“双减”背景下基于自适应学习系统的学情诊断与教学策略

【摘要】“双减”政策背景下，本文介绍了自适应学习系统智慧课堂学情诊断的基本概念和思路，基于自适应学习系统动力模型（Adaptive Learning System Dynamic Model，ALSDM）定制开发系统，就认知诊断模型对学习者学习效果测量提出五个诊断评价指标，提出自适应学习智慧课堂的学情诊断与教学应用策略。

【关键词】自适应学习系统学情诊断教学策略

“双减”政策下，学生作业负担和课外机构负担变轻后，怎么让学习成效不变或甚至变得更好，如何让教学提质增效成了政策落地的关键。而课堂教学的提质，绕不开学情诊断而使教学精准问题;课后延时服务的作业辅导要增效，显然也是绕不开学情诊断而使作业增强适应性的个性化。本文基于笔者主持的自适应学习系统的学情诊断与教学策略的几年来课题研究与实践，拟就基于自适应学习系统环境下学情诊断与教学策略作阐述，为当前“双减”落地提供思路。

一、“双减”形势下的自适应学习智慧课堂的学情诊断

自适应学习系统是从学习者的角度出发，以人工智能技术为支持，依据学习者的学习需求，模拟学习者的学习认知状态和教学者的教学专家视阈，系统掌握相关领域的知识、授导策略和方法，利用教学方法和学科知识动态地调整学习内容，为学习者提供个性化的学习方案，方便精准施教和学习。学情诊断是施教者或他人为了完善课堂教学，更好地促进学校师生共同体的发展进步，通过“内省”和“外馈”对教学的“诊视”与“判断”，找出存在的问题，提出改进的意见和措施，总结经验，不断完成自主提升。

“双减”实施过程中，课后延时服务一方面是培养学生兴趣爱好，另一方面还是开展作业答疑类的原先课外机构部分功能补充。为提高延时服务水平，增强延时服务的吸引力，把作业的功能发挥最大化，通过自适应学习系统辅助工具，运用系统平台对数据的收集、处理、分析、决策，基于数据模型已建立的规则，由系统平台自动提取数据特征、挖掘学生模式，提供智能化的“外馈”决策服务。自适应学习系统通过分类、聚类、关键词提取等过程处理收集的数据，挖掘数据的潜在价值，解析复杂数据的相关关系，建立学习者特征模型，再根据学习者数据特征与数据库特征的相似度匹配自动生成个性化决策方案，为教与学提供自适应性的服务。自适应学习系统的“助力”就是减负不减质的重要路径选项之一。

二、“双减”形势下的自适应学习智慧课堂学情诊断指标

自适应学习系统在“双减”形势下，自适应学习智慧课堂学情诊断指标指引，可以更好地发挥其辅助工具作用。课题组与自适应学习系统开发的相关公司合作，定制开发基于自适应学习系统动力模型（Adaptive Learning System Dynamic Model，ALSDM）平台系统，其主要功能体系由领域模型、学习者模型、认知诊断模型和自适应模型构成。认知诊断是关键环节之一，为更加精准地对学习效果进行度量，更好地为学习者推送适切的学习路径和资源，笔者认为对学习者学习效果测量要坚持五个诊断评价指标：目的性、问题性、创新性、主体性、发展性。各项指标的评价内容如下：

1）目的性的诊断内容

①体验性学习目标与认知目标的统一

体验关注的是让学生感受知识的产生过程，体验的目的是为学生更好地认知，认知是体验的表达和理解。自适应学习系统学习历程的记录，分析学生感知活动的参与度，以及体认的深度。特别要注意的是实践活动类的学习容易忽视认知目标，课堂内的学习容易忽视体验性目标。

②学习方法与学科核心内容和学科素养的统一

学科核心内容和学科素养是学科课堂学习活动的灵魂，学习方法是获取学科核心内容和学科素养的手段。学习学习方法是为了更好地获取学科知识、提高能力和素养。自适应学习系统对学生学习方法的指标体系必须要重视。

③操作能力与思维能力的统一

不管是接受性学习还是研究性学习，学生的思维活动是否积极主动是步入深度学习从而影响学习效益高低的关键因素。操作不同于操作能力，操作能力的形成是以操作为载体，思维为核心。

④课程理念、教学理念与教学方法、手段的统一

教学理念是为了实现课程理念教师的思考和行为，比如以学为中心，突出学习的主体。把教学的理念和主张融入教学的全过程。不要过分追求教学技巧、形式、媒体手段而忽视课程学习的主题。

⑤过程与结果的统一

自适应学习系统下的智慧课堂学习既要注重学习过程也要注重学习结果，重视学习性的评价也要重视学习的结果评价。学习过程是为学习结果、实现教学目标、提升核心素养服务的。

2）问题性的诊断内容

①通过教学素材或课题创设问题情景的科学性诊断;

②通过教学素材或课题创设问题情景的启发性诊断;

③通过学生发现问题、提出问题的合理性和积极性诊断;

④通过学生解决问题方法的可行性诊断。

3）创新性的诊断内容

①教师参与、组织、指导和促进探究过程中的创新;

②学生对问题的假设过程中想象、猜想的思维广度和深度;

③学生对问题解决方法和方案设计过程中求异、求新思维的深度和广度;

④教师和学生在探究问题过程中的生成性。

4）主体性的诊断内容

①探究活动过程中学生全员、全程参与的整体性;

②学生参与所有的研究活动的主动性;

③学生参与求证过程的深度和广度;

④教师的参与、组织、指导和促进的作用。

5）发展性的诊断内容

①教师和学生对学习结果的评价;

②教师和学生对问题或课题进行深入研究的延续性;

③学习方法、思维方式的迁移。

三、“双减”形势下的自适应学习智慧课堂的学情诊断与教学应用策略

教师生成自己的新的教学常规和教学经验证据，并在实施过程中不断调适、优化的教学总体方案，它包括科学组织各种材料、媒体，合理运用各种手段方法，确定师生行为程序和组织结构等内容。

教师在教学中通过课标研读、内容重整、资源运用、以往证据分析等几个环节，形成循证诊断链;通过问题情境、导学单抛出问题、课堂生成问题、拓学单延伸问题、反思改进问题、同化顺应等几个环节，形成问题导学链。例如闽教2020版《分支结构》这一课的教学，在循证诊断链准备中，先认真研读义务教育信息科技课程标准（2022年版）及《综合实践指导纲要》，特别是其中关于信息技术主题建议中有关“走进程序世界”部分的论述。接着，把各地多个版本的有关分支结构的教材通读，重整教学材料，分析得出“本部分教学内容是顺序语句之后，循环语句之前，承上启下的部分内容”的结论。第三个循证是通过网络平台，进行学生对相关前概念、预备知识的基本情况，在上节课的结课前10-15分钟，让学习者运用自适应学习系统进行预学单的学习，预学单主是提供本部分内容学习的建议和关键知识技能脉络，并完成少量的巩固练习成为教学诊断的第四个循证来源。第五个循证是教学者过往其它班级的教学经验、专家指导意见和同行建议以及各种场合的交流学习。最后的循证是课前1-2分钟通过交互游戏循证和师生交流聊天循证。教学过程中，学习者对关系运算中“==”与“=”等的学习存在障碍，也就是说对IF语句的条件表达会是他们的难点，这就成为教学者要突破的问题，是问题导学链重要的“问题源”。再分三个层次用IF语句设计程序，各组的学习者按自己的水平选择相应的层次去完成。然后推出拓学单问题，除了上面的RAND函数问题外，出现要用多个IF语句比较大小，自然地过渡到循环语句的学习。学习者自主地整理本节课的学习内容，思考如何学会IF语句的其中的这些部分内容的，这些学习的方法能够迁移到哪些内容的学习中。教学中的循证诊断链，积累了很多一手的数据材料，使得以学定教、精准施教、少教多学容易落地，学习者既可以看到自己的学习长短，还需努力的方向，老师也可以很明确地知道教学效果情况，从可视化的图上可以看出教学班级整体效果和学生的个体效果。问题导学链使得课程的核心素养在学生身上能体现，通过不断的师生交流、互相追问，辨析思维指向与高阶思维发生，学习者的思维得到发展，学习者在课堂中的师生交流互动中解决了“=”与“==”的正确运用，相信他们一辈子也难忘。当然，从实践层面来看，在循证诊断链，要让学习者及早介入，学问学问，要学要问，要让我们的课堂成为学习者真正学的是他们想学的“需要”，问的是他们真正要问的“问题”。让他们真正地全过程地参与到教学中来。

笔者主持的课题组经过多学科、多轮回的实践摸索，总结提炼出理想的自适应学习智慧课堂的学情诊断与教学应用策略：

（1）教师的活动

1）课前环节

①循证诊断：通过自适应智慧课堂信息化平台提供的学生预学作业自适应题库完成情况分析，精确地掌握来自学生的第一手学情资料，初步确定本节课的教学目标和策略。

②推送资源：综合分析学情，锁定教学目标，推送给学生多媒体预学内容，可以是微课、课件、音频、图片、文本、视频等，同时推送预学后的检测内容。

③见机点拨：针对预学中的问题，学生在自适应学习系统的论坛或平台上讨论时，适当点拨，起到“导游”作用。

④教学设计：依据学科核心素养和大单元目标要求，结合学情分析结果、教学目标、教学内容，以及学生预习检测统计分析和讨论的情况，优化教学设计方案。

2）课中环节

①情境导入：采取多种方法导入新课内容，主要通过预学反馈、课前聊天、游戏启趣、测评练习和创设生活情景等方式导人新课，提示或精讲预习中循证存在的问题。

②互动展演：围绕新课导入组织学生展演预学，捕捉学生在预习中理解不透的知识或价值取向偏差，在师生、生生互动中逐步解决，同时培养学生解决问题的能力。

③任务群下达：依据教学目标设计评价标准或要求，下达新的学习探究任务群和成果达标要求，并下达任务完成后的随堂检测，推送给学生终端。

④引导协作：以分组合作探究、游戏学习等方式设计活动，组织或指导学生互动讨论，提交成果并展示。

⑤随堂检测：完成课题导入或其它子任务群后，及时检测诊断，实时反馈。

⑥精讲与点评：基于数据分析，辨析疑难点，补讲薄弱点，精讲着重点，通过多样化的互动交流解决学生在新任务中遇到的问题。

⑦巩固提升：布置分层作业和任务，引导学生运用巩固新知并反思学法，生成并展示相关概念图，拓展提升，深度学习。

3）课后环节

①个性化推送：针对每个学生学情发布个性化的课后作业，推送学习资源。

②批改作业：批改主观题，录制讲解或辅导微课，推送给学生，发现学生掌握的弱项，反观教学中存在的改进之处，在此基础上进行总结性评价。

③互动反思：回顾课堂教学的活动过程，反思对问题链解决中引导环节的得失，关注学生在平台或论坛上发布感想与疑问，形成教学辅助概念图，完成教后反思。

（2）学生的活动

1）课前环节

①预学找疑：学生预习教师推送的多媒体材料，联系之前学过的类似内容（前概念），回想当时是如何学会的，完成和提交预学习题，记录在预习过程中遇到的疑问。

②研讨体悟：针对预学中的疑问，查找相关学习资讯，参加在论坛或平台上进行相关研讨，动手实践分析，提出疑问或见解。

2）课中环节

①展现与分享：展现课前自学成果，围绕新课导入进行演讲展示、分享观点，把预学中疑点或盲点抛出，积极参与课堂交流。

②合作探究：参与协作学习，合作探究、游戏等活动，提交小组协作后的成果并展示。

③完成检测：完成随堂测验练习并及时提交，关注反馈信息，了解自身短板。

④认真听讲：针对自身的难点、疑点、盲点，解难、除疑、消错，参与问题辨析，在互动中解决问题。

⑤消化内化：完成弹性分层作业和任务，对所学习的新内容进行运用巩固，实践体验，结构化地整理所学，整理错题集。

3）课后环节

①个性化学习：完成老师布置的个性化的课后作业，运用学习资源补缺补漏纠错。

②混合学习：观看老师推送的录制讲解或辅导微课，思考学习中遇到的典型问题或其他同学提出的疑问形成问题串，根据掌握情况自评问题解决情况，对应的学习效果就可以分析出来了。

③总结反思：反思学习中思维、逻辑、识记、合作角色、价值判断、知识建构等方面存在问题，把学习中的相关概念要点回顾，以思维导图等形式努力生成相应的概念图，思考可以给老师提出的教学意见建议。

参考文献：

[1]王文静.创新的教育研究范式：基于设计的研究[M].上海：华东师范大学出版社，2011.25

[2]张浩，吴秀娟.深度学习的内涵及认知理论基础探析[J].中国电化教育，2012（10）：8-9.