《2019年温州市基础教育领域互联网学习发展案例及分析》

82条研学旅行精品线路征集评选活动,通过 互联网+ 第一时间让各个学校学习二跟进并参与其中,为学生参加实践活动起到了推动作用三

联合教研部门开展 一师一优课二一课一名师 活动,全市共有647位老师晒课666节,其中221节荣获市优称号,133节荣获省优称号三开展政府数字化转型重大项目网络学习空间人人通规模化应用试点工作(瑞安),并已取得良好效果三教师活跃空间比例达53.5%,移动端活跃用户比例达47.5%,网盘资源达80000个,建成57个常态化应用门户,500多个优秀班级门户三

8.2.4互联网学习应用系统融合发展

将温州市普通中小学综合素质评价信息管理系统二智慧教学平台和在线答疑平台作为温州市区域互联网学习的核心系统,对教育学籍基础信息系统二省资源平台系统二市云图书馆分析系统二市学生体质健康系统二市招生系统二市一卡通数据分析系统等12个已有应用系统进行数据对接和交换,形成了学生综合素质评价的立体数字画像,对学生的学业有了更全面二更客观的评价,科学二健康地引导学生从以结果性的成绩评价向 积累成长型 的学习过程评价转变三

充分利用温州市在线答疑平台推动区域互联网学习工作三组织全市1000多名市级三层次以上教师开展答疑服务,累计解答有效问题15000多个;开设名师预约讲座85余场次,2.5万多人次收看,互动答疑时长达39200分钟,受益群体覆盖全市中小学生;组织评审双十佳,通过数据统计分析二网络投票等形式评选出2018学年十佳网络答疑教师和十佳网络讲座名师三

8.3温州市基础教育领域互联网学习发展案例及分析

8.3.1鹿城区教育局:可感知校园建设

1.发展历程

自2016年以来,鹿城区教育局立足区域教育实际情况,努力践行教育信息化2.0计划,制定并实施区教育信息化发展十三五规划三同时,在区政府的大力支持下提出了建设 智慧教育城 项目,以5年期限实现硬件配置完备二需求导向的应用研发与部署三在此基础上,实现统一认证二统一门户二无线校园网覆盖全区所有公办中小学和幼儿园的泛在学习环境,初步实现处处能学二时时可学二支撑碎片化学习和个性化发展的自适应信息化学习环境三

自2017年4月起,鹿城区实施了可感知校园建设,基于物联网技术,利用学生随身携带的终端设备感知数据,通过互联网将数据传入信息处理中心进行处理和分析,形成分析报告,再将结果传回终端,进而实现了精准教学二校园智能管理二学生身心健康评估二自助式数据分析等多重功能三可感知校园为校园的管理二师生的学习和工作提供了便利三同时,借助大数据让教育真正 看见 每一个孩子二关注每一个孩子,进而实现了真正意义上的个性化教育,促使人才培养模式由 平移式 学习转向 智慧化 学习,同时有效提升了教育决策二业务管理二公共服务的水平三

2.发展现状

全区现有可感知校园14所,涵盖1502名教师二15000多名学生,共投入专项资金700多万元三

如图8-1所示,鹿城区教育局探索构建了一套伴随式数据采集机制,制定了一套 可感知校园 建设方案,全面跟踪和记录学生成长数据,包括校园活动轨迹(电子校徽)二身高体重数据(身高体重仪)二课堂学习行为评价(班级优化大师和魔法棒)二学科质量检测数据(云阅卷系统)二学生体质健康数据等,以学生学籍号为 教育身份证 ,解决了信息孤岛效应,对学生的四维数据进行采集,将相关的数据汇聚到鹿城区教育大数据平台,形成学生成长云档案,通过大数据挖掘技术,构建学生数字画像三

图8-1鹿城区可感知校园要素

鹿城区可感知校园自上线以来,共采集汇聚了近200G B的多维度数据,共1亿多条三其中包括教学及德育评价数据2200多万条,每学期全区以750多万条的评价数据持续增长;电子校徽自动上传云端数据7000多万条,每学期以2300多万条的数据持续增长;身高体质仪自动上传云端数据60多万条,每学期以20多万条的数据持续增长;体质健康数据30多万条,每学期以10万多条的数据持续增长;学业成绩数据3万多条,每学期以1万多条的数据持续增长;校园活动数据12万多条,每学期以4万多条的数据持续增长三大数据平台连续2年为14所试点学校提供稳定的数据服务三

通过课堂评价的激励,课堂活跃度显著提高,平均一节课学生的举手次数提高了30%,作业按时完成率提高了50%,校园活动的参与率提高了20%三通过云阅卷的知识点分析功能为教学质量提供了有利帮助,教师依托大数据平台的成绩智能分析模块,录入成绩后自动进行班级平均分二总分二及格

率二优秀率等分析,教师的工作效率提高了25%三同时,鹿城区教育大数据平台打通了希沃二学创二锐捷等10余家厂商应用平台,并签订了战略合作协议,教育大数据生态圈初步建成,为鹿城区义务教育决策提供了大量数据支撑三

3.发展经验

拥有一套完整可行的教育数据采集方案,如图8-2所示三鹿城区教育局抓住 在校 这一概念,明确了教育大数据研究的数据边界和功能范畴三采集的师生教学中的数据包括课前二课中二课后二运动二学业二体质健康等数据三

图8-2鹿城区可感知校园数据采集结构图

形成基于 可感知校园 技术的教育大数据技术实现白皮书三推动管理变革,集成教育数据,规范数据管理体系,实现数据共享;推动教学变革,利用大数据技术,针对学生学业数据进行可视化呈现,洞察学生学习规律,实现个性化教育三

健全教育评估体系三建立了从学业成绩二课堂表现二健康发展到安全管理等全方位教育评估体系三

系统总体分为教育局应用和学校应用两大部分,所有用户都有自己相应的权限能在不同系统上进行操作,实现两级应用;所有教育局工作人员二学校教职工二教师二学生和家长仅需一个账号就可访问所有系统,实现统一账户三区校协同建设,互联互通,学校特色和个性得以彰显,很好地解决了统筹规划与学校个性化的平衡问题三此外,该系统拥有健全的教育评估体系,且开放连接,提供了便捷快速的应用接入二稳定安全的数据接入二强大灵活的A P I接入三

4.进一步发展关键方向与关键问题

1)可感知校园发展关键方向

(1)教育实现信息化时代变革

随着信息技术中软硬件设备的普及和应用频度的提高,人们在利用这些硬件设备与软件的基础上形成了海量的数据,这些数据超出了一般计算机在处理数据时所能使用的内存量,因此工程师们必

须改进处理数据的工具三新的处理技术使得人们可以处理的数据量大大增加,进而可以通过对海量数据的分析来影响决策三这标志着大数据时代的到来,我们姑且可以将大数据时代看作是后信息化时代三在这个时代里,对于人们应用计算机二互联网产生的海量数据的处理与分析将成为促进人们学习二生活与工作变革的重要基础三在大数据时代如何有效利用这些海量数据将成为一个关键命题三大数据时代的数据分析以及基于数据分析的决策将成为这个时代的核心特征,而正是这种基于数据分析的决策将会使人类的有限理性得到最大限度的提高三

信息技术的发展对教育领域的冲击毋庸置疑,不仅体现在新的信息技术二网络技术等高技术层面的创新,也在于它给教育领域所带来的新理念和动力以及意识层面的变革三在信息时代,教育内容二方法和模式发生着深刻变革,传统教育资源的数字化为用户的学习带来了极大的便捷,传统教育活动的时空限制被突破,多元化和个性化的学习需求得到了更大程度的满足,教育教学的质量和效率进一步得到了提升三信息技术与教育的深度融合既受到外部环境的巨大影响,也是其自身发生变革的需求三

(2)基于A I智能助教,实现精细化管理

在学生每时每刻产生的大量数据中,不可避免地存在数据缺失,A I智能助教可以忽略这些缺失的数据,让系统不受影响地代替教师完成一些联系学校二家长的繁复性工作三比如,A I助教可以帮助教师完成布置作业二发送通知等工作,同时还能自动回复家长对这些基础性问题的提问,以此减小教师的工作繁杂度,提高教师的工作效率三

通过对可感知校园获取的数据进行建模二分析及多维数据训练和算法应用,可实现风险识别二预警预测,适配学生安全管理二健康管理二学习管理和校园管理各类应用场景,将隐藏在数据中的潜在数据价值挖掘出来,为不同角色用户提供全方位分析,并由A I智能助教推送相应的信息给用户,增强用户对后勤管理大数据平台的感知度三A I智能助教还可以利用可视化推送技术将抽象的数据关系转化为形象的表现形式,将数据的计算结果与用户的信息需求有机地连接起来,有利于提高数据的使用率,推动学校管理规范化二科学化二精细化,支持学校业务流程优化与再造,提升学校管理效率与决策水平,提升学校办学能力和服务师生的水平三

(3)基于人工智能,实现个性化教育

在教育领域一直提倡教师要因材施教,然而学生较多而教师较少一直是这一教育理念无法完美呈现的一个现实性的问题三要做到因材施教,就需要教师在充分了解一个学生的前提下根据其特长和弱点给出合理的教育方式和教学方法三现实是不可能每个学生都配备一位老师,而且不是每个学生都能做到自主学习,自己查漏补缺三因此,可以在大数据分析的基础上发现需要帮助的学生二学习时间缺乏的学生以及其他不同情况的学生,然后采取适合不同情况学生的教学策略,克服传统教育的课堂集体教学的弊端,更有利于因材施教,促进全体学生的整体发展三大数据时代下,教育者可以真正地了解每一个学生,推动传统的 以教师为中心 向 以学生为中心 转变,使学生成为课堂的主人,自主学习,真正参与到教学实践的过程中三

每个学生都有不同的特点二优势和弱点三根据每个学生产生的错题,利用相似性计算对学生进行分组,将错题基本相似的学生分为一组,有针对性地进行辅导,就可以尽可能地在学生较多而教师较少的情况下实现因材施教三

2)可感知校园发展关键问题

(1)基础设施进一步完善

可感知校园的建设基于物联网技术,因此校园基础设施的建设以及学生感知设备的发展和完善就是构建可感知校园的基础三完善学校和教师信息化设施配备,实现学生感知和接收设备的普及化和进一步发展,提升网络与信息安全保障能力,构建安全可靠的互联网学习基础应用环境,才能更好地满足可感知校园发展的实际需求三

(2)教师进一步学习

可感知校园的实现以及推行在提高教学效率二实现个性化教学的同时,也对教师的职业技能提出了新的要求三教师不仅要精通自身的教学专业知识,还要对物联网技术二大数据技术有一定的了解,具备解读专业表格和图形的能力,同时掌握智能系统的使用方法三

5.专家点评

教育大数据最大的意义是因材施教,温州市鹿城区的可感知校园项目在教育大数据的因材施教方面进行了有益的探索,并在人民日报二腾讯公司联合评定的2017年度中国 互联网+ 十大优秀案例(民生类)中占得了一席之地,而且是基础教育领域中的唯一一个案例三

孔子在两千多年前就提出了因材施教三把孩子真正作为一个独立二独特的人来看待,施以个性化的教育,这就是回归教育的本质三随着科学技术的发展,特别是在大数据时代背景下,学生在学习生活或校内校外都会留下一系列的痕迹,这就是我们要感知的数据,然后进行大数据分析,对症下药三这样持续做下去,新时代的因材施教就可能做好了三

本案例至少提供了三点启示:一是教育大数据对个性化学习的支持三大数据技术使教育围绕学习者展开,可量身定制个人学习报告,分析学习过程潜在的学习规律,找到学生的学习特点二兴趣爱好和行为倾向,促使传统的集体教育方式转变为个性化学习方式,使精准的个性化学习成为可能三二是教育大数据对教育评价的支持三教育评价不再仅仅是教师基于学生考试成绩和纪律等方面的主观感受,而是由大量的数据感知二分析而来,为实现教学评价的公正提供了依据,优化了教学方向三三是教育大数据对教育管理的支持三有效避免了以往 经验式 教育管理二 拍脑袋 决策的不足,帮助教育管理者全面审视教育需求,制定科学决策三教育环境的设计二教育时空的变化二教育场景的变革等各种决策和行为将基于数据分析得出,有利于优化教育管理二提升教育决策水平三

(点评专家:华东师范大学教育学部教育信息技术学系副系主任二教授二博士生导师吴永和) 8.3.2温州市教育局:TFTschool AI个性化学习平台

1.发展历程

温州市教育局非常重视推进教育治理体系和治理先导性的重要作用,明确指出全面贯彻落实全会精神,加快推进教育现代化,需要率先推进教育治理体系和治理能力现代化三

A I+正向我们走来,在教育的各个环节也已经产生了广泛的影响,这是一个不可阻挡的时代发展趋势三 A I+个性化学习 也将会给传统学习模式带来颠覆式的变革三显而易见,这些变革不是一蹴

而就的,作为新时代的教育工作者,要积极拥抱新事物,运用智能A I来辅助推进教育治理的现代化,提高教育质量,促进教育公平,办人民满意的教育三

A I+个性化学习 的目的就是要构建科学的学习者个性化模型三过去,由于技术的匮乏等原因,学校无法完全对每个学情进行除了分数以外的深度挖掘和分析,往往采用 一刀切 的方法,无法真正做到教育决策二内容二方法及评价的科学化和精准化三而随着 A I+个性化学习 时代的到来,教育正逐渐走向个性化,可以预见的是,这个时代的教育在教育决策二教学方法二学习路径以及教育评价等诸多方面都有赖于A I的智能化三在依托大数据和云计算技术的背景下,开启 个性化订制 模式,走向更加科学的发展方向,我们的教育治理才会更加现代化三

为了实现 A I+个性化学习 ,温州市教育局成立了 T F T s c h o o l A I个性化学习 课题研究组,联合高校人工智能实验室二相关企业二试点学校,聚集教育学博士二人工智能专家二教育专家二一线名师二智能算法工程师等力量,开始了T F T s c h o o l项目的顶层设计和具体研发三

2019年5月,T F T s c h o o l建立了830万道同步知识目录树评测智能库结构模型MMT二智能测模型T T L二智能评模型T T P二汇聚数据平台的A I综合个性化学习分析模型T F T三

2.发展现状

(1)特定的学习模型促成有效的精准学习

随着T F T s c h o o l试点的推进,教师开始从关注教学内容转变为支持学生个性化学习,同时,试点校学生的学习模式也发生了转变,教师将一部分练习评测内容放到网络上,学生能更自主地学完大部分内容,这必将倒逼教师思考如何因材施教三

在以前,教师往往更注重结果,但是在 T F T s c h o o l A I个性化学习 课题研究发展变革过程中,学生可以通过多种途径来获取知识,可以了解自己到底缺乏哪些能力二应该在哪些环节上下功夫,避免了盲目补习的焦虑,逐步释放了心理压力,从而达到了真正减负的目的三 T F T s c h o o l A I个性化学习 最关键的是,让学生真正遇到学习问题又能及时地通过中小学生在线答疑平台得到解决三 T F T s c h o o l A I个性化学习 平台已直接与温州中小学生在线答疑平台无缝对接,学生在学习过程中如需名师给予指导,可一键呼叫直接连线,实现多平台联动机制三 T F T s c h o o l A I个性化学习 在学校试点过程中,结合多次区域性智能A I学情诊断和A I模型的模拟诊断,为温州市未来基础教育在全区域内的推广使用提供了大量的数据支撑依据,T F T s c h o o l将辅助温州市教育局将教育决策的深度治理向精准化管理转变三

该系统主要以智能分析模型为基础,以A I智能算法引擎为技术内核,结合深度细化知识图谱二知识点追踪模型理论,为中小学校师生提供人工智能辅助个性化学习系统,构建以A I人工智能为基础的个性化精准学习与评测模型,用个性化数据绘制每一位学生的 数据画像 ,为学生智能规划 最优学习路径 ,为学生 减负增效 三

(2)由盲目的供给侧变成智慧型的需求侧

家长对学生学习的焦虑导致大量非学生自愿的补习班学习形态出现,使学生逐步变得缺乏个性和创新能力三在 T F T s c h o o l A I个性化学习 的时代,以学生自己探究查漏补缺为中心的个性化自主学习模式将成为现实三借助大数据分析技术,家长可以很好地了解学生的实际学习掌握情况和详细的A I分析评测结果,根据学生们精准的A I测评模型非常清晰地知道学生需要怎样加强学习路

径,不盲目给学生报补习班三A I系统还能个性化地选取适宜的学习网络名师课以及教学方案进行推送,因材施教,给予每位学生自主发展的空间,如图8-3所示三

图8-3个性化学习需求理论模型

家长或者教师从大包大揽的供给侧变为以学生实际需求为目标导向的需求侧,这样既有助于培养有个性和灵性的创造者,又可以促进优质教育资源的有效利用,从而有助于真正实现个性化的教育二进行学生创造力的培养三

3.发展经验

(1)教育管理者基于学习者模型的精准分析以改进教学服务

①分层教学的教育治理三在 T F T s c h o o l A I个性化学习 的时代,基于大数据的A I测评分析,为教师提供了多维度的学生学情测评分析(见图8-4)二班级综合学情分析报告,及时二直观地体现了学生的能力二知识点的掌握情况等,构建出了精准的 学情画像 ;将全班学生依据学业水平进行等级划分,A I助教系统帮助教师给不同等级的学生布置不同层级的学习任务,学生快速获得更合适他们的学习资源,进行教育资源的合理分配;教师也可转变自身的角色定位,更多地关注如何教会学生自主学习三

图8-4学生学情测评分析

②教育决策与治理思维的现代化三通过分析海量的学生学习行为数据,利用人工智能算法和大数据模型运算技术,温州市教育局从顶层决策方全面掌握二科学管理全市及区域常态化学情数据,为教学过程决策及政策性过程调整提供了科学依据;快速运用精准教学模式,做到可规模化的个性化教学提升,全局动态引导学生最优学习路径规划,促进个性化精准教学;将教育从封闭管理向开放治理转变,由单向管理向协同治理转变,由被动响应向主动服务转变,运用A I 互联网思维来推进教育治理的现代化,提高教育质量,促进教育公平三

(2)校长基于学习者模型改进教学服务

面对学生的个性差异,学校积极帮助教师为学生打造个性化服务三校长要拥抱技术,对智能的学习管理系统和自适应学习系统保持积极和开放的态度,鼓励教师借助技术开展基于学习者模型的快速发展,并进行个性化教学,提高教学效率和教育生产力三学习者模型不是单凭几位教师的力量在一朝一夕就能建立起来的,需要建立在坚实的理论与实践基础之上,并经得起反复推敲与论证三学校可以通过购买产品与服务的形式引进科学的学习者模型三在历经一年多的试点工作中,许多学校对 T F T s c h o o l A I个性化学习 系统表现出了极大的热情,并进行了卓有成效的推进和普及,培育出了一批勇立教育信息化潮头的优秀教育工作者,有效地推进了学校教育教学改革和发展三

4.进一步发展方向与关键问题

(1)针对A I自适应学习如何应对分层个性化教学的反思

传统的分层教学应对性和灵活性都不能满足分流模式,为了更好地分流分层学习,自适应学习机制将提供辅助决策三分层分类,运用合适的资源进行 分流 ,有利于减轻教师的教学压力三

A I自适应学习技术注重学生的个性差异三通过对学生的学习能力二行为习惯二知识水平二兴趣偏好和情感态度等进行模型评估和有效预测,进一步指导并精准协助学生进行学习三

在分层教学的模式中,首先要通过A I对学生的知识学习能力进行精准检测,以发现学生的学习风格二学习水平等情况三例如,在基于知识点的A I个性化学习中可以发现,大部分学生都通过了知识点A,而且评测模型结果都很不错三那么,这部分知识点还需要教师反复教吗?对于大部分学生,应该鼓励其挑战难度更大的知识三在T F T s c h o o l A I个性化学习平台中,会定期举办全市大规模的网络 好问好答大赛 ,主要是将各个层面的知识赛事通过 你问我答 的网络参与模式让学生积极地参与进来,从而在不知不觉中掌握教师平常没有教到的知识点三学生只需要以参赛者答题或者观众选择性投票形式参与网络大赛三通过有效的参与,就能让教师轻松掌握本班学生分层对待的情况三

(2) T F T s c h o o l A I个性化学习 终端设备的普及与使用

教育信息化时代,移动式学习设备必不可少,但是基于学校二家长对学生使用电子设备以及上网时间的监控,研究院在设备融合方面做出了进一步的探索和研发三T F T s c h o o l学生使用终端除了P C 以外,具有纸笔书写功能的上海题声教育科技智能A I题声手写板作为最佳的融合设备在试点校实验成功,在下一步全国推广T F T s c h o o l普及中有了很好的应用载体三该款终端设备目前具有4G跨区域组网测评,终端对接T F T s c h o o l A I个性化学习平台,通过课中互动,轻松完成复杂公式二几何图形二思维导图二解题思路二创意绘画等手写笔迹同屏同步,对比讲解二现场点评二实时共享,能完整记录学生在课堂中的表现,让授课过程更加有趣,让学习更有效率三

(3)以应用为导向,实现教育角色的优化和转换

T F T s c h o o l项目的核心目标是激励学生挖掘学习兴趣和鼓励学生进行自我探究,确保学生能在学习中获得乐趣,不焦虑并快乐地展示学习过程三人工智能与教育相结合的治理过程不是简单的技术应用推广,随着应用的不断深入,会愈发与传统教育教学的理念二模式产生碰撞,引发许多教育新思考,因此,需优化学校二教师二学生及家长等不同教育教学角色和任务三

T F T s c h o o l项目的功能模块较多,每个教育教学角色在系统中有着各自的功能,如学校层面,有学校管理二教务系统二人事行政等;教师层面,有教研二教学二测评二考试等;学生层面,有随堂分析二学习资源管理二学习分享二课程督导等三为此需要对教师二学生及家长进行更多的培训和指导,提供必要的工具与应用策略,以实现A I助力教育教学改革发展的目的三

5.专家点评

T F T s c h o o l项目是A I人工智能赋能教育的一个创新性突破,对于弥补传统教育的缺陷无疑具有极大的现实意义三第一,从教师层面,减少了教师压力,提升了个人能力,降低了相对差距三第二,从学生层面,为学生减负,破除了主动性难题,降低了对优质教师的依赖,解决了学生千人千面的现象,提高了个性化的精准度三第三,从提升教育信息化应用方面,推进了教学个性化治理三

在温州市教育局的指导下,由温州市现代教育智能设计研究院主持开发的 T F T s c h o o l A I个性化学习 平台不仅节省了教师人力,提高了教学效率,推动了教育治理现代化,而且驱动了教学方式的变革三该项目的研发和实践,不仅仅是通过技术的发展把教师从烦琐二机械的工作中解放出来,让教师腾出时间从事更具创造性的工作,同时也把A I技术与教育治理进行了有效结合三A I的基因是数据,通过 T F T s c h o o l A I个性化学习 平台大数据二云计算构建学生学情画像,用有效的时间为千人千面的学生画像配置个性化学习计划,找到了有效学习的突破口,让学习拥有一个更高的 效 ,从而实现了真正的减负三让学生不在学习的困扰和心理的焦虑负担中完成学习的过程是每一个新时代教育工作者的责任三让A I赋能,让教育治理得到更科学化二合理化的管理,才能让教育资源均衡的配置治理在互联网时代得到真正的实现三

通过该项目的实验性总结,我们发现通过对该系统的使用,学生的成绩提高了,但压力减轻了,学校的整体教学质量提高了,教育治理现代化又向前迈进了一步三建议未来该项目以温州市为全国优秀示范进行全国区域性大规模二系统化二标准化地普及使用三

(点评人:浙江大学博士生导师二国家实验示范中心主任金心宇) 8.4温州市基础教育领域互联网学习发展趋势

8.4.1建立大数据管理秩序和模式

每天都有大量数据向核心数据库集聚,数据分析辅助教育决策有待进一步发挥作用三要落实与阿里巴巴网络技术有限公司签署的钉钉未来教育合作的框架协议,以温州市大数据平台为主体打造基于钉钉平台的 温教钉 移动平台,推动全市各级学校 温州钉钉未来校园 建设三构建 互联网+教育 城乡结对网络,促进区域教育优质均衡发展三全面推动全市各级机关二学校 数字化教师 赋能体