筆可視化學(xué)習(xí)工具的應(yīng)用得到了師生的認(rèn)可，但是在調(diào)查中，仍然發(fā)現(xiàn)了一些對教學(xué)有價(jià)值的建議。首先，智慧紙筆可視化學(xué)習(xí)工具對學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的監(jiān)管以及對自控能力差的學(xué)生如何督促，是教師在利用智慧紙筆可視化學(xué)習(xí)工具時(shí)應(yīng)該思考的問題。其次，如何打造每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)畫像，因材施教，幫助教師實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)，是目前利用智慧紙筆可視化學(xué)習(xí)工具教學(xué)的一個(gè)難題。

綜上所述，智慧紙筆可視化學(xué)習(xí)工具的應(yīng)用，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)反饋不及時(shí)、學(xué)習(xí)評價(jià)不充分的問題，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和自主性，能夠?qū)W(xué)習(xí)問題進(jìn)行及時(shí)定位，提高了教師的教學(xué)效率。本研究作為基礎(chǔ)教育新模式的探索，對教育教學(xué)改革有一定的借鑒參考意義。

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