初中英語教育評(píng)估的機(jī)器學(xué)習(xí)方法與應(yīng)用

王飛

摘? 要：在初中英語教育中，學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)至關(guān)重要。機(jī)器學(xué)習(xí)方法能夠輔助初中英語教育評(píng)估反饋的框架，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展水平的預(yù)測。文章研究了機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)在初中英語教育評(píng)估中的應(yīng)用，重點(diǎn)討論其預(yù)測學(xué)生核心素養(yǎng)的潛力。通過分析，展望機(jī)器學(xué)習(xí)方法在初中英語教育中的作用，并總結(jié)了未來的研究趨勢。

關(guān)鍵詞：初中英語；核心素養(yǎng)；機(jī)器學(xué)習(xí)；教育評(píng)估

隨著教育領(lǐng)域的不斷發(fā)展和信息技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的引入為解決學(xué)生英語學(xué)習(xí)水平評(píng)估問題提供了新視角和新方法。機(jī)器學(xué)習(xí)可以分析大量的學(xué)生數(shù)據(jù)，包括考試成績、作業(yè)表現(xiàn)、學(xué)習(xí)記錄等多方面的信息，以幫助教育工作者更全面地評(píng)估學(xué)生的知識(shí)掌握情況。通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法，機(jī)器學(xué)習(xí)建立并運(yùn)用深度學(xué)習(xí)模型，根據(jù)多維度的信息預(yù)測學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展。另外，機(jī)器學(xué)習(xí)還可以采用個(gè)性化的方法，根據(jù)每名學(xué)生的需求和潛力，提供量身定制的教育支持，從而更好地滿足學(xué)生的多樣性和差異性。

一、初中英語教育評(píng)估現(xiàn)狀分析

在初中英語教育中，學(xué)生的核心素養(yǎng)發(fā)展水平一直都是教育工作者非常關(guān)注的核心問題。根據(jù)《義務(wù)教育英語課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》相關(guān)要求，教育工作的重點(diǎn)應(yīng)當(dāng)放在落實(shí)學(xué)生英語核心素養(yǎng)的培養(yǎng)上，而這一轉(zhuǎn)變的前提是教師對(duì)學(xué)生知識(shí)掌握情況的準(zhǔn)確把握。教師只有深入了解每名學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展，才能進(jìn)一步提供有效的、個(gè)性化的教育支持。然而，現(xiàn)有的英語學(xué)習(xí)評(píng)估方法，通常無法全面反映學(xué)生的英語語言能力和知識(shí)水平，難以為教師的針對(duì)性教學(xué)提供全面而準(zhǔn)確的信息。具體原因可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行總結(jié)。

1. 缺乏對(duì)持續(xù)學(xué)習(xí)過程的反映

傳統(tǒng)評(píng)估方法通常只能捕捉到學(xué)生在某一特定階段的表現(xiàn)，著重于學(xué)生在特定時(shí)間點(diǎn)的知識(shí)掌握程度，而無法有效展示學(xué)生在整個(gè)初中階段的持續(xù)學(xué)習(xí)過程和全面發(fā)展，無法全面反映學(xué)生在更長時(shí)間跨度內(nèi)的學(xué)習(xí)進(jìn)展和潛力。

2. 忽略學(xué)生個(gè)體差異

初中生的英語學(xué)習(xí)進(jìn)展受到個(gè)體差異、學(xué)習(xí)習(xí)慣、興趣愛好、家庭背景、社會(huì)環(huán)境等多種因素的影響。這些因素導(dǎo)致傳統(tǒng)的評(píng)估方法難以全面考慮和分析學(xué)生的個(gè)體特征。

綜上可知，僅依靠局部非連續(xù)的考試環(huán)節(jié)，教育工作者難以全面了解學(xué)生在復(fù)雜學(xué)習(xí)條件下的整體表現(xiàn)和潛力。未來，教育評(píng)估需要更多地關(guān)注學(xué)生的長期發(fā)展，以及如何更好地滿足每名學(xué)生獨(dú)特的學(xué)習(xí)需求和條件。

二、初中英語教育評(píng)估的機(jī)器學(xué)習(xí)框架討論與分析

為解決初中英語教育中學(xué)生知識(shí)掌握水平的預(yù)測問題，機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)提供了一種潛在的高效解決方案。這種技術(shù)能夠處理大量數(shù)據(jù)，提供準(zhǔn)確的學(xué)習(xí)成果預(yù)測，從而幫助教師更好地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并輔助教師據(jù)此調(diào)整教學(xué)方法。下面從以下幾個(gè)方面對(duì)初中英語教育評(píng)估中的機(jī)器學(xué)習(xí)框架進(jìn)行詳細(xì)地分析與討論。

1. 初中生英語學(xué)習(xí)表現(xiàn)的機(jī)器學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)集

在初中英語教育中應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行預(yù)測，數(shù)據(jù)收集及處理是基礎(chǔ)和前提。為了建立一個(gè)準(zhǔn)確、有效的預(yù)測模型，需要采集廣泛且多樣化的數(shù)據(jù)來源。這一過程涉及以下幾個(gè)重要步驟。

第一步，學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集。

需要從各個(gè)角度廣泛收集學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)數(shù)據(jù)，以全面掌握他們?cè)谟⒄Z學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)和進(jìn)步，包括隨堂口語聽說表現(xiàn)、寫作作業(yè)成績、英語綜合考試成績、英語文化感受情緒表現(xiàn)等多種形式的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)的多樣性和全面性將有助于構(gòu)建一個(gè)更加合理且準(zhǔn)確的學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)畫像。

第二步，個(gè)體差異數(shù)據(jù)的考慮。

為了使機(jī)器學(xué)習(xí)模型更加準(zhǔn)確和個(gè)性化，還應(yīng)該全面考慮學(xué)生的個(gè)體差異。因?yàn)槊棵麑W(xué)生都具有獨(dú)特的個(gè)體特征，故個(gè)體差異數(shù)據(jù)的收集和分析與最終的機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測表現(xiàn)存在潛在的映射關(guān)系。因此，將包括學(xué)生的年齡、性別、英語學(xué)習(xí)背景和興趣等在內(nèi)的個(gè)體差異數(shù)據(jù)納入英語學(xué)習(xí)表現(xiàn)預(yù)測過程，將對(duì)學(xué)生的英語學(xué)習(xí)過程分析產(chǎn)生重要影響。為此，考慮將個(gè)體差異數(shù)據(jù)融入機(jī)器學(xué)習(xí)模型，以實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)和個(gè)性化的學(xué)習(xí)分析和預(yù)測。

第三步，教育周期性和循環(huán)性的考量。

在初中英語教育中應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)，還應(yīng)該考慮教育的周期性和循環(huán)性，從而實(shí)現(xiàn)長期學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的收集與分析。該舉措在關(guān)注學(xué)生單一時(shí)間點(diǎn)學(xué)習(xí)表現(xiàn)的同時(shí)，還通過時(shí)間的維度，進(jìn)行更加深入和全面的數(shù)據(jù)分析。一方面，通過比較不同年級(jí)或不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)，幫助教師識(shí)別教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法在不同群體中的教學(xué)效果，為教育內(nèi)容和教學(xué)策略的調(diào)整提供依據(jù)；另一方面，通過縱向追蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展，識(shí)別學(xué)生在特定知識(shí)點(diǎn)或技能上的長期進(jìn)步，并揭示學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力和習(xí)慣的形成過程。通過不斷積累和深入分析周期性和循環(huán)性學(xué)習(xí)表現(xiàn)數(shù)據(jù)，幫助教師更高效地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，以促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展和進(jìn)步。

第四步，數(shù)據(jù)處理與質(zhì)量保障。

收集到的數(shù)據(jù)需要經(jīng)過嚴(yán)格地處理和篩選，以確保數(shù)據(jù)質(zhì)量。這包括數(shù)據(jù)的規(guī)范化、缺失值處理、異常值檢測，以及數(shù)據(jù)的一致性和邏輯性檢查等步驟。嚴(yán)格的數(shù)據(jù)處理和篩選環(huán)節(jié)，可有效保障收集的學(xué)生英語學(xué)習(xí)表現(xiàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量，從而為構(gòu)建高效、準(zhǔn)確的機(jī)器學(xué)習(xí)模型打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

第五步，隱私保護(hù)和倫理考量。

在初中英語教育的機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用中，必須重視數(shù)據(jù)收集和處理工作對(duì)數(shù)據(jù)隱私的保護(hù)。對(duì)于收集到的敏感數(shù)據(jù)，如學(xué)生的個(gè)人信息、學(xué)習(xí)成績等，需要采取嚴(yán)格的安全措施防止數(shù)據(jù)泄露和濫用。在分析數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)使用脫敏數(shù)據(jù)，以確保個(gè)人信息不會(huì)被泄露。

通過細(xì)致地收集和處理廣泛且多樣化的數(shù)據(jù)，可以為初中英語教育中的機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)和保障。這不僅有助于提高模型的預(yù)測準(zhǔn)確度，還可以為教師提供更加精確的教學(xué)決策支持。

2. 初中生英語學(xué)習(xí)表現(xiàn)的特征工程

特征工程是機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用中的關(guān)鍵步驟，該環(huán)節(jié)的核心任務(wù)是將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可供機(jī)器學(xué)習(xí)模型理解和分析的特征集。在初中英語教育領(lǐng)域中，特征工程的過程尤為重要，它直接影響模型的預(yù)測效果和應(yīng)用效率。為了準(zhǔn)確把握初中英語教育評(píng)估機(jī)器學(xué)習(xí)過程中的關(guān)鍵屬性，可從以下角度考慮進(jìn)行特征工程時(shí)的要點(diǎn)。

英語學(xué)習(xí)歷史：包括學(xué)生在英語學(xué)習(xí)上的歷史成績、進(jìn)步速度、考試和測試的表現(xiàn)等。這些歷史數(shù)據(jù)有助于模型理解學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和成長軌跡。

學(xué)習(xí)習(xí)慣偏好：每名學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格都是獨(dú)特的，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格有助于預(yù)測適合學(xué)生的教學(xué)方法。

英語學(xué)習(xí)興趣：學(xué)生對(duì)于英語學(xué)習(xí)的感興趣程度可以極大地影響他們的學(xué)習(xí)動(dòng)力和學(xué)習(xí)效果。因此，收集有關(guān)學(xué)生興趣的數(shù)據(jù)對(duì)于構(gòu)建特征集尤為重要。

英語學(xué)習(xí)背景：包括家庭背景、文化環(huán)境、以往的學(xué)習(xí)經(jīng)歷等。這些背景信息有助于更全面地了解學(xué)生的英語學(xué)習(xí)情況。

特征工程的目標(biāo)是構(gòu)建一個(gè)信息豐富、具有代表性的學(xué)生英語知識(shí)掌握特征集。通過精心選擇和構(gòu)建這些特征，機(jī)器學(xué)習(xí)模型可以更準(zhǔn)確地預(yù)測學(xué)生對(duì)英語知識(shí)的掌握水平。良好的特征工程不僅關(guān)注數(shù)據(jù)的量化處理，還要充分考慮數(shù)據(jù)的質(zhì)量和代表性，確保所選特征能夠充分反映學(xué)生英語學(xué)習(xí)的個(gè)性化需求和能力。這樣，機(jī)器學(xué)習(xí)模型才能提供更精確的預(yù)測和更有效的學(xué)習(xí)支持，進(jìn)而為教師提供有價(jià)值的參考和決策依據(jù)。

3. 初中生英語學(xué)習(xí)表現(xiàn)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練

機(jī)器學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練是決定其應(yīng)用效果的關(guān)鍵因素。為了確保模型的有效性和準(zhǔn)確性，需要先選擇合適的機(jī)器學(xué)習(xí)模型。在教育領(lǐng)域，常見的模型包括決策樹、隨機(jī)森林、深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，這些模型均有其獨(dú)特的優(yōu)勢和應(yīng)用場景。近年來，隨著深度學(xué)習(xí)方法的大規(guī)模應(yīng)用，人工智能的模型性能已顯著提升，可以支持大規(guī)模、高強(qiáng)度、復(fù)雜場景的分類與預(yù)測任務(wù)。尤其是深度學(xué)習(xí)方法在高維特征的深度抽象提取方面的優(yōu)勢，極大促進(jìn)了對(duì)學(xué)生英語學(xué)習(xí)過程的抽象屬性與規(guī)律的總結(jié)和理解。這對(duì)于教師來說是極大的助益，因?yàn)檫@樣的技術(shù)可以提供更準(zhǔn)確的信息反饋和教學(xué)調(diào)整指導(dǎo)。例如，深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠從學(xué)生的學(xué)習(xí)行為、成績變化和其他相關(guān)數(shù)據(jù)中提取深層次的特征，從而更加準(zhǔn)確地預(yù)測學(xué)生的學(xué)習(xí)成效和未來表現(xiàn)。

在模型訓(xùn)練過程中，需要使用已有的數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行訓(xùn)練。這些數(shù)據(jù)包括學(xué)生的學(xué)習(xí)記錄、測試成績、參與度、學(xué)習(xí)反饋等。在訓(xùn)練過程中，模型將學(xué)習(xí)如何根據(jù)輸入的特征預(yù)測學(xué)生的英語知識(shí)掌握水平。通過反向傳播算法，模型可以在預(yù)測結(jié)果與真實(shí)結(jié)果之間誤差的基礎(chǔ)上不斷迭代，從而提升預(yù)測性能。完成訓(xùn)練的模型能夠幫助教師更好地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和進(jìn)展，為制訂更加有效的教學(xué)計(jì)劃和干預(yù)措施提供支持。此外，這種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的評(píng)估方法也可以作為補(bǔ)充傳統(tǒng)評(píng)估的手段，為教育評(píng)價(jià)體系帶來更全面和動(dòng)態(tài)的評(píng)價(jià)視角。

4. 初中生英語學(xué)習(xí)表現(xiàn)的預(yù)測和評(píng)估

經(jīng)過訓(xùn)練的模型可被用于預(yù)測學(xué)生的英語知識(shí)掌握水平，并提供有關(guān)學(xué)習(xí)進(jìn)展的重要信息。具體包括如下幾個(gè)方面。（1）英語知識(shí)掌握水平的預(yù)測。這些預(yù)測是基于模型對(duì)訓(xùn)練數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)所得，可以在短時(shí)間內(nèi)生成，提供有關(guān)學(xué)生當(dāng)前學(xué)習(xí)狀態(tài)的分析。（2）采取支持措施的依據(jù)。一旦預(yù)測出學(xué)生的英語知識(shí)掌握水平，教師可以采取相應(yīng)的支持措施，包括提供額外的學(xué)習(xí)資源、安排個(gè)性化的輔導(dǎo)、制訂學(xué)習(xí)計(jì)劃或調(diào)整教學(xué)方法等，以確保學(xué)生在英語學(xué)習(xí)中不掉隊(duì)，并保持積極的學(xué)習(xí)動(dòng)力。（3）模型性能評(píng)估。將模型的預(yù)測結(jié)果與學(xué)生的實(shí)際表現(xiàn)進(jìn)行比較，以計(jì)算各種評(píng)估指標(biāo)，如準(zhǔn)確度、召回率、F1分?jǐn)?shù)等，計(jì)算后的評(píng)估指標(biāo)可以揭示模型在不同情況下的表現(xiàn)，幫助教師了解其局限性和優(yōu)點(diǎn)。（4）模型改進(jìn)和優(yōu)化的方向。基于模型評(píng)估的結(jié)果，教師可以決定是否需要對(duì)模型進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，這可能包括調(diào)整模型參數(shù)、改進(jìn)特征工程、增加更多的訓(xùn)練數(shù)據(jù)等。模型的不斷改進(jìn)有助于提高其性能，使其更好地滿足教學(xué)需求。

三、初中英語教育評(píng)估的機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)策與建議

基于上述討論的機(jī)器學(xué)習(xí)框架，本部分探討針對(duì)初中英語教學(xué)評(píng)估機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用方面的對(duì)策建議。

1. 加強(qiáng)推廣機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測學(xué)生初中英語核心素養(yǎng)狀態(tài)的應(yīng)用

鑒于機(jī)器學(xué)習(xí)算法在分析學(xué)生的英語學(xué)習(xí)狀態(tài)方面的優(yōu)勢，通過推廣學(xué)生英語學(xué)習(xí)狀態(tài)的方法，強(qiáng)化教師識(shí)別初中英語學(xué)習(xí)困難的學(xué)生，并為采取相應(yīng)的教學(xué)干預(yù)措施做出指導(dǎo)。

2. 探索根據(jù)機(jī)器學(xué)習(xí)個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑預(yù)測制訂學(xué)生英語學(xué)習(xí)的指導(dǎo)方案

基于學(xué)生的初中英語學(xué)習(xí)歷史和評(píng)估結(jié)果，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法預(yù)測每名學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑。通過分析學(xué)生的弱點(diǎn)和需求，為其提供特定的學(xué)習(xí)資源和建議，以幫助他們更有效地學(xué)習(xí)初中英語知識(shí)。

3. 拓展基于機(jī)器學(xué)習(xí)的初中英語教學(xué)策略優(yōu)化

利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法分析學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和評(píng)估結(jié)果，優(yōu)化初中英語教學(xué)策略。從數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的角度，定量、精準(zhǔn)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)和教學(xué)干預(yù)效果，從而動(dòng)態(tài)地調(diào)整教學(xué)策略，以為學(xué)生提供有效的教學(xué)支持。

4. 發(fā)展初中英語機(jī)器學(xué)習(xí)智能輔助教學(xué)工具

通過大力開發(fā)智能輔助初中英語教學(xué)工具，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法為教師提供個(gè)性化的教學(xué)建議和引導(dǎo)。這些工具可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和評(píng)估結(jié)果，為教師提供針對(duì)性的教學(xué)策略和教學(xué)資源。

四、結(jié)論與展望

本文討論了機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)在初中英語教育評(píng)估中的應(yīng)用，為解決學(xué)生知識(shí)掌握預(yù)測問題提供了一種創(chuàng)新且有效的方法。通過應(yīng)用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型，教師不僅可以準(zhǔn)確地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展，還能根據(jù)每名學(xué)生的具體情況為其提供個(gè)性化的教學(xué)支持。這一應(yīng)用不僅有助于提高教育質(zhì)量，還能顯著提高教學(xué)效率。未來，研究者可以進(jìn)一步探索和發(fā)展更為高效和精準(zhǔn)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，更好地滿足初中英語教育的特定需求。機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)還可以與其他先進(jìn)的教育技術(shù)和方法結(jié)合，如增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR），以及游戲化學(xué)習(xí)，共同創(chuàng)造更豐富、互動(dòng)性更強(qiáng)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

［1］中華人民共和國教育部. 義務(wù)教育英語課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）［J］. 北京：北京師范大學(xué)出版社，2022．

［2］陳麗，李波，郭玉娟，等. “互聯(lián)網(wǎng) +”時(shí)代我國基礎(chǔ)教育信息化的新趨勢和新方向［J］. 電化教育研究，2017，38（5）：5-12，27.

［3］黃濤，趙媛，耿晶，等. 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精準(zhǔn)化學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)機(jī)制與方法［J］. 現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2021，33（1）：3-12.

［4］余明華，馮翔，祝智庭. 人工智能視域下機(jī)器學(xué)習(xí)的教育應(yīng)用與創(chuàng)新探索［J］. 遠(yuǎn)程教育雜志，2017，35（3）：11-21.