數字技術驅動課堂變革 AI與大數據讓教育“黑匣子”變透明

4月12日，科技日報記者在天津市和平區萬全道小學隨處可見一個1.5米高、白黑相間的智能漂流書柜。它窩在教室角落，也置放在走廊拐角，觸手可及。學生隨手刷卡即可完成自助借閱，也留下了一條條“閱讀數據”。據介紹，目前和平區44所中小學及幼兒園里都有智能漂流書柜，通過分析學生的借閱行為數據，有學校發現一本野外生存的圖書長期“霸榜”，就此開設荒野求生課程，植入生物、物理等多學科知識，還組織了書友會，大受學生好評。

這正是天津和平區用教育大數據探索精準教學、科學育人的一個縮影。9.98平方公里的天津和平區里，學校星羅棋布，也架在云端的大數據洪流里，課堂互動數據、作業數據、學業測評數據、行動軌跡數據、圖書借閱數據、校園活動數據等匯聚和平教育云數據中心，既用于過程測量、學情分析、教研提升，也用于更個性化、科學化的校園管理服務。

天津市和平區教育局黨委書記、局長明建平表示，教育信息化已成為教育變革的內生動力，能夠帶來學習的革命、學生流程的重組以及整個教育生態的變革。

數字技術驅動課堂變革 實現“千人千面”高效教學

“通過傳授知識讓孩子們考一個好學校，這是淺層次的教育。而真正的教育需要大智慧，教育的最終目的是為了啟迪學生的智慧，需要用智慧的手段和路徑來教育學生。”明建平如是說。

2017年，天津市和平區教育局攜手騰訊教育推進“和平智慧校園”、和平智聯校園建設，伴隨著和平教育云數據中心建立，課堂教學助手、學業數據分析、教研數據分析等具體應用場景也應運而生。

天津市和平區教師發展中心教育信息化部主任盧冬梅介紹說，目前，和平全區各學校已實現課堂互動數據、作業及課堂測試等數據、階段性考試、校際聯考等數據的實時收集，并通過和平區學業數據分析系統做關聯分析，為學生學業成長、教師專業水平提升提供支撐。

通過前期的預習作業、課堂互動、課后作業的數據，老師可以拿到每個學生知識掌握情況的清晰畫像，每位學生也能得到伴隨式“錯題本”。老師根據數據的反饋與分析，及時調整教學內容，學生則根據錯題本精準練習，教學因此更加精準高效。在和平區的匯文中學、岳陽道小學等，都流行著針對大數據發現知識難點的“知識膠囊”，即老師錄制的2分鐘知識點講解視頻，輕便、高效地查漏補缺。、

值得一提的是，教學相關的大數據也被賦能于老師的專業成長，通過對教學數據的長期跟蹤挖掘，每位老師能了解學生在各時間段里對知識點的掌握情況，也能借此衡量自身教學水平的變化，促進教師的長期專業發展。

此外，在盧冬梅眼中，教學大數據還有一層不能忽視的價值——家校溝通。家長通過教學大數據可以看到，自己的孩子每一個知識點在全班處于怎樣的水平，哪個地方是短板，哪個地方是長板。“我們知道家長都非常焦慮，焦慮到不讓孩子上補習班都有負罪感。所以孩子就很辛苦，白天學的東西跟周末學的東西有很多是重疊的，也沒有什么必要性。”盧冬梅說，“現在我們哪怕只做到一點點，最起碼讓家長知道我逼他上這個沒有必要的，幫他省點錢、省點時間，孩子幸福感也會提高一點點。”

在AI+大數據等信息技術的賦能下，教學的過程測量貫穿于學生的整個成長體系，形成了一個教學的良性系統性閉環。“教育信息化會帶來學習的革命、教學流程的重組以及整個教育生態的變革。”明建平說。

大數據賦能教育新生態 打造有溫度的智慧化管理

天津和平區通過暢活數據流量，激發數據價值，探索科學育人。

“教育工作者一些時候容易流于自負，我們想提供給孩子的和孩子們想要去了解的可能彼此之間并能契合，但通過數據分析可以實現深度的契合。”盧冬梅介紹說，“以前學校開發素質拓展課程時，基于學校能開發什么就開發什么。現在則會基于數據，學生需要什么，我們再去找相關資源做什么。”

這背后是一個邏輯的扭轉。“以往我們要把業務數據化，如今則是把數據業務化。”她強調。

以班級圈為例。班級圈是騰訊教育打通微信的獨有功能，家長通過“班級圈”，可以隨時了解孩子的日常生活和學習狀態，同時它也能變成每個班的bbs。在和平區，這么一個小小的班級圈每天卻承載著數以百萬計的數據量級。天津市第十九中學信息主任胡嘉介紹，該校部分老師會在班級圈展示學生和任課老師一起創作的學科知識圖譜，讓家長看到孩子除成績外更多元的成長。而萬全小學則通過分析班級圈家長關注瀏覽與互動的數據，了解到家長更為關切的內容，在教育議事會、家委會層面更多聚焦大數據洞察相關內容，提升校園開放治理水平。

在這個過程中，天津和平教育局和騰訊教育只在做一件事——降低數據使用門檻，讓每個老師和管理者都能有所啟發，真正激發中小學辦學活力。

盧冬梅曾經在某學校的學生軌跡數據中發現，一個成績中等的學生卻有著全年級最為活躍的軌跡數據，每天他都有大量和外班學生的“交互”行為。通過和班主任的溝通，他們也為這條數據尋找到了一條使用路徑——在下一屆學生會主席選舉時，會鼓勵這位同學參選，進一步激發他的溝通協作能力。

和平區不少學校存在校園面積小、學生人數多、學校空間嚴重不足的問題。和平區教育局基于采集到的學生行動軌跡數據，通過騰訊LBS數字技術，繪制了時空路徑圖、學校熱力圖、人員行動軌跡圖等，分析了學?？臻g利用的主要問題，并提出了如何利用閑置區域，增加空間利用率，緩解人員密集時段的疏解壓力的多個建議，為學校調整功能布局提供了依據。

在這個持續研究教育大數據的過程中，互聯網科技的力量一路同行。“和平的老師給我們帶來的是最一線的信息需求以及對教育教學的深度理解，我們要做的就是用互聯網科技幫他們把理想變成現實。”騰訊智慧教育總經理潘鴻雁說。

經過多年發展，騰訊智慧教育逐漸形成了一套完整的架構矩陣，在去年推出了融合大數據+AI概念的教育智腦，一方面用教育大數據的處理方式，將環境數據和教學數據融合起來，分析學習成績變化的根本原因，另一方面把智腦的發育也當成一個人腦發育的過程，解決各個信息化系統的指導問題，要告訴系統解決使用者出現的個性化問題。

行業人士評價，雙方“教學為場、應用為基、數據為王”的教育信息化探索之路，是教育、科技及互聯網深度融合的成果，這種融合將加速推進智慧化教育的創新。

“先有教育的訴求，才會有智慧教育的應用場景。先有教育的愿景，才會有信息技術的深度應用。”盧冬梅說，“技術給了教育溫度和力量。”教育是一個黑匣子，到底怎么產生作用大家都不知道。但數字化的技術，正在把這個黑匣子一點點地透明化。(陳曦)