數(shù)據(jù)化平臺在人工智能素養(yǎng)測評中的應(yīng)用研究

【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)測評系統(tǒng)為例，分析了學(xué)校開展人工智能教育精準(zhǔn)化教學(xué)評價體系的有效途徑與舉措。這有助于提高學(xué)生信息素養(yǎng)、實現(xiàn)教師精準(zhǔn)教學(xué)和構(gòu)建良好的教育生態(tài)?！娟P(guān)鍵詞】數(shù)據(jù)化；人工智能；自動測評；應(yīng)用研究核心素養(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)測評系統(tǒng)，通過分析與搭建知識體系，設(shè)計系統(tǒng)題庫，實現(xiàn)智能化的測評服務(wù)，生成數(shù)據(jù)支撐的評價報告，促進(jìn)了精準(zhǔn)教學(xué)。素養(yǎng)測評相關(guān)研究與政策1.研究背景國際上有PISA評估項目和國際數(shù)學(xué)與科學(xué)趨勢研究項目兩種評價系統(tǒng)，它們都給學(xué)生提供了多維度的發(fā)展評價報告。在國內(nèi)，學(xué)生素養(yǎng)評價和能力測評方式多數(shù)是基于紙質(zhì)測試、教師觀察和書面評語等方式進(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)測評服務(wù)。人工智能素養(yǎng)測評系統(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，國家有關(guān)教育部門出臺了一系列關(guān)于素養(yǎng)評價體系的指導(dǎo)政策和意見。2018年4月，教育部出臺的《教育信息化2.0行動計劃》強(qiáng)調(diào)，建立評估模型，啟動中小學(xué)生信息素養(yǎng)測評。2020年12月，教育部印發(fā)的《中國教育監(jiān)測與評價統(tǒng)計指標(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)量評價指南》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)量評價體系，強(qiáng)化評價結(jié)果的運用，健全立德樹人落實機(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《國家義務(wù)教育質(zhì)量監(jiān)測方案》指出，扭轉(zhuǎn)唯分?jǐn)?shù)、唯升學(xué)等不科學(xué)的教育評價導(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。這些政策的出臺和指導(dǎo)，促進(jìn)了學(xué)校教育評價方式的轉(zhuǎn)變和完善。人工智能素養(yǎng)測評系統(tǒng)簡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)測評系統(tǒng)，遵循人工智能素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展進(jìn)行科學(xué)、精準(zhǔn)地評價。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)行測評，包括學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度、知識點掌握情況、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、運算能力、知識儲備和編程能力五大能力維度。根據(jù)題目包含的知識點不同，人工智能素養(yǎng)測評系統(tǒng)會將題庫中的題目進(jìn)行詳細(xì)分類；同時，系統(tǒng)根據(jù)學(xué)生的年級劃分相應(yīng)的題目等級，從學(xué)生完成的題目情況評測出題目的難易程度。實踐應(yīng)用學(xué)校根據(jù)教學(xué)評價需求引入人工智能素養(yǎng)測評系統(tǒng)，根據(jù)年級、學(xué)段、課程、培養(yǎng)目標(biāo)以及考查知識點的難易度，將測試題目組成為10個等級的題庫。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單概念，體驗人工智能算法在生活中的應(yīng)用。所以江橋小學(xué)主要對學(xué)生進(jìn)行人工智能素養(yǎng)初級測評，對應(yīng)該系統(tǒng)題庫的1-3級。以下是學(xué)校使用數(shù)據(jù)化平臺系統(tǒng)進(jìn)行人工智能素養(yǎng)測評的具體實施步驟。1.實施過程系統(tǒng)提供線上與線下兩種測評形式，以方便本校教師靈活選用，主要采用項目制進(jìn)行實操測評。其中，線上測評為10個等級題庫的知識內(nèi)容。人工智能素養(yǎng)測評系統(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，教師利用測評系統(tǒng)可以靈活使用教學(xué)方法，如討論法、實踐法、自主學(xué)習(xí)法等，突出學(xué)生的主體地位，實現(xiàn)多教學(xué)方式創(chuàng)新。借助測評系統(tǒng)，教師在教學(xué)中注重學(xué)生的過程性評價，如結(jié)合嘉定區(qū)的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢與江橋區(qū)域的特色優(yōu)勢，將理論知識與教學(xué)實踐相結(jié)合，在真實任務(wù)的驅(qū)動下，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)生在真實環(huán)境下運用學(xué)科知識解決問題的能力，關(guān)注學(xué)生在實踐中的能力表現(xiàn)，如合作能力、創(chuàng)造能力、自主學(xué)習(xí)能力等。2.出具報告人工智能素養(yǎng)測評系統(tǒng)實現(xiàn)了對江橋小學(xué)每個學(xué)生的測評，并根據(jù)測評數(shù)據(jù)生成一份可視化的學(xué)生發(fā)展報告。人工智能素養(yǎng)測評系統(tǒng)大數(shù)據(jù)平臺可以對全校學(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、錯題分析集、各知識點與能力維度分析表、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)可視化的測評結(jié)果成為學(xué)校評價學(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)。通過這樣的測評，學(xué)校收到了學(xué)生個人和學(xué)校整體兩類分析報告。學(xué)生個人的分析報告主要包括總覽圖、細(xì)節(jié)表和總結(jié)分析三大部分。其中，總覽圖介紹學(xué)生個人概覽和總體情況，主要顯示該學(xué)生參加測評次數(shù)，獲取證書和勛章數(shù)，參與課程和活動競賽數(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分布、知識點得分、勛章、知識分析折線圖和題型錯誤率等，并通過折線圖的波動展示學(xué)生知識掌握情況和平均值。根據(jù)折線的上下波動，可對該門類知識的掌握情況進(jìn)行橫向?qū)Ρ?。總結(jié)分析是對學(xué)生的總評和錯題的解析，總評從知識掌握情況、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；錯題解析部分，主要通過數(shù)據(jù)分析出該生出錯率較高的題目，并加以解析說明。區(qū)別于學(xué)生個人的分析報告，學(xué)校的分析報告展示了江橋小學(xué)整體學(xué)生的測評結(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.項目總結(jié)江橋小學(xué)為了更好地評價學(xué)生的人工智能素養(yǎng)，采用了人工智能素養(yǎng)測評系統(tǒng)進(jìn)行在線測評。該系統(tǒng)具有隨機(jī)組卷、自動評卷、即時反饋、防誤撞提示、意外中斷恢復(fù)等功能，界面設(shè)計具有趣味性，也更加人性化，增強(qiáng)了人機(jī)互動的體驗感，同時便于教育管理者對測評數(shù)據(jù)進(jìn)行分析管理。該系統(tǒng)運行穩(wěn)定、操作簡便、測評量表直觀清晰，提供了可視化的在線測評服務(wù)，有助于構(gòu)建素養(yǎng)評價大數(shù)據(jù)體系。本次測評集練習(xí)、測試、分析、評價和反饋功能于一體，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)生評價分析報告，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)

語本文主要介紹了人工智能素養(yǎng)測評系統(tǒng)的主要功能、應(yīng)用實踐過程和效果，并分析了其在提升學(xué)生人工智能素養(yǎng)中的作用和意