AI與大數(shù)據(jù)技術驅動下的精準教學模式研究_第1頁
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文檔簡介

[摘要]以“柳高智慧云”平臺為例,結合定性研究與定量研究方法,基于TAM模型,通過問卷和半結構式訪談分別對學生和教師進行調查分析,對AI與大數(shù)據(jù)技術驅動下的精準教學模式的實效性及內在機理進行研究,為精準教學模式的評估提供參考與借鑒。研究表明,學生對平臺的使用意愿不受社群等外在因素的影響;學生參與該精準教學的程度對其持續(xù)參與意愿有顯著正向影響;平臺為教師和學生分別提供了高效、精準、個性化的教學和學習模式,提高了教師因材施教的效果,有效提升了學生的學業(yè)水平,促進了教師教學和學生學習方式的轉變。[關鍵詞]精準教學;AI;大數(shù)據(jù)技術;實效性;內在機理《教育信息化2.0行動計劃》提出“將教育信息化作為教育系統(tǒng)性變革的內生變量,支撐引領教育現(xiàn)代化發(fā)展,推動教育理念更新、模式變革、體系重構”[1]。全國各地都在探索如何利用大數(shù)據(jù)技術、AI等信息化手段推動教育精準化和個性化發(fā)展。對教育信息化效果的測評,有助于深入了解教育信息化平臺或手段的作用機理和影響因素,進一步促進教育信息化的發(fā)展。由于學生的基礎不同、參與教育信息化的程度不同,學科特點不同,教學內容和場景不同,不同場次考試內容不同等,傳統(tǒng)的單一的滿意度調查和考分排名并不能很好地反饋教育信息化的整體效果。為了對基于“柳高智慧云”平臺的精準教學模式的效果進行評估,本研究采取定性研究與定量研究相結合的方法,探究AI與大數(shù)據(jù)技術驅動下的精準教學模式對學生學業(yè)水平提升起到的效果及其內在機理。一、“柳高智慧云”平臺及相應精準教學模式柳州高級中學(以下簡稱柳高)自2019年起開始打造“柳高智慧云”平臺(又稱“柳高云”)。如圖1所示,平臺以AI和大數(shù)據(jù)技術為核心,通過采集、儲存、挖掘教學數(shù)據(jù)并進行分析和畫像,為教師教學和學生學習提供科學的決策支持,推動精準教學的實施。經(jīng)過多年的平臺升級與探索實踐,柳高已經(jīng)形成了一套“精準教+個性學”的由AI與大數(shù)據(jù)技術驅動的精準教學模式。平臺全方位提供教與學的輔助,促進教學效果與個性化學習效果的雙重提升。平臺可幫助教師按照教學大綱和課標優(yōu)化教學內容,確??茖W性與針對性。通過錯題報告,教師能開展個性化輔導,實現(xiàn)“精準教”。點陣筆技術讓教師得以監(jiān)控學生答題過程,提供實時診斷。AI課堂增強了互動性和趣味性,有利于激發(fā)學生的學習興趣。教師通過作業(yè)與測評數(shù)據(jù)分析評估可進行教學創(chuàng)新。通過收集學習數(shù)據(jù),平臺可為學生定制個性化作業(yè)和測試,實現(xiàn)“個性學”。AI答疑引導學生進行啟發(fā)式學習,輔助學生自主學習。學生可利用多維畫像和志趣選科等功能規(guī)劃自己的學業(yè)。平臺基于大數(shù)據(jù)技術,提供初高中過渡指導,幫助學生補齊短板、增強優(yōu)勢。二、實證研究(一)基于TAM模型面向學生的研究1.建立模型和研究假設精準教學模式的最大特點是為學生提供個性化學習的條件,進而促進學生的學業(yè)水平提升。學業(yè)水平提升情況,可以從學習成績、學習習慣、學習態(tài)度等多個方面體現(xiàn),是驗證基于“柳高智慧云”平臺的精準教學模式是否切實有效的重要觀察指標。本研究不僅僅要研討“柳高智慧云”平臺的實效性,還要深入分析其內在機理,通過剖析相關因素之間的影響情況為精準教學研究提供參考。TAM模型恰恰為本研究提供了理論基礎。TAM模型全稱技術接受模型[2],是一種廣泛應用于信息系統(tǒng)領域的理論模型,為研究者提供了一個框架來理解用戶對新技術的接受行為。其核心思想是用戶接受新技術的行為基于其對該技術的感知和態(tài)度。該模型提出了兩個關鍵變量:感知有用性(PU)和感知易用性(PEU)。感知有用性是指用戶感受使用新技術能否提高工作績效或實現(xiàn)預期目標,感知易用性是指用戶感知使用新技術的難易程度。本研究基于TAM模型,結合“柳高智慧云”平臺開展精準教學的特點,提出研究假設,構建如圖2所示的研究模型。假設1:學生利用平臺學習的時長、熟練度和個性化學習程度對感知有用性有正向影響。假設2:平臺是否便利好用,對感知有用性有正向影響。假設3:同學和教師會影響學生的持續(xù)使用意愿。假設4:外界的態(tài)度和行為會對學生的平臺使用感受產(chǎn)生影響。2.研究對象和問卷本研究進行問卷調查的時間節(jié)點是某年的3月,選取柳高高一和高二兩個年級的學生為研究對象(高一學生參與該教學的時間約半年,高二學生參與約一年半)。樣本學生分布在不同層次班級,男女生人數(shù)基本相同。因入學時間和班級層次不同,各班級和科任教師使用平臺的頻率不同,因此學生實際參與基于“柳高智慧云”平臺的精準教學的時間和程度有差異,感受和收獲也有差異。本研究采用問卷調查的方式收集數(shù)據(jù),問卷通過網(wǎng)絡發(fā)放,共回收2000份問卷,其中有效問卷1976份,有效率為98.8%。為確保問卷具有較高的信度和效度,提高調查結果的科學性和說服力,經(jīng)過嚴格的原始問卷生成、專家咨詢、問卷測試等流程,最終編制了《“柳高智慧云”的使用感受評價調查問卷》。問卷各項采用Likert"5這一評分法(1=非常不同意,5=非常同意)。變量與描述見表1,問卷數(shù)據(jù)見表2。3.數(shù)據(jù)收集與分析(1)信度與效度分析數(shù)據(jù)的信度和效度是研究的基本保證。本研究采用IBMSPSSStatistics軟件對數(shù)據(jù)進行分析。問卷整體的Cronbach'sα為0.884,說明量表的內部一致性良好。KMO取樣適切性量數(shù)為0.887,接近1,表示變量間相關性很高,數(shù)據(jù)樣本適合進行因子分析。Bartlett球形度檢驗近似卡方值為9024.794,表明觀測數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣與單位矩陣之間的差異很大,拒絕球形度檢驗的原假設,說明原始變量之間存在相關性,適合進行因子分析。P值lt;0.001,說明觀察到的效應或差異是真實的,而不是隨機誤差或偶然性造成的,具有高度的統(tǒng)計學意義。AVE平均方差提取量的數(shù)值大于0.5,說明觀測變量集合收斂效度良好。經(jīng)過信度與效度各項指標分析,說明問卷的數(shù)據(jù)良好,可進行進一步的模型分析。由表1和表2分析可看出,多數(shù)學生實際使用平臺的時長不是很長、個性化學習的程度還不是很高,但仍然使用得比較熟練,并且學習成績有所提高,學習的習慣和態(tài)度均有所改善,說明基于“柳高智慧云平臺”的精準教學的整體效果較好,對學生的學業(yè)水平提升有促進作用。但這只是粗略的分析,并沒有細致地量化分析影響的因素,對其中的因果關系缺乏驗證,不能反映內在機理。因此還需要利用IBMSPSSAmos軟件,基于問卷數(shù)據(jù)構建結構方程模型,進一步分析內部機理、驗證模型。(2)模型擬合與驗證結構方程建模(SEM)是一種多變量統(tǒng)計分析方法,它在TAM模型中起到核心的分析工具作用,幫助研究者驗證模型的假設、測量變量之間的復雜因果關系,從而理解變量間直接和間接的影響機理。在結構方程模型中,路徑系數(shù)代表模型中不同變量之間直接關系的強度和方向。為進一步揭示基于“柳高智慧云”平臺的精準教學模式促進學生學業(yè)水平提升的內在機理,驗證和修正模型,采用IBMSPSSAmos軟件根據(jù)前文的研究假設和研究模型進行計算。每次計算后都根據(jù)結果進行優(yōu)化,直到模型擬合到最佳狀態(tài)。研究顯示,原模型(見圖2)中的“感知有用性——感知易用性”“持續(xù)使用意愿——感知易用性”“持續(xù)使用意愿——社群影響”這三條路徑關系不顯著,需要刪除。多次修正路徑之后,再次對模型進行檢驗,最終得到標準化回歸模型(見圖3)。采用Bootstrap方法,有放回地重復抽樣5000次,95%置信區(qū)間Lower和Upper均不含0,說明中介效應顯著。如表3所示,這些指標的值都表明測量模型擬合程度非常高,因此修正后的模型與實際數(shù)據(jù)較為一致,模型穩(wěn)定度高、解釋力強,研究假設得到驗證。4.研究小結透過模型的內部機理分析,可知本研究的假設3不成立,假設4不完全成立。假設的模型(見圖2)在擬合過程中發(fā)現(xiàn)其中有三條路徑的系數(shù)不顯著,說明:平臺的易用程度與學生感受系統(tǒng)是否有用,以及學生是否愿意繼續(xù)使用是沒有明顯直接關系的;學生是否愿意持續(xù)使用不受周圍同學和教師的影響。從中可以看出學生比較理智,對新技術、新模式有獨立的思考,不因外界或易上手等因素就認為某事物是有用或好用的。社群影響對平臺使用程度和感知易用性有正向作用,說明同學和教師能促進學生更多更方便地使用平臺,但是從標準權重(0.46和0.51)來看,影響程度不高。修正后的標準化回歸模型(見圖3)顯示:平臺使用程度對感知有用性有較強的正向作用(標準權重0.69),即平臺使用程度越高的學生,越能感受到平臺可幫助自己提高學習成績,改善學習習慣,激發(fā)積極學習態(tài)度,促進學業(yè)水平提升。感知有用性對持續(xù)使用意愿有很強的正向作用(標準權重0.78),即學生從平臺中收獲越多,學業(yè)水平提升速度越快,那么就越想使用平臺。如果新技術、新模式對自己有幫助,那么就不會因為平臺短期內不易上手而產(chǎn)生太多負面情緒。上述分析表明:“柳高智慧云”平臺能夠顯著促進學生的個性化發(fā)展;學生越參與精準教學就越愿意繼續(xù)使用“柳高智慧云”平臺;社群等外在因素對學生使用“柳高智慧云”平臺的意愿無影響。(二)基于訪談法的面向教師的研究1.訪談過程本研究以TAM模型為基礎設計了精準教學參與人員訪談提綱,對教師的訪談采取單獨面談的形式,并對訪談過程進行錄音。訪談結束后,研究者將錄音詳細轉錄,并把轉錄文本發(fā)給受訪教師確認,以確保訪談數(shù)據(jù)的可靠、準確。訪談圍繞教師對基于“柳高智慧云”平臺的精準教學模式的實際應用效果展開,并通過教師的反饋記錄其所授課學生的學業(yè)表現(xiàn)情況。本研究采用目的性抽樣的方法選取了任教高一和高二兩個年級的不同學科、不同教齡的30名教師作為訪談對象。受訪教師來自9個學科,每個學科2至4名,平均教齡5.3年,其中8名教師兼任班主任、2名教師兼任年級主任,具有一定的教學經(jīng)驗和代表性。訪談結果表明,教師對“柳高智慧云”平臺的總體評價較高。其中,B教師認為AI輔助精準教學成效顯著,能迅速分析學情,定制學習方案,實現(xiàn)個性化教學,提升效率。Q教師表示點陣筆可實時監(jiān)控考試情況,收集答題數(shù)據(jù),助其精準掌握學生的學習進度;AI答疑則能減輕工作量。T教師稱精準教學使其教學更高效,可通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)學生的薄弱點,從而對相應內容和方法進行個性化調整,提升學生的學習效果和興趣。Z教師認為通過AI分析數(shù)據(jù)使備課、授課、反饋更省時高效,班級成績也有所提升。這些創(chuàng)新工具助力教學發(fā)展。2.研究小結訪談結果顯示,教師對基于“柳高智慧云”平臺的精準教學模式的評價較高,認為此模式對教學有多方面的益處;“精準教”推動了傳統(tǒng)的填鴨式教學向以學生為中心的教學過渡,在提升教學效率、實現(xiàn)因材施教及轉變教學方式等方面均有積極影響。三、實效性與內在機理研究總結研究結果表明,“柳高智慧云”平臺為教師和學生分別提供了高效、精準、個性化的教學和學習模式。學生的思想獨立,不易受社群等外在因素

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