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基于人工智能的“ 学教评”一体化的实践研究

——以初二物理《力与运动》为例

王品之
  
墨轩媒体号
2025年26期
苏州工业园区星浦实验中学 江苏苏州 215000

摘要:“双减”背景下,提高学生课堂效率和作业质量成为教师们首要思考的问题。教师利用 50+ 智慧教育平台——易加分析,从知识点、能力点、素养点三个方面对学生情况进行分析,为教师教师提供及时、准确、科学的数据,为精准再备课提供方向,学生“错题本”,为学生自主学习指明方向。易加分析帮助教师及时精准了解学生情况,为教师“教什么”、“会什么”、“学什么”、“怎么教”、“怎么学”指明方向,为“学教评”一体化提供实践助力。

关键词:人工智能;初中物理;学教评一体化;实践研究

引言

目前,教育领域正面临从以教师为主体的传统教学向以学生为中心的素养提升教学进行转型的关键阶段,传统“教、学、评”割裂的弊端日益凸显。人工智能技术为破解这一困境提供了新的方法论,其数据驱动和智能分析特性能够有效打通教学闭环。本研究基于智能算法与教育场景的深度耦合,系统论证“学教评”一体化的可行性框架,旨在推动教育质量从经验依赖向科学决策的范式跃迁。

1、背景

2021 年7 月中共中央和国务院办公厅的“双减”政策的出台,2022 年初中物理课程标准对作业的要求:以阶段性学业要求和学业质量标准为依据,设计层次分明、类型多样的作业,合理调控作业量,避免机械训练、简单重复,切实减轻课业负担。这就要求教师研究作业、提供有效评价、及时发现学生的学习情况并有效反馈,进行重点再练以及有效提高。

2、构建“学教评”一体化实践体系

双减背景下,如何实现“减负增效”需要教师借助人工智能了解学生学习情况,并开展高效课堂,同时指导教师精准指导学生学习,学生也能借助人工智能形成自趋式学习模式。

2022 年版新课标颁布实施后,对学生学科素养提出明确要求,同时设置了跨学科课程,辅助教师推动物理学指导科教素师养教在学课方堂向中准。确为、此有,效需。要教师研读新课标,明确学生知识点、能力点、素养点的目标。教学目标的设定能

2. 借助人工智能洞察学情,动态调整教学重难点

在传统教学中,教师往往根据以往的经验以及传统教学方式进行教学。然而,现在的学生生活经验与科学素养在不断变化,学生的生活经验相对较少,科学素养在不断提升,对生活现象的相关知识有初步的认识,同时能利用科学知识简单解释,但仍然缺乏体统物理学科知识与探究分析能力。如果教师仍然按照原来的授课模式和内容,课堂效率将大大降低,同时大大降低学生的学习兴趣。为此,需要教师提前了解学生对所学知识,在了解学情的基础上进行重难点针对性教学。教师可在易加分析平台上提前布置一份课前小练,课前练习题需要包含本节课主要内容,同时在易加分析平台精准绑定知识点、能力点与素养点。学生完成练习后,教师借助人工智能技术对学生完成的数据精准分析,教师通过数据掌握学生对本节内容的了解程度,为本节课的重难点教学提供方向,为提高课堂效率提供科学、精准的数据。

授课前,教师根据课前练习了解学生情况,并结合新课标要求开展“靶向式”教学。在课堂教学过程中,充分利用人工智能工具的实时性与科学性,对学生知识点、能力点与素养点的掌握程度进行动态监测与分析。依据分析结果,教师灵活调整教学内容、创新教学形式、优化教学重难点,确保教学内容精准助力教学。高效课堂教学后,再次让学生完成一份覆盖所有知识且分层的课堂练习,并在课前绑定好每道题目的知识点、能力点与素养点。通过课堂评价练习精准分析学生掌握情况,并可通过课前小练斤进行对比,了解学生课堂效率,通知为课后辅导提供方向。

4. 依托智能平台精准分析与推送,构建个性化学习路径

易加分析平台不仅通过科学全面的数据帮助教师了解学生课堂效率与知识点、能力点、素养点的掌握情况,帮助教师和学生找到薄弱点,同时能向学生推送对应的再练提升练习,辅助学生形成自趋式个性化学习习惯。

图1:依托人工智能易加分析平台的“学教评”一体化实践体系

人工作智能平台易加分析助力构建,构建起高效教学闭环,促使“学教评”一体化有效教学,指导高效课堂,并促使形成学生自趋式个性化学习路径。该体系实现了数据全流程推动了“学教评”一体化,科学、精准、及时分析学生学习情况,辅助学生自主学习,促进学生学科素养准确提升。

3、案例描述

引导学生从物理视角认识运动和相互作用,了解身边的运行形式和相互作用观念;发展学生的推理论证能力及交流合作能力,引导学生了解我国古代和现代的相关科技成就,体会中华民族的智慧,培养学生的科学态度和实现中华民族伟大复兴的责任感和使命感。

(二)学习目标

1. 知识目标:掌握力与运动的基本概念和规律

2. 能力目标:能够根据受力情况判断运动、根据运动情况判断受力情况,能够概括和推理出相关的结论,并能迁移和创新。3. 素养目标:培养学生的质疑与创新的素养,能够主动提出问题,能够改进和设计题目。

(三)评价任务

1. 易加分析课堂监测

2. 思考题思考与交流

(四)具体过程

教师首先对练习情况进行分析,利用易加分析“监测点分析”版块快速发现针对本班级学生的知识点、能力点、素养点的问题。教师利用易加分析人工智能平台布置了初二物理 9.3 力与运动的题目,这些题目绑定了知识点、能力点、素养点,通过错题分析教师能掌握学生知识点、能力点、素养点的掌握情况,生成本节课的教学目标,指导教师备课内容和授课方式。在本节课开始前,教师通过易加分析人工智能平台查看了学生的完成情况和错题分布,发现学生在以下几个方面存在问题:知识点上:根据受力情况判断运动情况较薄弱,如单摆在最高点和最低点没有绳子拉力后运动轨迹、完全不受力的情况下的运动轨迹等。能力点上:缺乏概括和推理能力、迁移与创新能力,如宇宙飞船在月球表面上空要沿直线匀速飞行时火箭喷气的方向、一轻弹簧左端固定右端连接一金属小球在水平方向上的受力和运动情况等。素养点上:运动与相互作用、观念科学、推理科学论证有待提高,如一轻弹簧左端固定右端连接一金属小球在水平方向上的受力和运动情况等。

2. 学习过程:

(1)错题分析——利用易加分析“试卷评讲”版块精准找到针对本班级学生重难点并总结策略教师首先根据练习中错误率较高,且知识点较全面且基础的一道题目引入本节课的主要内容:单摆在最高点和最低点没有绳子拉力后运动轨迹。

教师展示题目如下:

图2 学生错题展示

首先,教师给学生1 个钩码和棉线,让学生操作并观察,在最低点和最高点将绳子松开后钩码的运动情况。学生:“在最高点没有绳子拉力时,它将向正下方落下,因为在这个位置瞬间静止且只受到重力,如果在最低处没有绳子拉力时,它将沿着 6 轨迹运动,因为在最低处小球有个向右的速度,同时受到重力,所以将向有运动且在下落。”

那么重力和拉力都消失了,小球将如何运动?教师展示错误答案的几种类型,并邀请其中 1 位学生回忆上节课学习的力与运动的基本概念和规律,如力的作用效果、物体在受平衡力、不受力与非平衡力的情况下判断物体的运动情况、根据物体的运动情判断物体的受力情况等。并分析这道题目。教师总结:单摆在最高点和最低点没有绳子拉力后运动轨迹是由两个因素决定的:一是摆锤在该处的受力情况;二是此处物体的运动状态。那么物体的运动情况可以通过物体受力情况和当前的运动状态来决定。

(2)能力展现——利用“试卷评讲”引导原错误学生根据总结的策略攻破重难点本套练习有 2 道错误率最高,一是关于宇宙飞船在月球表面上空要沿直线匀速飞行时火箭喷气的方向,是关于一轻弹簧左端固定右端连接一金属小球在水平方向上的受力和运动情况 , 得分率分别为 29.27%,21.95%。教师展示题目如下:

教师:请同学们根据运动状态判断受力情况。(请错误选项最多的选项的学生回答。)学生:根据题目信息,飞船在做匀速直线运动,因此处于平衡状态受平衡力或不受力,根据题目可知飞船受到重力和升力,应该是一对平衡力,因此升力竖直向上,根据力的作用是相互的,火箭向下喷火。同样邀请错误率最高的A 选择的学生解答。

教师通过引导学生根据归纳的策略或方法解决原来错误的答案,让学生自主再“思考”再“做”,收获知识和能力的同时收获学习的自信。(3)素养拓展——根据易加分析知识点、能力点、素养点的薄弱点设计第2 套针对性提升拓展练习并追踪练习

教师根据错题分析结果,指导自己的备课方向、授课方式,再根据具体错误题目内容整理评讲顺序以及再命题的内容,设计第2 套针对性的拓展提升微监测练习(共6 题),帮助学生再次了解自己巩固后的情况。教师针对性地设置了 6 题课堂再练,并现场使用易加分析人工智能平台进行扫描分析。快速便捷的操作让教师马上发现了新的问题:

图3 再练题展示

教师发现这道题的得分率达到55.26%,错误的学生都选择了D教师提问了一个错误的学生为什么选择都有可能。

学生:“因为不知道小镖头吹出时的速度和角度,也不知道目标A 点距离小镖头多远,所以都有可能。教师指出,学生的回答显然体现出还有部分学生没有掌握先受力分析再判断运动情况的方法,仍凭感觉做教师:“请你对这个镖进行受力分析?”

学生:“此时仅受到重力。”教师说:“仅受重力的情况下,有个斜向下的速度,你能画出它的运动轨迹吗?”学生根据提示画出了一个抛物线: “这样只能射中A 点右侧。

教师总结:这道题考察了学生对力与运动规律的理解和应用,以及质疑与创新的素养。正确答案是 C,因为只有在特定的速度和角度下,小镖头才能射中A 点,否则就会偏离目标。教师同时提问学生:“如果想要射中A 点,射出的飞镖的方向和速度的大小你有建议呢?如果你是教师,你会如何改进这道题目呢?”培养我们在前测中发现的“质疑与创新”素养的缺失。教师收集并评价学生的改进意见,并给予鼓励和指导。并提醒学生课后进入自己的易加分析错题集,再巩固思考。

最后,教师设置思考题,分组讨论、分析、交流:在电梯中用电子秤称量物体地质量,在电梯上升和下降过程中,示数表示什么?为什么会发生变化?电梯标识的最大重力是否是绳索能承担的最大拉力?学生讨论探索。

4、案例分析

教是以核心素养为方向,有效组织实施课内外教与学的活动;学是学生在教师指导下,通过主动参与各种学习实践活动,将学科知能转化为核心素养;评是教师依据教学目标确定评价内容和标准,组织引导学生完成评价活动,以监控学生的学习过程,检验教学效果,以评促教,以评促学。

实现“教学评”一体化、一致性。本节课利用易加分析人工智能平台将课堂练习的评价的指导性升级,通过精准“评”、及时“评”来实现有效“教”,从而实现高效“学”。 “教—学—评” 一体化是指发生在课堂教学全场景、 全过程中的各要素协调融合、 整体推进的突出评价作为的课堂教学生态, 用于课堂教学评价语境更恰当。 “教—学—评” 一致性强调目标导向下的教、 学、 评高度匹配,用于纸笔测评语境更合适。 “学—教—评” 一体化主张以学为本, 教服务于学,评引导学, 是对 “教—学—评” 理念的发展。 “一致性” “一体化” 是促成“学” 的关键, 纸笔测试要突出一致性, 课堂教学要实践一体化[

实现精准分析,有效“最近发展”。实践证明,只有以生为本,以学定教,充分了解学情,找准学生的“最近发展区” ,才能打造高效的数学课堂 [2]。本节课利用易加分析的知识点、能力点、素养点的绑定帮助教师精准了解学生的掌握情况,辅助教师了解学生的知识点、能力点、素养点的缺陷,并进行教学指导。利用最近发展区理论依据,为学生的进阶学习指导方向。通过再练的形式让学生进一步检测自己的掌握情况,同时通过进阶练习进行再提升。

实现错题及时整理,有效归因。在维纳的归因理论中,“努力”是唯一可控的因素,这对学生探索自己的归因方式十分重要 [3]。教师根据易加分析数据了解班级在年级中的情况,此次练习中班级学生的结构。并查看大幅提高和大幅下降的同学并记录,课前私聊鼓励大幅下降的同学,在课堂上鼓励极优秀学生和大幅进步学生。针对临界优秀生、临界的学生提前私聊,鼓励学生找到还能争取的进步的地方,激发学生的自信心。易加分析人工实现因材施教,提高教学效率。同时因材施教使教师指导每个学生都能够在适合自己的层次上学习,这样可以更好地满足学生的个性化需求,提高学习效果。同时,教师对学生的表现进行评价和反馈,表扬学生的积极参与和进步,提醒学生注意改正错误和不足,鼓励学生继续努力和创新。教师特别肯定了那些能够主动提出问题,能够改进和设计题目的学生,培养他们的质疑与创新的素养。

易加分析人工智能平台为教师们提供了有效的工具和数据,使得教学更加精准和高效。每一次练习的精准分析会指出接下来的教学的方向,每一次“再”练习是检验学生努力后的成果并再成长,只有不断精准分析,才能高效学习。而所有的“练习”源于生活中的点滴,通过教师们对生活与科技的观察与探究,对练习的精准分析,相信同学们通过有效练习与指导,会从生活走向物理,从物理走向社会!

结束语:本研究证实人工智能技术能够有效弥合“教、学、评”的传统鸿沟,其构建的闭环系统实现了教育过程的可视化、决策的精准化与发展的可持续化。未来需进一步攻克数据伦理、人机协同等深层问题,但“学教评”体化无疑代表着智能时代教育变革的重要方向,为构建高质量教育体系提供了关键技术支撑。

参考文献

[1] 三元学习视角下人工智能课程项目化教学设计研究 . 崔浩 ; 冯安然 ; 刘海龙 . 黑龙江教育 ( 教育与教学 ),2025(02)

[2] 基于新课标的中小学人工智能课程教学模式研究. 廖丽华; 余永灿. 教育信息技术,2025(Z1)

[3] 人工智能融入下初中信息科技课堂教学的实践. 俞剑蕾. 家长,2025(05)

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