教育部推動電子學習已有10多年。在過去的兩年裏,人工智慧被廣泛用於將英才網轉變為學生自主學習的電子學習平臺。在這一波流行中,它已成為家庭遠程學習的關鍵平臺
五月下旬,2019冠狀病毒疾病爆發突然升溫。不僅整個電視臺進入了三級警報,全國各級學校也都停止了來學校的活動。他們都轉向了線上學習。畢業考試的形式必須隨之調整。連畢業典禮都被放到網上了。這是第一組,由於疫情爆發而沒有畢業的畢業生。但學生的學習不會受到干擾,各種電子學習資源已成為學生在家中學習的重要工具。
其中最重要的一項,就是中國教育部早從2017年就開始打造的數位學習平臺「因材網」,這是一個利用AI和大數據技術,想要實現「因材施測」與「因材合理施教」的平臺,提供超過7千8百份教材和教學影片、4萬多題測驗題,涵蓋國中小到我們高中的主要學習科目,包括國文、數學、英文到自然。在這一波對於疫情中,將3千6百多間學校,都變成了一個同一間線上大學校的師生。
僅去年一年,就有超過45,000名教師和930,000名學生開立帳戶,瞭解疫情爆發。正是教育部資訊技術教育司司長郭伯臣,為這所大學創建了平臺。基於網路的學習是他在過去幾年的電子學習研究的重要發現之一。
以IT產業揚名全球的臺灣,資訊融入教學已發展超過了20年,而郭伯臣很早就加入推動數位學習的行列。聯合國教科文組織在2019年時提議,國家需要提供AI技術支持的教育,建議各國要用AI工具來提供個人化的學習內容,不只靠大數據制訂政策,更要培養老師運用AI工具的能力。這正是郭伯臣多年來投身數位學習的初衷,只是技術從過去的IT技術,變成了現在當紅的AI和大數據。
郭伯臣回憶,早期,從老師使用進行投影機逐漸普及,到現在,轉為使用電子白板。過去幾年來,課堂上,光是資訊設備融入教學的形式,就有一個很大的改變。
然而,他認為這樣的教學模式有缺點,尤其是每個學生的學習進度都很差。當老師以同樣的速度教學時,有些學生覺得簡單,但另一些學生覺得很難跟上。“依靠科學和技術來幫助自主學習,”他解釋道。自主學習是使學生能夠設定自己的學習目標,知道如何選擇學習策略,監控和評估成績,甚至建立一種調節機制,在一個連續的迴圈中實現自己的目標。
這正是郭伯臣過去的研究發展方向。他曾在臺中教育大學任教,2013年接任一個教育學院院長,推動了多項數位學習方面的計畫和研究,其中,他大力為提升教師適性教學及數位科技教學專業而努力,促成學生因材網在2017年上線,依學生學習程度調整學習路徑,以及給予測驗試題,更成為教育部中國官方學習平臺之一。
因材網上線後,獲得許多正面回響,2019年時,教育部部長延攬郭伯臣接任資科司司長,賦予他帶領資科司建立更完善的數位學習建設的任務。進入資科司後,許多老師和學生向他建議,除了因材網,教育部還有2個數位學習平臺,因各有不同功能,導致他們需在平臺間切換使用,非常不便。
所以,上任後的第一第二件事,郭伯臣就開始進行官方學習平臺的整合資訊工程,將被整併平臺的功能模組化後,再放入進行因材網中,來簡化使用者可以操作的程式。他表示,平臺整併後,使用者我們只需登入單一平臺就可通過使用自己所有社會功能,且維護單一網站的經濟效益也較高。
整合電子學習平臺是不夠的。如何讓更多教師在課堂上使用電子學習資源,以充分發揮電子學習資源的真正價值?郭伯臣決心提高電子學習平臺融入課堂的比例,培養教師利用電子學習平臺資源的能力。
過去10年多來,教育部推動數位學習的計畫內容,隨時間演進,不斷優化,從2009年推行電子書包,將教科書轉化為電子版放入行動載具,之後,對應國際數位學習發展趨勢,在2012年至2019年期間,推動中小學行動學習計畫,鼓勵各校學生融入資訊科技技術在教學中,在不管是課堂內還是課堂外的學習活動中,都利用行動載具來協助學生學習。
郭伯琛在行動學習計畫的最後一年加入該組。他發現該計畫是由教師利用行動工具進行學習活動,例如植物觀察和社區參觀。然而,在英語、數學、數學、數學和社會科學等主要學科中,實用的整合工具卻很少使用。他們大多數使用投影儀和白板,讓全班同學一起學習。
他認為每個學生的學習進度是不同的。使用移動車輛促進個性化學習可以讓每個學生設定自己的學習進度。除了在教室裏學習,學生還可以在家裏繼續學習,這樣學習就不受時間和空間的限制。
然而,車進課堂學習,並不容易,郭伯臣指出了教學現場面臨的三大難題。首先,有需要以全面的電子學習內容取代紙張為基礎的教材。第二,班上的每個學生都需要一輛行動車。第三,即使是教師也需要改變他們的教學方法,以滿足學生個人的學習時間表。
郭伯臣說,教師需要提高他們在教學環境中使用它的能力,從傳統上以同樣的速度教學,讓學生在課堂上進行個別學習,分散領導權給學生,並把學生放在學習的中心,這是一個很大的進步,他承認。這很難推動,你必須向老師證明,這種改變會提高學生的表現,這會提高他們的學習成績。
推動數位學習新計畫,將數位學習資源融入主科教學
郭伯晨首先開始關注適應性學習和個性化學習。2019年11月,他進一步啟動了“技術輔助自主學習計畫”。他希望通過移動車輛將電子學習平臺引入主課課堂,培養學生的自主學習能力,並通過人工智慧促進適應性學習。教育部將為參與該計畫的學生每人提供一臺平板電腦,以降低電子學習推廣的門檻。
推廣這個新專案的最佳平臺是學生個人學習路徑網路,該網路以線上機機器學習的理念設計,有主要的學習材料,並利用人工智慧和大數據技術診斷學生的學習弱點。
郭伯臣指出,適性學習和自主學習是兩個不同的概念,適性學習藉數位學習平臺來依學生學習能力與需求,提供個人化的學習資源,而自主學習則是讓學生成為學習的主人,他必須自行管理學習、訂定學習策略,以及為學習負責。
他承認,原來的網路是為了線上機機器學習和建設,沒有考慮到自學的功能。因此,計畫實施後,教師開始反思,平臺不夠,這也導致郭伯臣決定進一步修改網路。
中國教育部資訊技術教育司司長郭伯臣表示: “它的目的是為電子學習服務。”。
大幅調整因材網設計,符合學生自主學習需要
在收集了多位教師的使用回饋後,與傳統的只提供電影和主題的e-learning平臺不同,它不足以提供自適應的學習路徑和學習內容。現在它還可以幫助教師和學生在課堂上進行四種自主學習活動。除了學生自學之外,它還支持小組內共同學習、小組間相互學習和教師指導。
事業部IT團隊努力拓展材料網的功能,如為學生添加日曆,定制學習進度,提出問題讓學生互相討論,小組一起學習,小組之間互相學習。
「行事曆功能是學生自學活動的重要資訊功能,」郭伯臣強調,除了我們可以讓學生規畫每個學習任務的完成時間,IT團隊還打造了追蹤機制,若發現學生未按規畫完成進度,系統還會主動發送通知進行提醒。行事曆和提問雖是網路平臺常見的功能,但是,郭伯臣表示,這些都是傳統學習平臺欠缺的。
為了確保系統開發專案滿足教學現場的需要,除與教師進行實際訪談外,該司還通過通信軟體小組瞭解教學現場平臺的使用情況。郭伯晨承認,將該平臺融入整個教學過程確實不容易。
教育部IT團隊還需依照學習和教學流程情境,來開發、整合相對應的功能,像是因應教學檢核流程,打造檢核機制,讓老師可以跟進學生的學習進度。
花了近一年開發時間,因材網終於在今年4月完成進行改版,串接一個所有學生自主學習功能,如今,平臺不僅能依學生學習能力發展提供個人化學習資源,還可協助學生實現自主學習的目標。新版平臺除了企業可提供監控評價的結果,讓學生掌握公司自身學習的狀況,還會應用AI和大數據分析技術, 提供學生學習上和教師教學上的建議。
該網站還使用自然語言處理技術,創建了一個可以用語言與學生交談的教學助理。一旦學生將解題過程輸入到對話框中,人工智慧教學助手就可以根據解題過程用語言與學生交談,給學生提供解題技巧。
另外,銀彩。com還利用大數據技術對學生的電影流覽行為進行分析,如播放、快轉、暫停、回放等一些動作。,分析中二數學學習成績好的學生的典型行為,可以用來比較其他學生的觀看行為,為教師判斷學生的學習情況提供參考。
科技輔助自主學習計畫推動至今逾一年半,全國共有319所學校安排校內一至兩個班級參與,並已獲得不少研究成果。郭伯臣興奮地表示,學習落後學生使用進行因材網4小時後,相較於無使用者,國文測驗通過率增加約19.9%。
在教學網站上搞好資訊技術基礎建設,支持教師教學
為了讓電子學習成為可能,該科亦致力改善各級學校的資訊科技基礎設施。例如,最近,資訊技術部剛剛完成了一個專案,將各自縣市的22所中小學的電腦室集中起來,以減輕資訊教師在維護電腦室和減少安全關切方面的壓力。今年3月,該部門推出了全國校園智能網管理系統,幫助學校資訊組組長迅速掌握網路連接狀況,如果學校網路出現問題也可以及時消除。
郭伯臣表示,以往校園面臨網路連線問題時,資訊組長無法立即可以知道問題發生在何處,還需與所屬縣市網的網管人員聯繫,等待他們到現場找問題,有時可能需數天才能發展找到問題的根源,如今,通過新系統的視覺化管理機制,資訊組長自己企業就可以進行掌握發生異常的網路節點,大幅縮短問題排除時間。
未來兩年,該事業部還將增加全臺22個縣市的CDN帶寬,以便更快地將數位化學習內容送達觀看地。郭說,教育部創建的電子學習內容目前依託資訊技術駕駛室伺服器,支持各個學校的接入。未來,學校可以接入當地的縣市網路,提高連接效率。他強調:“IT是用來服務於電子學習的,基礎的IT專案做得不好,其他都沒必要。」