智慧教育典型案例：大數(shù)據(jù)背景下高考英語作文人工智能批改應(yīng)用

當(dāng)英語作文遇上大數(shù)據(jù)大數(shù)據(jù)背景下高考英語作文人工智能批改應(yīng)用浙江省衢州第一中學(xué)英語組案例負(fù)責(zé)人：聶曉云 “大數(shù)據(jù)正悄悄影響到教育體系的每個層面，對于全世界的學(xué)習(xí)與教育活動，都會產(chǎn)生極為深遠(yuǎn)的影響。大數(shù)據(jù)能告訴我們什么是最有效率的，并且揭示那些過去無從發(fā)現(xiàn)的謎題。” 2016年10月，衢州一中引入科大訊飛智學(xué)網(wǎng)產(chǎn)品，在學(xué)校日常的周測、階段測試、期中期末考試中，常態(tài)化應(yīng)用大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行考試數(shù)據(jù)的采集與分析，并將結(jié)果應(yīng)用到學(xué)校教與學(xué)的過程中。通過手機(jī)、掃描儀等各類智能終端設(shè)，識別圖像、智能閱卷等技術(shù)，對教學(xué)過程數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與匯聚，分析和評價出每個學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握情況、每個班級的問題，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)支撐下的個性化教學(xué)，并基于教育評價理論建立了學(xué)業(yè)評價體系。在衢州一中，以英語作文批改為例，以前，英語教師逐一批閱一個班的英語作文，幾個小時瞬間就過去了，效率很低。如今，衢州一中利用基于大數(shù)據(jù)的人工智能技術(shù)對英語作文進(jìn)行自動批改，精準(zhǔn)定位學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的各種錯誤類別，并自動給出修改意見，學(xué)生修改后再提交批改，最多的作文批改了20多遍?，F(xiàn)在，智能閱卷覆蓋高一至高三三個年級，經(jīng)統(tǒng)計，在17年8月至18年6月4日期間中，高一年級共進(jìn)行56次閱卷，完成158077份試卷，高二年級59次，97748份試卷，高三110次，114719份試卷。每次閱卷均形成獨(dú)特的班級報告以及學(xué)生個人學(xué)情分析報告。 這樣的“人機(jī)對話”不僅減輕了教師負(fù)擔(dān)，也提升了學(xué)習(xí)成效，將教師從原來繁重的批改中“解放”，轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生提供個性化的考后輔導(dǎo)。不僅如此，在新高考英語考試形式和試卷結(jié)構(gòu)發(fā)生大變化的背景下，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用更為學(xué)生的英語應(yīng)用能力和寫作水平的提高“出了大力氣”，還有了不少“衍生品”。衢州一中英語教研組在大數(shù)據(jù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，為學(xué)生建立豐富的語料庫，讓多少有些讓人望而生畏的英語寫作變得“喜聞樂見”。 大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，正在給如今的教學(xué)帶來顛覆性的變化，節(jié)省教師人力、提高教學(xué)效率，更在過程中回流影響著教師教學(xué)習(xí)慣、學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣，驅(qū)動教學(xué)方式的改革。 新高考下英語“作文之困”

從2016年10月份開始的浙江英語新高考、自主命題的浙江卷來看，考試形式與試卷結(jié)構(gòu)均發(fā)生了重大變化，書面表達(dá)從原來的30分提升到40分，篇數(shù)增加到2篇，形式也在原來的基礎(chǔ)上增加了概要寫作和讀后續(xù)寫形式。這使得原本就棘手的英語寫作問題越發(fā)成為師生的關(guān)注焦點(diǎn)，英語寫作成為教學(xué)的重中之重。在教師方面，平時教學(xué)中，作文比重和篇幅的增加，一線英語老師批改作文的工作量隨之大大加大，難以及時反饋。同時，在考試寫作評分中，老師也難以按照較理想的速度批改，作文老師水平、主觀態(tài)度的差異也會導(dǎo)致老師間出現(xiàn)評分偏差較大的問題，而且老師在閱卷過程中，很難迅速發(fā)現(xiàn)各種類型的抄襲作文，錯批誤批概率增加。從學(xué)生角度來看，學(xué)生對寫作的焦慮也不斷加重，不少學(xué)生疲于應(yīng)付，學(xué)習(xí)壓力隨之增加。對于中學(xué)生，由于語言的輸入量不足，英語寫作力不從心，對于句式、詞匯搭配、文體、邏輯等寫作要求缺乏信心。 因此，如何提高對學(xué)生書面表達(dá)的反饋與指導(dǎo)，減少教師批改工作量成為廣大教師特別是一線高三教師關(guān)注的問題。當(dāng)英語作文遇上大數(shù)據(jù)1、速度之變

從5分鐘到1.2秒

自從浙江英語新高考改革，啟用自主命題的浙江卷后，書面表達(dá)比重大大提高，尤其是英語寫作更是成了教學(xué)中的重頭戲，而在平時教學(xué)中，一線英語老師批改作文的工作量比以往也大大加重，尤其是高三老師，一篇作文批完至少要5分鐘左右。以2個班學(xué)生80人來計算，批完至少要耗費(fèi)6個多小時，這無疑會牽扯老師大量的時間和精力。 2016年10月，學(xué)校高三英語備課組率先玩起了大數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)平臺，采取英語作文智能批改與教師批改相結(jié)合的方式，提升英語教學(xué)效率。在科大訊飛智學(xué)網(wǎng)上，進(jìn)入英語作文批改功能，老師將學(xué)生手寫的作文掃描進(jìn)入系統(tǒng)生成Word文檔，點(diǎn)擊批改以后，系統(tǒng)將自動評分，最后形成診斷報告，全程只需幾分鐘就能直接反饋展示到教師和學(xué)生的個人端口上。整個批改過程只需平均1.2秒的時間，作文分?jǐn)?shù)就會打出來，而且還有總評和按句點(diǎn)評。這是每篇英語作文的批改時間，而多篇英語作文的批改時間并不一定處于疊加狀態(tài)，也會在后臺同時進(jìn)行，也就相當(dāng)于一位英語老師以前要花費(fèi)6個多小時批改的作文，只需要30分鐘不到就能完成掃描、批改、反饋全部過程。2、診斷之變

從主觀評判到多維度客觀評價

作文作為英語試題中最具主觀性的部分，在以往老師們的批改過程中，也是評判最主觀的部分。由于題量大、頻度高，教師評分的標(biāo)準(zhǔn)性不能很好地客觀性地把握，缺乏一定的平衡性。而在人工智能平臺上，通過對學(xué)校優(yōu)秀教師及專家英語作文多次數(shù)據(jù)的收集，建立擁有海量詞匯及語句應(yīng)用的語料庫，讓機(jī)器學(xué)習(xí)相對科學(xué)合理的作文評判標(biāo)準(zhǔn)，從而形成系統(tǒng)科學(xué)的智能批改的語言評價工具。于是，評判一篇英語作文的優(yōu)劣有很多客觀的維度，比如詞匯豐富度、從句密度、搭配錯誤率等等。把學(xué)生作文當(dāng)作一個學(xué)習(xí)者語料庫與后臺的標(biāo)準(zhǔn)語料庫做對比，如果越近分?jǐn)?shù)就越高，越遠(yuǎn)分?jǐn)?shù)越低。 而且，人工智能批改相對于教師批改，可以很好地規(guī)避遺漏、偏頗和不平衡性，可以相對更加科學(xué)系統(tǒng)的對學(xué)生每次寫作做出評價和反饋。3、修改之變

修改“老大難”成了新版“升級游戲”

高三英語教師聶曉云在人工智能批改后臺的大數(shù)據(jù)里發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在線提交作文后平均修改2.35次，即學(xué)生在老師批改作文之后，自行修改了2.35次，最多的同學(xué)修改了12次，位列作文修改的榜首?！斑@在以往簡直不敢想象?！甭檿栽平榻B，因教師批改任務(wù)重，每次作文批改完發(fā)放到學(xué)生手里時可能已經(jīng)過去一段時間，學(xué)生比較難找到當(dāng)時寫作的內(nèi)容和感覺，而且由于傳統(tǒng)英語習(xí)作大多是紙質(zhì)材料，已破損、易丟失，這使得不僅是老師還是學(xué)生都很難完整地保存好每次寫作的第一手資料，能在試卷上反復(fù)訂正的實(shí)在是少數(shù)?，F(xiàn)在，學(xué)生可以利用電腦、pad、手機(jī)等媒介，及時登錄，就能得到機(jī)器給出的分?jǐn)?shù)和修改建議，根據(jù)反饋修改后再次提交，會得到比先前更高的分?jǐn)?shù)?！凹皶r的互動性和分?jǐn)?shù)不斷攀升帶來的成就感，是學(xué)生如此投入的原動力，就像打贏了一場場升級游戲一樣。”聶曉云說，學(xué)生借助平臺的評價和反饋，自主反思自己在每次寫作中存在的問題，及時訂正，改進(jìn)自己寫作，提高自主學(xué)習(xí)的能力，有效的彌補(bǔ)了老師輔導(dǎo)在時間和精力上的不足。4、教學(xué)之變

從結(jié)果性教學(xué)變身全過程式個性化教學(xué)

學(xué)生多，教師少，再加上老師在時間和精力的有限性，這必然使得老師不能全面系統(tǒng)地指導(dǎo)每位學(xué)生每次寫作。而且由于紙質(zhì)資料和數(shù)據(jù)保存的難度性，學(xué)生很難形成一個完整的、系統(tǒng)的、成長型的知識積累，沒有一個動態(tài)的過程性；同樣，教師對學(xué)情的了解也很難完美地系統(tǒng)化，及時總結(jié)每次寫作的得失，做到教學(xué)有的放矢。在英語教研組組長王秀琴看來，人工智能批改無疑給老師們一把提升教學(xué)效率的“利器”。智能批改能有針對性地、高效率地提升學(xué)生寫作水平，智能批改系統(tǒng)會對當(dāng)次作文出現(xiàn)的錯誤類型進(jìn)行統(tǒng)計（包括名詞單復(fù)數(shù)錯誤、動詞錯誤、主謂一致錯誤、搭配習(xí)語錯誤等15種中高考常考錯誤類型），并按照錯誤人數(shù)多少進(jìn)行排列，方便教師查看以便因材施教，節(jié)約備課時間，便于學(xué)生查看以各個擊破，提升學(xué)習(xí)效率?！跋到y(tǒng)還會收集歷次學(xué)生的作文錯誤分析和數(shù)據(jù)，形成大數(shù)據(jù)，我們可以幫助學(xué)生開展有針對性的輔導(dǎo)?！蓖跣闱僬f，同時，班級、年級的數(shù)據(jù)的各類曲線圖也有利于學(xué)生自己進(jìn)一步了解自身的學(xué)習(xí)狀態(tài)，有利于激發(fā)非智力因素。針對學(xué)生的突出性問題，老師便可對學(xué)生布置“個性化”練習(xí)，真正實(shí)現(xiàn)“因材施教”。另外，教學(xué)的時空也由此有了拓展和延伸，由于學(xué)生在校手機(jī)和電腦使用以及時間的局限性，在課余時間，尤其是周末，學(xué)生可以利用媒介及時批改、糾錯或借鑒平臺的反饋和評價，課外教師利用移動設(shè)備課后課外對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，突破時空限制實(shí)現(xiàn)無處不在的課堂。 大數(shù)據(jù)衍生教學(xué)變革

建立適合學(xué)生的豐富語料庫

受大數(shù)據(jù)龐大篩選和分類功能的啟發(fā)，王秀琴老師萌生了利用其建立寫作語料庫的想法，并與寇麗莉、徐鑫婷、鐘麗超等老師一起開展了創(chuàng)建高中英語寫作語料庫的課題研究。 語料庫主要有三大來源。 一是借助人工智能平臺的“一鍵收集”功能，可以一鍵點(diǎn)擊將當(dāng)次批改的學(xué)生作文中獲20—25分區(qū)間的優(yōu)秀作文收集匯總到語料庫中，學(xué)生隨時都能在線調(diào)用學(xué)習(xí)這些優(yōu)秀作文。二是在人工智能平臺上，掃描上傳的手寫作文都可輕松轉(zhuǎn)化為Word文檔，教師可以在沒有獲得高分的學(xué)生作文中采集和積累一些優(yōu)秀詞匯、語塊和語句，匯總到有效語料庫中。這對學(xué)生也是一種鼓勵。另外，教師還會上傳自己在英文名著或國外各種作品中的“好詞好句”，同樣匯總到語料庫中，可以在線閱讀學(xué)習(xí)，亦可以匯編、打印成冊供學(xué)生參考。正在帶高三的鐘麗超老師還會在自己的微信公眾號上整理許多寫作語料，讓學(xué)生在校外也能隨時學(xué)習(xí)。語料庫對學(xué)生來說非常實(shí)用，王秀琴舉例，學(xué)生在寫作過程中中式英語層出不窮，比如在作文中經(jīng)常出現(xiàn)“l(fā)earnknowledge”這樣的中式英語。將這樣的語言搭配與語料庫資料對比后發(fā)現(xiàn)，以英語為母語的國家中，使用“l(fā)earnknowledge”的頻率為零次，使用頻率最高的是“haveknowledge”，所以，會建議學(xué)生使用“haveknowledge”。另外，學(xué)生在作文中對某一個動作的表達(dá)總是拘泥在一個常用詞上，比如“笑”，學(xué)生們總是用“l(fā)augh”、“smile”，但其實(shí)在英文表達(dá)中一個“笑”的動作也有比如“哈哈大笑”“莞爾一笑”“”等多種表達(dá)。豐富的語料庫讓學(xué)生的每一次寫作都感覺有“話”可說、有“料”可用并體驗(yàn)成功的喜悅，真正實(shí)現(xiàn)由“被動地寫”到“樂于寫”的轉(zhuǎn)變。老師們和學(xué)生們紛紛表示對語料庫“相見恨晚”。目前，從2017年8月以來，全校利用智能閱卷系統(tǒng)共進(jìn)行了22次的作文智能批改，共智批12000多篇，形成優(yōu)秀作文267篇，個性化輔導(dǎo)110多次，初步形成了英語書面表達(dá)的語料庫。在語料庫的驅(qū)動下，衢州一中的書面表達(dá)能力有了較大的提升，優(yōu)秀作文比比皆是。讓大數(shù)據(jù)變得更有“溫度”

當(dāng)大數(shù)據(jù)頻繁且深入地應(yīng)用在作文批改中時，一個新的問題和疑惑油然而生——機(jī)器能否像人一樣欣賞英文作文的美感，從立意的角度對作文進(jìn)行評判？畢竟一篇作文是有一定思想內(nèi)涵的，不只是一串串沒有溫度的字符。事實(shí)上，目前人工智能技術(shù)沒有發(fā)展到能讓機(jī)器從立意的角度去考量一篇英語作文。哪些才是對教學(xué)最有幫助最有價值的數(shù)據(jù)，這其中需要借助傳統(tǒng)教學(xué)中老師的經(jīng)驗(yàn)。只有借助老師的經(jīng)驗(yàn)加上大數(shù)據(jù)技術(shù)才能快速從海量的數(shù)據(jù)中挖掘出最有價值的數(shù)據(jù)維度，才能更好地幫助老師教學(xué)和學(xué)生個性化學(xué)習(xí)。在衢州一中，在應(yīng)用人工智能大數(shù)據(jù)平臺批改英語作文時，基于人工智能評判系統(tǒng)中對語篇、主題、邏輯等方面的局限性，英語教師會有針對性地開展了作文的評講，開展了一對一的個性化輔導(dǎo)，讓人工智能助力教師作文批改和教學(xué)，達(dá)到減負(fù)增效的效果。英語組老師開展了利用大數(shù)據(jù)輔助課堂教學(xué)，課堂上可以使用在線修改、實(shí)時交流、即時評價等多維度互動學(xué)習(xí)方式。課外，教師則利用移動設(shè)備對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，突破時空限制，實(shí)現(xiàn)課堂的“無處不在”。教育的本質(zhì)就是愛，有溫度的教育應(yīng)該是眼中有人、心中有愛。有溫度的教育不是簡簡單單通過數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)。細(xì)心的老師借助傳統(tǒng)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)?zāi)芸焖購暮Ａ康臄?shù)據(jù)中挖掘出最有價值的數(shù)據(jù)維度，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)背后學(xué)生的故事，感知他人心思和情感。衢州一中一位細(xì)心的英語教師兼班主任王老師，在幾次高三英語測試與訓(xùn)練的數(shù)據(jù)分析中，發(fā)現(xiàn)該班一學(xué)生聽力部分在知識圖譜底部，通過了解該生家庭狀況、努力程度、學(xué)習(xí)態(tài)度、智力水平、思想波動等，發(fā)現(xiàn)該生背負(fù)家庭期望的壓力過大加上又走不出第一次高考聽力失利的陰影，已形成嚴(yán)重的心理障礙，幾乎失去信心，每遇聽力測試就特別緊張以致不能集中精力。王老師適時鼓勵，同時開出良方對癥下藥，幫助該生培養(yǎng)聽前集中注意力分析試題的習(xí)慣與能力，一段時間后，情況有了明顯的好轉(zhuǎn)。大數(shù)據(jù)應(yīng)用還存在一些不足

在大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)教學(xué)平臺的應(yīng)用過程中，衢州一中英語教研組也發(fā)現(xiàn)了不少新問題。將大數(shù)據(jù)引入教學(xué)，主要的瓶頸在于怎樣采集學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的紙面教學(xué)和考查辦法只能反饋一個分?jǐn)?shù)，信息量不足以支撐個性化教學(xué)；如果讓學(xué)生上電腦或手機(jī)學(xué)習(xí)，雖然數(shù)據(jù)采集很方便，但是教學(xué)可控性太差。 另外，不同的學(xué)生、同一個學(xué)生的不同方面，都具有發(fā)展不均衡性，所以要求數(shù)據(jù)有全面性；人的注意力是最寶貴的資源，一個階段注定只能關(guān)注少量目標(biāo)，所以需要對任務(wù)進(jìn)行優(yōu)先級排序；學(xué)生明確了目標(biāo)，還要有對應(yīng)的解決方案，才能落實(shí)到學(xué)習(xí)活動中，實(shí)現(xiàn)信息閉環(huán)

要落實(shí)因材施教必須落實(shí)三個步驟：

1）、全面了解學(xué)生詞匯、語法，以及聽說讀寫各方面的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)；

2）、從全面的數(shù)據(jù)中分析出每個學(xué)生當(dāng)前分別需要優(yōu)先關(guān)注的學(xué)習(xí)內(nèi)容；

3）、針對每個學(xué)生的關(guān)注內(nèi)容，分別選取或編制對應(yīng)的學(xué)習(xí)資料。循著以上思路，衢州一中英語組與清華大學(xué)科技園專門從事英語教學(xué)大數(shù)據(jù)研究的“北京云知學(xué)科技公司”開展了技術(shù)合作。英語組從詞匯、閱讀、聽力入手，對學(xué)生開展全方位的學(xué)習(xí)追蹤，為每個學(xué)生建立自動化的學(xué)習(xí)檔案，詳細(xì)記錄學(xué)生記住了哪些單詞、練習(xí)了哪些語塊和例句、看了哪些文章，并根據(jù)其能力發(fā)展隨時調(diào)整其任務(wù)。 英語組通過為每個學(xué)生定制講義，然后將用過的講義進(jìn)行掃描的辦法向云知學(xué)公司的信息系統(tǒng)提交數(shù)據(jù)，云知學(xué)公司自動從掃描圖片中解析出每個學(xué)生有哪些學(xué)習(xí)問題。讓大數(shù)據(jù)在校園里發(fā)“聲”

基于大數(shù)據(jù)的個性化教學(xué)不僅有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，而且由于每個學(xué)生都能在既能勝任又有挑戰(zhàn)的難度范圍內(nèi)學(xué)習(xí)，也能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。2017年高考中，衢州一中學(xué)生英語成績A等率比2016年提高了9個百分點(diǎn)