教育專業月刊

  人工智能融入課堂評估 以尖端科技帶動教學質量提升(張沁)

張沁教授

 

人工智能正潛移默化地改變著教育界,在為學生提供個人化學習體驗的領域已廣為人知。除了從學生角度,今年,香港可持續發展教育學院(學院)智慧健康學校大數據實驗室推出「人工智能與課堂教學分析應用」項目,利用人工智能進行高效、標準化、智能化的課堂評價,將數據的價值最大化,為教師於學校改善課堂教學質量提供方向和指引。

 

以課堂「教」與「學」互動行為數據為基礎

進行機器學習模型構建

課堂互動是培養學生思維的重要途徑,「人工智能與課堂教學分析應用」項目透過課堂「教」與「學」行為數據,包括「互動主體」、「互動形式」、「互動時間」、「互動場景」、「互動質量」建立課堂互動編碼體系,從功能、形式、層次、範圍和傾向五個方面提出13種思維方式,支持深層學習和高階思維培養。大數據是建立高效、實用人工智能分析的基礎,透過多模態課堂數據的採集集成,建立語料庫,進行機器學習模型構建,以支持大規模高效率的數據分析,並客觀、實證地將分析結果清晰明瞭地呈現給教師與學校進行課堂教學評估及改進指導,是時下推動教學質量改善的最佳工具。

 

基於國際教學評價標準進行分析

人工智能實現自動化分類編碼

透過對自2000年二十年間的大時間跨度的研究,課堂研究經歷了重要的理論發展轉折,即從以行為主義理論為主導向以建構主義理論主導的轉變,倡導從傳統灌輸式教學向注重互動式、啟發式、探究式教學轉變,以引導學生主動思考、積極提問、自主探究,增強學生學習的能動性、鼓勵參與式、協作式學習,以滿足高素質人才培養的需要。項目以劍橋大學教學對話研究部(Cambridge Educational Dialogue Research Group)所發布的標準:CI-PCD( Coding Instrument for Productive Classroom Dialogue)為基礎,對課堂對話語料進行編碼。標準包括了六大分類(由初階至高階排序):從先前知識、個人主觀意見、對問題的分析、對知識整合、對知識推斷和對話間的構建。每個大分類中亦有三至四個小分類, 保證每一句課堂對話價值及互動沿進精確體現。透過人工智能將一堂課整體表現進行分析並以不同的可視化圖表呈現報告結果,令教師可以了解課堂中對話及互動質量的分佈,與大數據庫中大師課堂進行對比、運用及有機整合,逐步形成教師自己的課堂教學範式,在不同課型、不同問題情境和教學需求中靈活應用。

 

人工智能帶入學校

助力香港教師提升課堂教學水平

機器學習精確度的提升有賴更多學校積極參與。項目透過英文課堂、中文課堂,目前也進展粵語課堂,是全球唯一兩文三語、覆蓋數學、語文、英語、科學科目的人工智能課堂教學分析應用系統。學院現正推出先導計劃,為中小學校提供二十節課堂的錄音、分析系統使用培訓,並支持學校根據需求、教師資源開展多個教研工作坊,包括:高質量課堂教學規律與模式探析;如何提高提問與反饋的有效性;如何借助智能技術創設教學情境、任務訓練與改進;如何提高課堂教學系統性,促進知識建構、思維進階和問題探究。

學院致力於善用大數據、機器學習與人工智能技術,為學校、教師和教研人員提供推動教學進步的工具,協同香港中小學校共同推進人工智能在課堂教學中的應用,為提升香港教學質量添加全新動力。

 

作者簡介:

張沁教授
香港可持續發展教育學院院長、聯合國教科文組織亞太可持續發展教育中心專家委員會主任委員、香港聯合國教科文組織協會執行會長
主要研究方向: 可持續發展教育、教育大數據、區域教育治理

 

學院簡介:

香港可持續發展教育學院(學院,Hong Kong Institute of Education for Sustainable Development, HiESD)是以推進聯合國可持續發展目標(SDGs)為主旨的跨學科研究型創新應用學院,是聯合國工業發展組織(UNIDO)專傢伙伴及服務供應機構(註冊編號:12958),學院圍繞推進聯合國《2030可持續發展議程》,是聯合國經濟和社會事務部(UNDESA)全球可持續發展目標協作項目機構(註冊編號:26908)及《聯合國可持續發展教育全球行動計劃(GAP)》的實施機構。學院是中國聯合國教科文組織協會全國聯合會成員機構、香港聯合國教科文組織協會的創辦發起機構及秘書處。聯合國75週年對話地區主辦。UNSDSN成員機構。

學院項目體系:《聯合國2030持續發展議程》實施項目包括:可持續發展規劃(SDP)高級研修及認證項目、可持續發展報告培訓、可持續發展地區及跨學科研究項目、專題研討及論壇;《聯合國可持續發展教育全球動計劃(GAP)》實施項目包括:生物多樣性航天育種計劃、國際文化交流研學營、STEM研學營、大學生創新企業可持續發展訓練營(UCD青創營);以及大數據及人工智能專項項目:「智慧健康學校」;等。

 

教學研討會