智能教育在個性化教學(xué)中實踐

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摘要：闡述智能教育平臺提供的預(yù)習(xí)知識點個性化推薦機(jī)制改變了學(xué)生傳統(tǒng)的方式，探討因材施教理念轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實，智能教育中知識點的個性化教學(xué)實踐。

關(guān)鍵詞：智能教育；知識點轉(zhuǎn)化，個性化教學(xué)。

0引言

國外研究者提出個性化推薦主要研究兩個問題：（1）如何根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)風(fēng)格、認(rèn)知風(fēng)格為其獲取學(xué)習(xí)資源，（2）如何為學(xué)習(xí)者展示學(xué)習(xí)內(nèi)容[1]。淘寶首頁的個性化推薦機(jī)制，就是以上述兩個問題為基礎(chǔ)，按照用戶的近期購買物品種類、消費水平、個人風(fēng)格偏好等進(jìn)行物品的推薦。但這種機(jī)制并不適用于智能教育的知識點個性化推薦，原因有兩點：（1）無法對學(xué)生當(dāng)前的認(rèn)知結(jié)構(gòu)進(jìn)行診斷。（2）基于行為數(shù)據(jù)推算的精確度不高，有時候?qū)W生的潛在能力和實際表現(xiàn)出的能力有所差別。袁路妍老師提出個性化學(xué)習(xí)資源的推薦主要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)偏好、知識水平等來進(jìn)行相應(yīng)的推薦[2]。因此我們將智能教育中的“預(yù)習(xí)知識點個性化推薦”定義為：在人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)，認(rèn)知診斷模式的基礎(chǔ)上，首先利用在線學(xué)習(xí)平臺上的大量學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，其次認(rèn)知診斷機(jī)制實現(xiàn)學(xué)生內(nèi)部知識結(jié)構(gòu)的認(rèn)知診斷,最后進(jìn)行個性化學(xué)習(xí)資源的推送。這樣的定義不僅給出了智能教育中知識點形成的基礎(chǔ)條件，也給出了進(jìn)行知識點個性化推薦的主要步驟，是較為完整的定義。

1傳統(tǒng)預(yù)習(xí)方式及其弊端

隨著課標(biāo)的改革、智能教育的發(fā)展，傳統(tǒng)的預(yù)習(xí)方式所帶來的弊端越來越明顯。（1）浪費教師安排內(nèi)容的時間。新的教育形勢促使著學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力大，教師的教學(xué)任務(wù)重。教師每天的工作除了上課還有開會、批改作業(yè)、備課、學(xué)習(xí)新知等。這些繁重的任務(wù)之外還要安排學(xué)生預(yù)習(xí)內(nèi)容，這樣無疑不是浪費教師大量的時間。（2）形式單一內(nèi)容枯燥。據(jù)調(diào)查顯示，傳統(tǒng)的預(yù)習(xí)方式可分為三類：①熟讀課本后看課后習(xí)題；②參考書前的課后題；③教師帶領(lǐng)大家并布置習(xí)題。單一的形式和枯燥的內(nèi)容，容易抹殺學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、降低學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，產(chǎn)生叛逆心理，不利于知識的學(xué)習(xí)。（3）優(yōu)等生、差等生差異明顯。在傳統(tǒng)預(yù)習(xí)知識的安排中，教師安排的教學(xué)內(nèi)容具有統(tǒng)一性，所有的學(xué)生都需要做一樣的題。不同認(rèn)知層次和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的學(xué)生想達(dá)到目標(biāo)的難易程度就會有明顯的差異。對于優(yōu)等生來說小菜一碟，對基礎(chǔ)相對較差的學(xué)生來說就比較吃力，容易放棄。再加上還要靠學(xué)生的自覺性和家長的配合，這就導(dǎo)致相當(dāng)一部分學(xué)生不能按時完成教師布置的內(nèi)容。優(yōu)等生和成績較差的學(xué)生之間的差異越來越明顯,鴻溝越來越大。

2知識點個性化推薦機(jī)制

一次完整的個性化推薦，以系統(tǒng)中的頁面展示開始，也以頁面展示結(jié)束，在這個過程中需要經(jīng)過一系列復(fù)雜的計算，才能完成個性化的推薦。智能教育帶來的知識點個性化推薦主要是基于收集習(xí)題作答數(shù)據(jù)、認(rèn)知診斷、個性化推薦這三個主要步驟再加上學(xué)習(xí)資源庫、知識庫、個性化推送策略庫，并結(jié)合認(rèn)知診斷引擎、個性化推送引擎建構(gòu)起了一個基本的框架。軟件運(yùn)行。為使大家能夠更加清楚明確的理解智能教育中個性化知識點的推薦機(jī)制和運(yùn)行規(guī)律，本文以“提分視頻”軟件中，小學(xué)“三年級分?jǐn)?shù)的簡單加減法”這一節(jié)為例，進(jìn)行詳細(xì)的介紹。知識點個性化推薦推薦的知識點以知識點類型為中心，形式多樣化。富含寬闊的學(xué)習(xí)資源庫，以收集作答數(shù)據(jù)開始。登錄軟件后能夠選擇科目、年級、章數(shù)、節(jié)數(shù)。筆者登錄后選擇了小學(xué)三年級數(shù)學(xué)科目的“分?jǐn)?shù)的簡單加減法”這一節(jié)進(jìn)行（如果以往的、看視頻、課后做題都在這個軟件上，軟件就忽略第一步，按照你以往的做題成功率、題型偏好進(jìn)行內(nèi)部認(rèn)知診斷后直接進(jìn)行第二步）。第一步：軟件中先給出了上一節(jié)有關(guān)分?jǐn)?shù)的認(rèn)識的8個選擇題1個連線題，以驗證學(xué)習(xí)者是否掌握了上一節(jié)的知識。如果回答正確率達(dá)到了80%，就可以進(jìn)行這一節(jié)知識的正式。第二步進(jìn)入到正式，首先給出一個本節(jié)內(nèi)容知識點講解的微視頻大概8min，觀看完以后需要作答相關(guān)的題目一共10道。（這10道題不是隨機(jī)給出的是按照不同知識點、你平時答題所反映的認(rèn)知基礎(chǔ)等因素綜合形成的不同難易程度的習(xí)題）根據(jù)完成答案的正確率獎勵數(shù)量不同的小金豆（小金豆可在首頁商品城兌換商品或課程代金券），獎勵機(jī)制有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加自信。點擊做錯的題目時，可出現(xiàn)正確答案和相應(yīng)知識點導(dǎo)學(xué)視頻，看完視頻后從學(xué)習(xí)資源庫中抽取該知識點的試題，直到所有知識點正確完成為止。模型建立。知識點個性化推薦研究的核心就是學(xué)習(xí)者和學(xué)科知識點這兩部分內(nèi)容，因此必須從這兩部分入手分別建立學(xué)習(xí)者模型和建立知識點關(guān)系模型。（1）建立學(xué)習(xí)者模型。知識點個性化推薦的重中之重就是“個性化”，而研究學(xué)習(xí)者才是實現(xiàn)“個性化”的唯一途徑，因此建立學(xué)習(xí)者模型是必不可少的步驟。學(xué)習(xí)者模型主要是為了記錄和描述學(xué)習(xí)過程，例如學(xué)習(xí)時間記錄、學(xué)習(xí)風(fēng)格偏好、知識點的掌握、學(xué)習(xí)總體進(jìn)度等等。學(xué)習(xí)者模型可分為與知識相關(guān)的和非知識結(jié)構(gòu)部分兩部分，第一部分主要用于記錄學(xué)習(xí)過程，第二部分用來體現(xiàn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動機(jī)、學(xué)習(xí)策略、學(xué)習(xí)偏好等指標(biāo)。（2）建立知識點關(guān)系模型。建立知識點的關(guān)系模型是知識個性化推薦的一個重要研究內(nèi)容。各個知識點之間不是獨立存在的，而是以網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形式相互聯(lián)系的。知識網(wǎng)中一個知識點往往與很多其他知識點相聯(lián)系，往往是前后關(guān)系、因果關(guān)系等。因此必須建立知識點關(guān)系模型方便梳理和調(diào)配知識點。圖1為知識點關(guān)系模型圖。（3）知識點個性化推薦相應(yīng)庫介紹。實現(xiàn)知識點個性化推送必須要有三個庫：學(xué)習(xí)資源庫、知識庫和個性化推送庫。①知識庫。知識庫的建立是知識點個性化推送的核心，在個性化推送中有著極其重要的作用，也是進(jìn)行認(rèn)知診斷、選擇個性化推送策略進(jìn)行個性化推送的基礎(chǔ)。知識庫按照知識關(guān)系的維度劃分可分為知識點、知識組塊、知識群組。知識點是指與學(xué)科內(nèi)容相關(guān)的知識的性質(zhì)、定理以及解決問題的技巧等。知識點之間也會存在前后因果關(guān)系等。理論上來講知識粒度越小，進(jìn)行認(rèn)知診斷、選擇個性化推送策略的精確度也就越高，但是知識粒度的細(xì)分勢必會造成知識庫的龐大所帶的系統(tǒng)維修成本以及運(yùn)營成本和難度也是非常大的。知識組塊是由知識點組合而成的，通常指題中涉及的所有知識點的組合。但是僅有一個知識點的題目也可稱之為知識組塊。知識組塊之間也像是知識點一樣，存在著前因后果的關(guān)系，這也是對知識組塊進(jìn)行個性化推送的依據(jù)。知識群組是由不同的知識組塊構(gòu)成的，通常用于構(gòu)成一套試卷。它是由不同知識組塊按照教材內(nèi)容的先后順序構(gòu)成。②個性化推送策略庫。基于認(rèn)知診斷的個性化推送和基于大數(shù)據(jù)的推送有著很大的不同。推送更加有針對性更加精確。③學(xué)習(xí)資源庫。學(xué)習(xí)資源庫實際上是一個中轉(zhuǎn)站，里面存儲著需要診斷的試題和進(jìn)行個性化推送的學(xué)習(xí)資源包括視頻、文字、圖片等。知識的個性化推送中為實現(xiàn)認(rèn)知診斷和知識的個性化推送，需要對學(xué)習(xí)資源庫中的資源進(jìn)行分類標(biāo)識，方便于資源的提取。

3結(jié)語

智能教育中知識點個性化推薦能夠根據(jù)學(xué)生的不同認(rèn)知差異，實時記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，根據(jù)學(xué)習(xí)的反饋提供個性化的推送方案，從而針對不同學(xué)生的認(rèn)知情況提供不同的知識，從而真正實現(xiàn)因材施教。預(yù)習(xí)知識點個性化推薦機(jī)制的系統(tǒng)是一個龐大又復(fù)雜的系統(tǒng)。

作者:牛雯慧 單位:西北師范大學(xué)教育技術(shù)學(xué)院