基于人工智能技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)學(xué)個(gè)性化學(xué)習(xí)模式以及教學(xué)策略應(yīng)用實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告

（長(zhǎng)沙市教育科學(xué)研究院，湖南 長(zhǎng)沙 410016）

一、一期實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果

（一）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^實(shí)驗(yàn)班師生進(jìn)行人工智能教學(xué)應(yīng)用平臺(tái)的使用，以期中、期末考試成績(jī)對(duì)比檢驗(yàn)平臺(tái)功能和新型教學(xué)模式對(duì)成績(jī)影響。

2.實(shí)驗(yàn)對(duì)象：初一年級(jí)21 位學(xué)困生。

3.實(shí)驗(yàn)工具：（1）學(xué)科測(cè)試：期中考試前，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生并未使用人工智能教學(xué)應(yīng)用平臺(tái)，自期中考試后開始使用。以期中考試、期末考試成績(jī)作為主要實(shí)驗(yàn)工具，縱向?qū)Ρ韧慌鷮W(xué)生使用前后的效果變化。（2）調(diào)查問卷：圍繞21 位學(xué)困生及其家庭，設(shè)計(jì)調(diào)查問卷，以調(diào)研家長(zhǎng)、學(xué)生對(duì)于平臺(tái)主要功能認(rèn)可度，以及對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)影響主觀判斷情況。

（二）實(shí)驗(yàn)過程

1.培訓(xùn)宣講：在完成班級(jí)開設(shè)的準(zhǔn)備工作后，由學(xué)校組織一場(chǎng)針對(duì)試點(diǎn)班學(xué)生和家長(zhǎng)的學(xué)生培訓(xùn)會(huì)議和家長(zhǎng)宣傳會(huì)議，以此強(qiáng)調(diào)試點(diǎn)班的開設(shè)意義和工作價(jià)值，并對(duì)需要家長(zhǎng)支持的部分進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，主要是通過軟件平臺(tái)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

2.集中學(xué)習(xí)：實(shí)驗(yàn)班21 位學(xué)生每天下午放學(xué)后，進(jìn)行30 分鐘左右個(gè)性化自主學(xué)習(xí)，并且在每周五由數(shù)學(xué)老師進(jìn)行專題講解，主要是解答個(gè)性化學(xué)習(xí)問題中暴露出來的共性問題和重難點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)。

（三）實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2019 年5 月21 日試點(diǎn)班正式啟動(dòng)，在7 月5 日學(xué)校進(jìn)行期末考試后，通過采集參與考試的20 位學(xué)生的考試成績(jī)，并與未開班前的期中考試成績(jī)進(jìn)行對(duì)比分析后，結(jié)果數(shù)據(jù)如下：

1.實(shí)驗(yàn)班平均分提高9.63 分

期中考試試點(diǎn)班平均分為57.27 分，期末考試平均分是66.9 分，提高9.63 分。并且，期中、期末兩次考試，整個(gè)五年級(jí)的平均分分別是85.66 和86.07，表現(xiàn)差異不大，考試難度相近。并且，在開班初期進(jìn)行的摸底測(cè)試中，平均正確率是54.4%，期末的測(cè)試是68.2%，與官方考試結(jié)果相吻合。

2.學(xué)生年級(jí)排名平均提升30 個(gè)名次

從期中考試的平均年級(jí)354 名，提升到期末考試的324 名，更有一位學(xué)生從年級(jí)359 名飛躍至年級(jí)74 名。

3.及格率和良好率顯著上升

期中考試，試點(diǎn)班共9人及格，及格率45%，達(dá)到良好的人數(shù)為0，良好率0%；

期末考試，試點(diǎn)班共16 人及格，及格率80%，達(dá)到良好的人數(shù)5 人，良好率25%。

二、二期實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果

（一）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^設(shè)置對(duì)照班和實(shí)驗(yàn)班，以期中、期末考試成績(jī)對(duì)比檢驗(yàn)平臺(tái)功能和創(chuàng)新模式對(duì)于學(xué)習(xí)成績(jī)、效率、動(dòng)力影響

2.實(shí)驗(yàn)對(duì)象：初二年級(jí)3 班、4 班為實(shí)驗(yàn)組，6 班為對(duì)照組

3.實(shí)驗(yàn)工具：學(xué)科測(cè)試：期中考試前，實(shí)驗(yàn)班學(xué)生并未使用人工智能教學(xué)應(yīng)用平臺(tái)，自期中考試后開始使用。以期中考試、期末考試成績(jī)作為主要實(shí)驗(yàn)工具，縱向?qū)Ρ韧慌鷮W(xué)生使用前后的效果變化。

（二）實(shí)驗(yàn)過程

個(gè)性化自主學(xué)習(xí)：主要是通過晚上自習(xí)時(shí)間，在校內(nèi)通過使用人工智能教學(xué)應(yīng)用平臺(tái)，進(jìn)行30 分鐘以內(nèi)的個(gè)性化自主學(xué)習(xí)，所有學(xué)科資源、素材完全基于學(xué)生個(gè)體情況，由AI 平臺(tái)智能推送。

（三）整體情況

1.平均分變化。

將考試分?jǐn)?shù)折算成百分制后，統(tǒng)計(jì)出各班在初一期末考試和初二期中考試及格人數(shù)、良好人數(shù)和各班及格率及良好率。數(shù)據(jù)如下：

從各班平均分變化可以看出，初二期中考試從分?jǐn)?shù)上呈現(xiàn)整體降低情況，并且結(jié)合對(duì)任課老師和學(xué)生的調(diào)研，均反映此次考試難度頗大，說明本次考試分?jǐn)?shù)降低，可能主要是因?yàn)榇舜慰荚囯y度系數(shù)增加所導(dǎo)致。

2.試點(diǎn)班與平行班數(shù)據(jù)對(duì)比。

本學(xué)期，由初二3 班和初二4 班分別使用高木人工智能教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行“人機(jī)共教”教學(xué)模式探索，同時(shí)，初二3班和初二6班是由同一位老師任教。因此，在相同學(xué)段、相同年級(jí)、相同教師、相同知識(shí)點(diǎn)、不同模式教學(xué)下進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，以此分析效果及成因。

（1）兩次及格率和良好率對(duì)比

通過表格數(shù)據(jù)和圖表對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，在初一期末考試中，3 班及格率為65.12%，良好率為27.91%，6 班及格率為69.57%，良好率為30.43%，兩班情況大體相似，且6 班略優(yōu)于3 班。在初二期中考試中，3 班及格率為44.19%，良好率11.63%，而6 班兩類指標(biāo)分別是36.96%和2.17%，3 班及格率和良好率已經(jīng)明顯優(yōu)于6 班，實(shí)現(xiàn)反超。

（2）年級(jí)排名及達(dá)A 情況對(duì)比

由此可見，在初一期末和初二期中考試對(duì)比中，3 班學(xué)生在年級(jí)平均進(jìn)步了11.03 名次，而6 班出現(xiàn)了大幅下跌，退步18.74 名次。同時(shí)，在考A人數(shù)對(duì)比中，3 班從原本8 人達(dá)A 上升到了11 人，6 班從10 人減少到4 人，3 班表現(xiàn)優(yōu)于6 班。

此外，對(duì)于3班在初一期末考試年級(jí)前100/300/400名學(xué)生分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)在初二期中考試中，三個(gè)層次學(xué)生平均出現(xiàn)退步4.3 名，進(jìn)步15.09 名，進(jìn)步14.3 名情況，說明班級(jí)進(jìn)步主要是通過中等生、后進(jìn)生進(jìn)步影響。