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通过循序渐进地引导而非灌输,智能系统帮助孩子们学会了自主学习
智能教育倡导的是以学生为中心的个性化教学
进入7月,各地中小学已经陆续进入暑假模式,但广州市陈嘉庚纪念中学（以下简称陈嘉庚中学）的校长杜学君却比平常更加忙碌.因为初一要增开两个人工智能教学实验班.
2017年,作为广州市荔湾区典型的薄弱学校,陈嘉庚中学为提升教学质量,开设了第一个人工智能教学实验班.
“一年下来,全班28名学生的学习成绩都有不同程度的提升,更重要的是这些在传统教学模式下看不到希望的孩子,在新教学模式下,学习面貌发生了根本性的变化,变得爱学习了.”杜学君告诉《瞭望东方周刊》.
陈嘉庚中学采用的人工智能教学系统名为爱迪乐.其研发人徐启天介绍,2014年以来,这一系统先后在全国各地的20多所公立学校开展了教学实验.
“从实验数据看,一个学期后,使用这一系统的学生不仅成绩有不同程度的提升,自信心、专注力等学习品质也都有明显改变.”爱迪乐教育研究院院长徐启天在接受《瞭望东方周刊》采访时说.
AI带来新活力
2014年,杜学君初到陈嘉庚中学时,这所初中只有几百名学生,且大部分都是“学困生”,教师平均年龄达到46岁,“学生学习没动力,老师工作没干劲”.
学困生
指因种种原因学习成绩暂时落后的学生.
之后,杜学君开始在陈嘉庚中学尝试组建社团班级,实施分层教学.“我们也取得了一些效果,如解决了学生的兴趣爱好问题,培养出了一些特长生,但 体学习动力不足的问题仍然严重.”杜学君坦言.
恰在此20年前,另一场涉及教育主题的尝试也刚刚开始.
1994年,徐启天进入普林斯顿大学参和人工智能项目的研究,智能家教便是实验室的研究项目之一.他逐渐意识到,只要将知识结构合理化,然后通过人工智能的引导,就可以完成知识输出.随后,他开始了爱迪乐智能教学系统的研发.
爱迪乐采用自己设计的教材,重构知识结构.“我们设计教材的原理是,要做到不需要教师进行知识讲解,让学生可以自主学习,所以每一个知识点的解读都是从浅入深,由直观到抽象.”徐启天说.
在爱迪乐系统中学习分数知识时,学生会看到一个四等分的圆,其中三份涂成了阴影.图形的右侧是一道填空题,“圆被分成了几份,其中阴影部分占了几份”.而小学英语课中,每一个单词都会配有相应的图形,同时先从一个字母的发音开始培养学生的音感、语感,再循序渐进,讲解更复杂的内容.
徐启天团队通过研究大量数据发现,非智力因素对学习效能也会产生巨大影响.因此,其教材设计置入了大量学生“跳一跳”就能发现的学习规律——这些规律由无数个循环往复、学生都能够达到的小台阶铺垫而成,学生可以在跨越台阶、解决问题的过程中自行发现规律.
“这让学生在学习中不断获得‘我能行’的心理暗示,从而增强其自信心.”徐启天说.
正在广州陈嘉庚中学苦苦探索的杜学君,2016年经中国教育科学院专家的介绍,第一次听说了爱迪乐.
“我们还是决定勇敢尝试一下.而且爱迪乐能够做到‘一生一课’,根据每个孩子的实际情况派课,我很看好这一点.”杜学君说.
教师为什么不能讲课
引入爱迪乐系统后,陈嘉庚中学组建了3种形式的班级进行智能教学实验.
在八年级英语水平最差的E班,开展英语教学实验；选择初一年级的一个社团班,开设数学智慧课,每周安排1～2节；此外,还在全校范围内通过自主报名,抽调30名学生组成爱迪乐课后学习班,利用放学后的时间开展教学.
据杜学君介绍,每个班级在正式开课前,要做的第一件事就是利用爱迪乐的量表对学生进行学习能力的测评和分析.
徐启天说,研发团队通过研究发现自识力、自信心、专注力、独立性、思考力、积极性等6个方面的能力对学习效能的影响最大,因此设计量表时,便在考察学生学业水平的知识性题目之中,加入了分析学生心理差异的题目.
多维度考察学生是实现个性化教学的基础.测评之后,系统根据结果为每个学生量身*详细的学习计划.
“每个孩子的学习内容都不一样,都是适合他自己的.”杜学君说.
刚开始时,学生的学习数据不足,需要教师手动派课.即教师根据测量结果、课堂观察记录和学生的线上线下学习任务、家庭作业完成情况,为每位同学安排个性化的学习计划,并通过互联网派发到学生的电脑终端.随着使用时间的增加,系统搜集到的学习数据不断增多,便能够自动生成学习任务.
此外,系统还能不断搜集每位学生的学习反馈,并详细记录其学习轨迹,及时调整之后的学习内容.如学生解答一道问题用了多长时间、错了几次等信息系统都会记录.
而教师则不能讲课.“我们认为这会妨碍学生的自主学习,削弱其自主探索的积极性和自信心.”徐启天说.
当孩子遇到困难时,教师就要适时、适度介入,辅助其完成学习.此外的大部分情况中,他们只需巡视课堂,观察记录每个孩子的学习状态,并在学生有疑问时,通过和学生平等对话,找到症结所在,并从旁点拨,引导学生自己得出正确答案,以及发现规律.
“学困生”脱困
爱迪乐系统所使用的教材并不和国内任何版本的教材同步,但其尊重学生在学习活动中的主体地位,注重培养学生的6大学习能力.经过一段时间的使用后,学生们的变化明显.
八年级英语E班的15名学生曾是同年级英语水平最差的,实际英语水平只能勉强达到小学四年级的水平.一个学期之后,在荔湾区组织的统一考试中,他们的平均成绩已经非常接近区平均水平.其中进步最快的学生在区统考时的排名较之前提升了47位.
但杜学君更为看重的是.学生和教师的状态都发生了根本性的转变.如以往在传统课堂时,许多“学困生”进教室都是磨磨蹭蹭的,上课迟到、刚上课就盼下课更是常态,一节40分钟左右的课,他们的有效学习时间最多只能达到15分钟.
而使用AI系统之后,孩子们会早早地跑到电脑室等待上课,甚至下课了也不愿意走,还围着老师和同学讨论问题.
教师们的状态和教学方式也有了明显的改變.
陈嘉庚中学担任爱迪乐实验班班主任的伍丽青在一份总结中写道：面对学生的错误,以前她会毫不留情地给予否定,或者马上归因于学生不听讲、不用功.现在,她更理解孩子们的个体差异会导致其接受知识的速度不同,会理解和告诉学生“你不是做不到,只是暂时有困难”.
在教学中,伍丽青也改变了以往直接灌输的教学方式.如在学习yell这个单词时,班里好几个学生读起来都有困难,伍丽青就组织几个孩子一起讨论,引导他们想一个自己认识的Y字开头的单词.孩子们很快就想到了yes、year,发音就有感觉了.
整个过程中,伍丽青没有领读,也没有给学生作示范,而是引导学生用已有的知识,帮自己搭建一个“脚手架”,一步一步解决问题.
“最后几个孩子高兴地拍着手,喊着Yeah,很开心.”伍丽青在总结中写道.
广州市陈嘉庚纪念中学的学生在使用人工智能教学系统上课
教学实验论文参考资料：
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