智能教育之练习应用场景案例分析

智能教育 之 练习应用场景案例分析

刘甜甜

西北师范大学 甘肃省兰州市 730070

【摘要】 随着现代信息技术的飞速发展，大数据挖掘、深度学习以及虚拟现实推动着人工智能技术不断向前发展，并对教育生态进行了重塑。人工智能教育的练习应用的典型场景案例分析，有助于我们更深层次的理解和掌握人工智能在教育中的应用，从而推动技术与教育的深度融合。该文通过对智能题库、分级阅读这两个典型的练习应用的APP案例分析，阐释人工智能技术如何应用于教育，并对其前景进行展望。

【关键词】 智能教育、智能题库、猿题库、分级阅读、儿童

1.智能教育的内涵及应用场景

（一）智能教育的内涵

智能教育指的是基于大数据、虚拟现实、深度学习等新一代的信息技术，构建以学习者为中心，贯穿了“备——教——练——考——评——管”教育流程的各个环节的智能化教育环境，旨在实现人才培养更加多元化、精准化、个性化的新型教育模式。智能教育的两大特征为教育流程的智能化以及人才培养的个性化。教育流程的智能化指的是在教学、考试、评价、管理环节渗透人工智能技术。AI助手可以有效调动学生的学习积极性，帮助教师引导学生进行学习，使教师有更多的时间为学生提供精细化辅导和个性化关怀。人才培养的个性化指的是通过人工智能技术收集学生学习的相关数据，并对此进行整合、挖掘、分析，以此来满足学生个性化的学习需求，为其定制个性化的辅导机制，提供多元化的评价体系。最终建立起以学习者为中心的教育教学环境，满足学生的日常学习需求，并最终达到个性化的终身学习。

（二）智能教育的应用场景

教学的全流程可以分为“备课——教学——练习——考试——评价——管理”这六大场景，备课场景是开端，管理场景是末端，教学场景是教学全流程的中心，而练习、考试、评价三大场景是支撑。这里我们主要关注练习场景，针对教师、学生、学校等不相同的主体，根据实际的教学应用，可以将练习场景拆解为对应的二级场景和三级场景。

AI技术已实现的练习场景有：拍照搜题、智能题库、智能测评、分级阅读、钢琴陪练、作业智能批改、个性化答疑。该文主要对智能题库和分级阅读的应用案例作一分析。

二、智能教育的练习应用案例分析

（一）智能题库案例分析

1.智能题库的定义

智能题库指的是基于自然语言处理技术以及数据挖掘技术，通过了解学生学习知识的掌握情况，从而精准地为每个学生提供“查漏补缺”。它可以有效节约教师为学生制定个性化的测试及习题的实践，并且能够根据学生的不同学习情况来提供具有针对性的辅导练习。

2.智能题库已有案例分析

目前市场上流行的作业练习、课后辅导的应用程序大致可分为三类^[1]：（1）在线搜索答案，这类学习辅导主要采用图片识别的方式，将学生上传的试题图片转换为文字，在线为学生提供答案以及解析。这类软件的操作非常简单，通过手机拍照上传即可获得答案。此类软件一般为免费软件，市场上已有的产品如作业帮、阿凡题、小猿搜题、学霸君等。（2）在线名师解答，这类学习辅导的工具主要通过语音、视频等功能，为学生提供实时的学习辅导。当学生在作业中遇到难题的时候，可以通过手机在几秒的时间内与真人教师进行在线沟通。不但解决了作业中的难题，名师还会帮助学生梳理知识点，提高学习成绩。可根据学生的提问，帮助学生避免该类问题再次解答错误。这类软件一般要收取部分费用，目前市场上的应用有学霸君、阿凡题、中小学作业辅导等。（3）在线作业辅导，这类学习辅导工具使得教师可以自主地创建作业群，通过“布置作业”的功能，选择对应的学科、年级、知识点等，系统根能够据教师的选择来出题或者自主组题，然后发布作业。学生端自主完成练习题后提交作业，系统自动批改，然后将批改情况和详细解答步骤反馈给学生。教师和家长都能够通过软件掌握学生的学习情况，此类应用可以与课堂所学知识形成互补，目前已有的软件有：猿题库、一起作业等。

该文主要对猿题库这一应用进行分析。猿题库是一款手机智能做题软件。主要针对初中及高中这六个年级，做到语文、数学、英语、物理、历史等九科内容的全面覆盖^[2]。猿题库以大数据为依托，为学生智能组题出题，它可以实时提供做题报告，将报告以图形化的方式呈现，还可以做学情统计和排名，使学生和教师对于学习情况做到一目了然。猿题库的学生端可以实现个性化出题，还有随身错题本、草稿页功能，使学生做题更加方便。教师端支持教师用手机为学生布置作业，当学生完成作业之后，教师可以实时获取学生做题时的各项数据，还可以获得班级整体的练习情况分析数据，从而帮助教师了解学生对于知识点的掌握情况以及在该阶段的学习情况，以便更好地提高教学效率。

猿题库以大数据为依托，可以做到个性化的出题。猿题库教师版的一大亮点是可以实现“一对一出题”。教师选择一对一出题模式的时候，只需要指定出题的范围和题目的数量，系统就会根据每个学生对于当前知识点的掌握情况来生成个性化的作业，每个学生的作业都是不一样的

^[3]。利用猿题库不仅能够做课后练习，还可以开展个性化网络辅导，它也可以加入到翻转课堂，以此来提升教学效果。

（二）分级阅读案例分析

1.分级阅读涵义

分级阅读通过测试学生的阅读水平，为学生匹配符合他们阅读能力的拓展资料，它用到的人工智能技术有自然语言处理、数据挖掘等。它可以提升学生的阅读兴趣以及阅读能力，可以为教师节省大量的收集和推荐阅读材料的工作时间。

2.培养儿童阅读的意义

阅读是人类社会上的一种重要的，且十分独特的活动^[4]。在信息化时代，阅读已成为学生探索世界，主动思考，培养兴趣的重要方式。但是在我国，阅读教育的现状不容乐观。根据2015年PISA的国际学生的评估项目，其结果显示，我国学生的阅读在测试中仅排到了全球第27名^[5]。有研究表明，如果一个孩子七岁之前能够学会阅读，那么他就相当于掌握了一项很重要的技能。儿童时期是培养阅读兴趣和阅读习惯的一个关键时期。第六版《儿童与家庭阅读报告》显示，处于6-17岁年龄段的儿童，如果年龄越小，那么可以坚持每周5-7天阅读频率的人数就越多，而且6-11岁儿童的阅读动机、阅读积极性相较于11-17岁儿童的更高。所以要更加重视对于低年龄段儿童的阅读兴趣及阅读习惯的培养^[6]。

3.分级阅读已有案例分析

随着数字阅读的兴起与发展，针对儿童数字阅读类的应用软件层出不穷，种类日渐丰富^[7]。分级阅读起源于西方，在20世纪20年代，许多个发达国家基于科学分析少年儿童的生理和心理发展，形成了多种分级阅读的体系^[8]。普遍使用分级阅读进行教学的英美国家，他们经过大量的实践证明，分级阅读可以有效提高至少1.5倍的阅读效率，而且可以激发学生的阅读动机，培养学生的阅读兴趣。随着人工智能、大数据等前沿技术的不断发展，注重智慧教育的教育信息化2.0时代已经来临，分级阅读教学越来越被大众所熟知，并快速发展。以考拉阅读为代表的分级阅读软件也进入了人们的视野，助力学生阅读能力以及核心素养的培养。

考拉阅读依托人工智能、深度学习、自适应测试以及大数据挖掘等前沿技术，打造国内首套量化的中文分级阅读标准，主要针对小学生，能够匹配读者阅读的能力和文本的难度，帮助教师、家长为学生选择适合的读物。主要分为学生端、教师端、家长端以及学校端。

学生端依靠ER Framework的个性化阅读平台，可以通过对孩子阅读能力的测评实现对其阅读能力的精准定位，为孩子提供阅读内容，通过任务化、游戏化、勋章激励机制来帮助学生培养阅读习惯。教师端可以辅助教师为学生布置个性化的阅读作业，有多种作业类型供教师挑选，教师可以对学生的作业完成情况进行实时的监督，也可以随时查看班级的阅读数据。家长端可以实时接收到教师发送的通知，对于孩子的阅读进度也可以随时掌握。学校端主要对教师进行管理。

该应用的主要功能有：（1）阅读能力的测评，考拉阅读内置了享阅中文阅读标准的阅读能力检测系统，从字、词、句、段、篇五个维度对学生阅读能力进行评价。（2）智能阅读推荐，考拉阅读覆盖全年级的分级书库，它的类型广泛，支持线上和线下两种阅读方式。智能地推荐匹配书目，科学指导学生选择自己真正喜欢的书籍，培养学生的阅读兴趣。（3）书后的检测习题。在学生完成阅读之后，系统从五个维度对学生的阅读效果进行测试并实时记录结果。（4）阅读分析报告，考拉阅读可以将学生阅读的各方面的情况生成报告，从各个维度对数据进行统计分析，帮助教师进行教学。（5）针对性训练系统，它可以针对学生阅读的短板进行提升训练，根据学生能力的变化随时调整训练题目，实现自适应的阅读培养。

虽然我国已有相应的分级阅读产品上市，但还未被很好的利用，很多小学教师还不知道什么是分级阅读。我国在引入分级阅读时，要重视教师分级阅读专业指导能力的提升，教师在应用现代信息技术的同时，也要认识到技术只是辅助，真正重要的是教师的指导和分析^[9]。同时，不仅需要教师的指导，家长的陪伴也十分重要。

三、智能教育的发展趋势

人工智能在教育中的应用主要有以下特征：智能化、个性化、自动化、多元化、协同化。它应当以人机共存的“教”与“学”为其典型的特征。人工智能在教育领域的应用，实现了跨学科、跨领域、跨媒体的融合创新。人工智能与教育二者相辅相成，共同发展^[10]。人工智能技术与教学内容、教学模式、教学媒体等的多层次融合，打破了传统的教育方式的限制，实现了每个人都可以学习，随时随地都能够进行学习的学习型社会的建设。但在推进智能教育应用的过程中，还有很多具体问题亟待解决。如，人工智能在促进教育公平的同时，是否也会增大数字鸿沟；未来的教师、学生、研究者、教育管理者、决策者应当如何应对人工智能带来的诸多变革等。在智能时代，除了培养学生的创新能力，沟通能力和终身学习的能力之外，也不能放弃对其基本技能，如阅读、写作能力的培养，以此来提高原住民的数字生存能力

^[11]。教育应当积极主动地调整自身发展，借助现有技术的优势，提高教学效果，培养国家所需要的创新型人才。

参考文献：

[1] 万士杰.基于“猿题库”的初中生物个性化辅导的实践与策略[J].教育信息技术,201 6(05):30-32.

[2] 李琨航,赵卓.高中生物作业与猿题库结合的优势分析[J].现代交际,2019(06):209-2 10.

[3] 猿题库今天发布“猿题库老师版”. http://www.cyzone.cn/a/20150518/275014.html.

[4] 莫雷，王瑞明，冷英.文本阅读双加工理论与实验证据[J].心理学报,2012,44(5):56 9-584.

[5] 赵梓淳,任易,高华健.人工智能+分级阅读教育信息化2.0时代的阅读教育——全国少儿中文分级阅读教育的探究与应用[J].中小学信息技术教育,2018(11):88-90.

[6] 儿童与家庭阅读报告（第六版）[EB/OL].http://www.199it.com /archives/60569 8.html,2017.

[7] 李海霞,王冬青,李庆超,等.“互联网+”环境下儿童数字阅读类APP模型建构[J].中国教育信息化,2018(15):77-81.

[8] 孙南南.美国分级阅读教育及其中国可适性分析[J].教学与管理,2012(15):159-160.

[9] 刘伟红. AR测试在英美中小学教育中的应用、争论及启示[J].山东师范大学学报(人文社会科学版),2018,63(04):104-112.

[10] 梁迎丽,刘陈.人工智能教育应用的现状分析、典型特征与发展趋势[J].中国电化教育,2018(03):24-30.

[11] 刘德建,杜静,姜男,等.人工智能融入学校教育的发展趋势[J].开放教育研究,2018, 24(04):33-42.