數(shù)據(jù)化平臺(tái)在人工智能素養(yǎng)測(cè)評(píng)中的應(yīng)用研究

高嵐嵐

【摘 要】本文以上海市嘉定區(qū)江橋小學(xué)引入人工智能素養(yǎng)測(cè)評(píng)系統(tǒng)為例，分析了學(xué)校開展人工智能教育精準(zhǔn)化教學(xué)評(píng)價(jià)體系的有效途徑與舉措。這有助于提高學(xué)生信息素養(yǎng)、實(shí)現(xiàn)教師精準(zhǔn)教學(xué)和構(gòu)建良好的教育生態(tài)。

【關(guān)鍵詞】數(shù)據(jù)化；人工智能；自動(dòng)測(cè)評(píng)；應(yīng)用研究

【中圖分類號(hào)】G434 ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【論文編號(hào)】1671-7384（2023）07-017-02

核心素養(yǎng)是學(xué)生終身發(fā)展的必備品格和關(guān)鍵能力。在智能時(shí)代，信息素養(yǎng)和智能素養(yǎng)是人們生存與發(fā)展的必備素質(zhì)，也是教育信息化的關(guān)鍵。為響應(yīng)國(guó)家“雙減”政策，加快數(shù)字化校園轉(zhuǎn)型，上海市嘉定區(qū)江橋小學(xué)引入人工智能素養(yǎng)測(cè)評(píng)系統(tǒng)，通過分析與搭建知識(shí)體系，設(shè)計(jì)系統(tǒng)題庫(kù)，實(shí)現(xiàn)智能化的測(cè)評(píng)服務(wù)，生成數(shù)據(jù)支撐的評(píng)價(jià)報(bào)告，促進(jìn)了精準(zhǔn)教學(xué)。

素養(yǎng)測(cè)評(píng)相關(guān)研究與政策

1.研究背景

國(guó)際上有PISA評(píng)估項(xiàng)目和國(guó)際數(shù)學(xué)與科學(xué)趨勢(shì)研究項(xiàng)目?jī)煞N評(píng)價(jià)系統(tǒng)，它們都給學(xué)生提供了多維度的發(fā)展評(píng)價(jià)報(bào)告。在國(guó)內(nèi)，學(xué)生素養(yǎng)評(píng)價(jià)和能力測(cè)評(píng)方式多數(shù)是基于紙質(zhì)測(cè)試、教師觀察和書面評(píng)語(yǔ)等方式進(jìn)行，造成了學(xué)校重視學(xué)生分?jǐn)?shù)，輕視學(xué)生能力發(fā)展的現(xiàn)狀。因此，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)需要一套全面、科學(xué)、精準(zhǔn)的素養(yǎng)測(cè)評(píng)服務(wù)。人工智能素養(yǎng)測(cè)評(píng)系統(tǒng)不僅可以讓學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)狀況，還可以讓教師根據(jù)學(xué)情報(bào)告調(diào)整教學(xué)節(jié)奏，提升教育教學(xué)質(zhì)量和效率。

2.相關(guān)政策

近年來，國(guó)家有關(guān)教育部門出臺(tái)了一系列關(guān)于素養(yǎng)評(píng)價(jià)體系的指導(dǎo)政策和意見。2018年4月，教育部出臺(tái)的《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》強(qiáng)調(diào)，建立評(píng)估模型，啟動(dòng)中小學(xué)生信息素養(yǎng)測(cè)評(píng)。2020年12月，教育部印發(fā)的《中國(guó)教育監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)體系（2020年版）》首次將“學(xué)生信息素養(yǎng)達(dá)標(biāo)率”納入其中。2021年3月，教育部等六部門發(fā)布的《義務(wù)教育質(zhì)量評(píng)價(jià)指南》提出，加快建立以發(fā)展素質(zhì)教育為導(dǎo)向的義務(wù)教育質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，強(qiáng)化評(píng)價(jià)結(jié)果的運(yùn)用，健全立德樹人落實(shí)機(jī)制，構(gòu)建德智體美勞全面培養(yǎng)的教育體系。2021年9月，教育部公布的《國(guó)家義務(wù)教育質(zhì)量監(jiān)測(cè)方案》指出，扭轉(zhuǎn)唯分?jǐn)?shù)、唯升學(xué)等不科學(xué)的教育評(píng)價(jià)導(dǎo)向，引導(dǎo)聚焦教育教學(xué)質(zhì)量、遵循教育規(guī)律，以全面客觀的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)支撐教育決策、服務(wù)改進(jìn)教育教學(xué)管理。這些政策的出臺(tái)和指導(dǎo)，促進(jìn)了學(xué)校教育評(píng)價(jià)方式的轉(zhuǎn)變和完善。

人工智能素養(yǎng)測(cè)評(píng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

在教育部門政策的指引下，學(xué)校引入了人工智能素養(yǎng)測(cè)評(píng)系統(tǒng)，遵循人工智能素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展進(jìn)行科學(xué)、精準(zhǔn)地評(píng)價(jià)。系統(tǒng)為了更好地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和水平，需要收集學(xué)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)評(píng)，包括學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度、知識(shí)點(diǎn)掌握情況、學(xué)習(xí)行為等。在學(xué)生能力方面，系統(tǒng)以標(biāo)簽類作為學(xué)生能力維度的劃分依據(jù)，將能力分為推理能力、分析能力、運(yùn)算能力、知識(shí)儲(chǔ)備和編程能力五大能力維度。根據(jù)題目包含的知識(shí)點(diǎn)不同，人工智能素養(yǎng)測(cè)評(píng)系統(tǒng)會(huì)將題庫(kù)中的題目進(jìn)行詳細(xì)分類；同時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)學(xué)生的年級(jí)劃分相應(yīng)的題目等級(jí)，從學(xué)生完成的題目情況評(píng)測(cè)出題目的難易程度。

實(shí)踐應(yīng)用

學(xué)校根據(jù)教學(xué)評(píng)價(jià)需求引入人工智能素養(yǎng)測(cè)評(píng)系統(tǒng)，根據(jù)年級(jí)、學(xué)段、課程、培養(yǎng)目標(biāo)以及考查知識(shí)點(diǎn)的難易度，將測(cè)試題目組成為10個(gè)等級(jí)的題庫(kù)。小學(xué)階段人工智能教育的培養(yǎng)目標(biāo)是讓學(xué)生了解人工智能的簡(jiǎn)單概念，體驗(yàn)人工智能算法在生活中的應(yīng)用。所以江橋小學(xué)主要對(duì)學(xué)生進(jìn)行人工智能素養(yǎng)初級(jí)測(cè)評(píng)，對(duì)應(yīng)該系統(tǒng)題庫(kù)的1-3級(jí)。以下是學(xué)校使用數(shù)據(jù)化平臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行人工智能素養(yǎng)測(cè)評(píng)的具體實(shí)施步驟。

1.實(shí)施過程

系統(tǒng)提供線上與線下兩種測(cè)評(píng)形式，以方便本校教師靈活選用，主要采用項(xiàng)目制進(jìn)行實(shí)操測(cè)評(píng)。其中，線上測(cè)評(píng)為10個(gè)等級(jí)題庫(kù)的知識(shí)內(nèi)容。人工智能素養(yǎng)測(cè)評(píng)系統(tǒng)在課前和課后幫助教師進(jìn)行學(xué)情診斷。在課堂教學(xué)中，教師利用測(cè)評(píng)系統(tǒng)可以靈活使用教學(xué)方法，如討論法、實(shí)踐法、自主學(xué)習(xí)法等，突出學(xué)生的主體地位，實(shí)現(xiàn)多教學(xué)方式創(chuàng)新。借助測(cè)評(píng)系統(tǒng)，教師在教學(xué)中注重學(xué)生的過程性評(píng)價(jià)，如結(jié)合嘉定區(qū)的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)與江橋區(qū)域的特色優(yōu)勢(shì)，將理論知識(shí)與教學(xué)實(shí)踐相結(jié)合，在真實(shí)任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下，將學(xué)生的學(xué)習(xí)置于復(fù)雜、有意義的情境中，培養(yǎng)學(xué)生在真實(shí)環(huán)境下運(yùn)用學(xué)科知識(shí)解決問題的能力，關(guān)注學(xué)生在實(shí)踐中的能力表現(xiàn)，如合作能力、創(chuàng)造能力、自主學(xué)習(xí)能力等。

2.出具報(bào)告

人工智能素養(yǎng)測(cè)評(píng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)江橋小學(xué)每個(gè)學(xué)生的測(cè)評(píng)，并根據(jù)測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)生成一份可視化的學(xué)生發(fā)展報(bào)告。人工智能素養(yǎng)測(cè)評(píng)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)可以對(duì)全校學(xué)生數(shù)據(jù)進(jìn)行分析匯總，最終導(dǎo)出全體學(xué)生的考核情況總體分析表、錯(cuò)題分析集、各知識(shí)點(diǎn)與能力維度分析表、題型得分明細(xì)和考核得分明細(xì)等可視化數(shù)據(jù)分析清單。數(shù)據(jù)可視化的測(cè)評(píng)結(jié)果成為學(xué)校評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)段學(xué)習(xí)和規(guī)劃學(xué)生學(xué)習(xí)路徑的重要依據(jù)。

通過這樣的測(cè)評(píng)，學(xué)校收到了學(xué)生個(gè)人和學(xué)校整體兩類分析報(bào)告。學(xué)生個(gè)人的分析報(bào)告主要包括總覽圖、細(xì)節(jié)表和總結(jié)分析三大部分。其中，總覽圖介紹學(xué)生個(gè)人概覽和總體情況，主要顯示該學(xué)生參加測(cè)評(píng)次數(shù)，獲取證書和勛章數(shù)，參與課程和活動(dòng)競(jìng)賽數(shù)及相應(yīng)的能力占比和總體情況分析等。細(xì)節(jié)表部分主要介紹成績(jī)分布、知識(shí)點(diǎn)得分、勛章、知識(shí)分析折線圖和題型錯(cuò)誤率等，并通過折線圖的波動(dòng)展示學(xué)生知識(shí)掌握情況和平均值。根據(jù)折線的上下波動(dòng)，可對(duì)該門類知識(shí)的掌握情況進(jìn)行橫向?qū)Ρ?。總結(jié)分析是對(duì)學(xué)生的總評(píng)和錯(cuò)題的解析，總評(píng)從知識(shí)掌握情況、能力維度分析和整體改進(jìn)建議三方面進(jìn)行總結(jié)闡述；錯(cuò)題解析部分，主要通過數(shù)據(jù)分析出該生出錯(cuò)率較高的題目，并加以解析說明。

區(qū)別于學(xué)生個(gè)人的分析報(bào)告，學(xué)校的分析報(bào)告展示了江橋小學(xué)整體學(xué)生的測(cè)評(píng)結(jié)果，如題目與題型的最高分、最低分和平均得分等，并以條形圖、柱狀圖、餅圖或折線圖進(jìn)行清晰呈現(xiàn)。

3.項(xiàng)目總結(jié)

江橋小學(xué)為了更好地評(píng)價(jià)學(xué)生的人工智能素養(yǎng)，采用了人工智能素養(yǎng)測(cè)評(píng)系統(tǒng)進(jìn)行在線測(cè)評(píng)。該系統(tǒng)具有隨機(jī)組卷、自動(dòng)評(píng)卷、即時(shí)反饋、防誤撞提示、意外中斷恢復(fù)等功能，界面設(shè)計(jì)具有趣味性，也更加人性化，增強(qiáng)了人機(jī)互動(dòng)的體驗(yàn)感，同時(shí)便于教育管理者對(duì)測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析管理。該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便、測(cè)評(píng)量表直觀清晰，提供了可視化的在線測(cè)評(píng)服務(wù)，有助于構(gòu)建素養(yǎng)評(píng)價(jià)大數(shù)據(jù)體系。本次測(cè)評(píng)集練習(xí)、測(cè)試、分析、評(píng)價(jià)和反饋功能于一體，以高效、智能化的數(shù)據(jù)分析形成了數(shù)據(jù)化、可視化的學(xué)生評(píng)價(jià)分析報(bào)告，客觀地展示了學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，為后續(xù)的教學(xué)提供了科學(xué)依據(jù)。

結(jié) ?語(yǔ)

本文主要介紹了人工智能素養(yǎng)測(cè)評(píng)系統(tǒng)的主要功能、應(yīng)用實(shí)踐過程和效果，并分析了其在提升學(xué)生人工智能素養(yǎng)中的作用和意義。江橋小學(xué)通過開展素養(yǎng)評(píng)估、建設(shè)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，對(duì)學(xué)生在線學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘與分析，生成增值數(shù)據(jù)分析評(píng)價(jià)報(bào)告，為教育管理、教師培訓(xùn)、教學(xué)改進(jìn)、學(xué)生發(fā)展等提供了有價(jià)值的反饋信息，并完成了人工智能教育課題1項(xiàng)，使學(xué)校的人工智能教育逐步從“經(jīng)驗(yàn)教學(xué)”走向“循證教育”。