智慧教育典型案例：大数据背景下高考英语作文人工智能批改应用

当英语作文遇上大数据大数据背景下高考英语作文人工智能批改应用浙江省衢州第一中学英语组案例负责人：聂晓云 “大数据正悄悄影响到教育体系的每个层面，对于全世界的学习与教育活动，都会产生极为深远的影响。大数据能告诉我们什么是最有效率的，并且揭示那些过去无从发现的谜题。” 2016年10月，衢州一中引入科大讯飞智学网产品，在学校日常的周测、阶段测试、期中期末考试中，常态化应用大数据精准教学系统进行考试数据的采集与分析，并将结果应用到学校教与学的过程中。通过手机、扫描仪等各类智能终端设，识别图像、智能阅卷等技术，对教学过程数据进行采集与汇聚，分析和评价出每个学生对知识点的掌握情况、每个班级的问题，实现大数据支撑下的个性化教学，并基于教育评价理论建立了学业评价体系。在衢州一中，以英语作文批改为例，以前，英语教师逐一批阅一个班的英语作文，几个小时瞬间就过去了，效率很低。如今，衢州一中利用基于大数据的人工智能技术对英语作文进行自动批改，精准定位学生学习过程中存在的各种错误类别，并自动给出修改意见，学生修改后再提交批改，最多的作文批改了20多遍。现在，智能阅卷覆盖高一至高三三个年级，经统计，在17年8月至18年6月4日期间中，高一年级共进行56次阅卷，完成158077份试卷，高二年级59次，97748份试卷，高三110次，114719份试卷。每次阅卷均形成独特的班级报告以及学生个人学情分析报告。 这样的“人机对话”不仅减轻了教师负担，也提升了学习成效，将教师从原来繁重的批改中“解放”，转变为对学生提供个性化的考后辅导。不仅如此，在新高考英语考试形式和试卷结构发生大变化的背景下，大数据的应用更为学生的英语应用能力和写作水平的提高“出了大力气”，还有了不少“衍生品”。衢州一中英语教研组在大数据应用的基础上，为学生建立丰富的语料库，让多少有些让人望而生畏的英语写作变得“喜闻乐见”。 大数据的应用，正在给如今的教学带来颠覆性的变化，节省教师人力、提高教学效率，更在过程中回流影响着教师教学习惯、学生学习习惯，驱动教学方式的改革。 新高考下英语“作文之困”

从2016年10月份开始的浙江英语新高考、自主命题的浙江卷来看，考试形式与试卷结构均发生了重大变化，书面表达从原来的30分提升到40分，篇数增加到2篇，形式也在原来的基础上增加了概要写作和读后续写形式。这使得原本就棘手的英语写作问题越发成为师生的关注焦点，英语写作成为教学的重中之重。在教师方面，平时教学中，作文比重和篇幅的增加，一线英语老师批改作文的工作量随之大大加大，难以及时反馈。同时，在考试写作评分中，老师也难以按照较理想的速度批改，作文老师水平、主观态度的差异也会导致老师间出现评分偏差较大的问题，而且老师在阅卷过程中，很难迅速发现各种类型的抄袭作文，错批误批概率增加。从学生角度来看，学生对写作的焦虑也不断加重，不少学生疲于应付，学习压力随之增加。对于中学生，由于语言的输入量不足，英语写作力不从心，对于句式、词汇搭配、文体、逻辑等写作要求缺乏信心。 因此，如何提高对学生书面表达的反馈与指导，减少教师批改工作量成为广大教师特别是一线高三教师关注的问题。当英语作文遇上大数据1、速度之变

从5分钟到1.2秒

自从浙江英语新高考改革，启用自主命题的浙江卷后，书面表达比重大大提高，尤其是英语写作更是成了教学中的重头戏，而在平时教学中，一线英语老师批改作文的工作量比以往也大大加重，尤其是高三老师，一篇作文批完至少要5分钟左右。以2个班学生80人来计算，批完至少要耗费6个多小时，这无疑会牵扯老师大量的时间和精力。 2016年10月，学校高三英语备课组率先玩起了大数据，通过大数据精准教学平台，采取英语作文智能批改与教师批改相结合的方式，提升英语教学效率。在科大讯飞智学网上，进入英语作文批改功能，老师将学生手写的作文扫描进入系统生成Word文档，点击批改以后，系统将自动评分，最后形成诊断报告，全程只需几分钟就能直接反馈展示到教师和学生的个人端口上。整个批改过程只需平均1.2秒的时间，作文分数就会打出来，而且还有总评和按句点评。这是每篇英语作文的批改时间，而多篇英语作文的批改时间并不一定处于叠加状态，也会在后台同时进行，也就相当于一位英语老师以前要花费6个多小时批改的作文，只需要30分钟不到就能完成扫描、批改、反馈全部过程。2、诊断之变

从主观评判到多维度客观评价

作文作为英语试题中最具主观性的部分，在以往老师们的批改过程中，也是评判最主观的部分。由于题量大、频度高，教师评分的标准性不能很好地客观性地把握，缺乏一定的平衡性。而在人工智能平台上，通过对学校优秀教师及专家英语作文多次数据的收集，建立拥有海量词汇及语句应用的语料库，让机器学习相对科学合理的作文评判标准，从而形成系统科学的智能批改的语言评价工具。于是，评判一篇英语作文的优劣有很多客观的维度，比如词汇丰富度、从句密度、搭配错误率等等。把学生作文当作一个学习者语料库与后台的标准语料库做对比，如果越近分数就越高，越远分数越低。 而且，人工智能批改相对于教师批改，可以很好地规避遗漏、偏颇和不平衡性，可以相对更加科学系统的对学生每次写作做出评价和反馈。3、修改之变

修改“老大难”成了新版“升级游戏”

高三英语教师聂晓云在人工智能批改后台的大数据里发现，学生在线提交作文后平均修改2.35次，即学生在老师批改作文之后，自行修改了2.35次，最多的同学修改了12次，位列作文修改的榜首。“这在以往简直不敢想象。”聂晓云介绍，因教师批改任务重，每次作文批改完发放到学生手里时可能已经过去一段时间，学生比较难找到当时写作的内容和感觉，而且由于传统英语习作大多是纸质材料，已破损、易丢失，这使得不仅是老师还是学生都很难完整地保存好每次写作的第一手资料，能在试卷上反复订正的实在是少数。现在，学生可以利用电脑、pad、手机等媒介，及时登录，就能得到机器给出的分数和修改建议，根据反馈修改后再次提交，会得到比先前更高的分数。“及时的互动性和分数不断攀升带来的成就感，是学生如此投入的原动力，就像打赢了一场场升级游戏一样。”聂晓云说，学生借助平台的评价和反馈，自主反思自己在每次写作中存在的问题，及时订正，改进自己写作，提高自主学习的能力，有效的弥补了老师辅导在时间和精力上的不足。4、教学之变

从结果性教学变身全过程式个性化教学

学生多，教师少，再加上老师在时间和精力的有限性，这必然使得老师不能全面系统地指导每位学生每次写作。而且由于纸质资料和数据保存的难度性，学生很难形成一个完整的、系统的、成长型的知识积累，没有一个动态的过程性；同样，教师对学情的了解也很难完美地系统化，及时总结每次写作的得失，做到教学有的放矢。在英语教研组组长王秀琴看来，人工智能批改无疑给老师们一把提升教学效率的“利器”。智能批改能有针对性地、高效率地提升学生写作水平，智能批改系统会对当次作文出现的错误类型进行统计（包括名词单复数错误、动词错误、主谓一致错误、搭配习语错误等15种中高考常考错误类型），并按照错误人数多少进行排列，方便教师查看以便因材施教，节约备课时间，便于学生查看以各个击破，提升学习效率。“系统还会收集历次学生的作文错误分析和数据，形成大数据，我们可以帮助学生开展有针对性的辅导。”王秀琴说，同时，班级、年级的数据的各类曲线图也有利于学生自己进一步了解自身的学习状态，有利于激发非智力因素。针对学生的突出性问题，老师便可对学生布置“个性化”练习，真正实现“因材施教”。另外，教学的时空也由此有了拓展和延伸，由于学生在校手机和电脑使用以及时间的局限性，在课余时间，尤其是周末，学生可以利用媒介及时批改、纠错或借鉴平台的反馈和评价，课外教师利用移动设备课后课外对学生进行指导，突破时空限制实现无处不在的课堂。 大数据衍生教学变革

建立适合学生的丰富语料库

受大数据庞大筛选和分类功能的启发，王秀琴老师萌生了利用其建立写作语料库的想法，并与寇丽莉、徐鑫婷、钟丽超等老师一起开展了创建高中英语写作语料库的课题研究。 语料库主要有三大来源。 一是借助人工智能平台的“一键收集”功能，可以一键点击将当次批改的学生作文中获20—25分区间的优秀作文收集汇总到语料库中，学生随时都能在线调用学习这些优秀作文。二是在人工智能平台上，扫描上传的手写作文都可轻松转化为Word文档，教师可以在没有获得高分的学生作文中采集和积累一些优秀词汇、语块和语句，汇总到有效语料库中。这对学生也是一种鼓励。另外，教师还会上传自己在英文名著或国外各种作品中的“好词好句”，同样汇总到语料库中，可以在线阅读学习，亦可以汇编、打印成册供学生参考。正在带高三的钟丽超老师还会在自己的微信公众号上整理许多写作语料，让学生在校外也能随时学习。语料库对学生来说非常实用，王秀琴举例，学生在写作过程中中式英语层出不穷，比如在作文中经常出现“learnknowledge”这样的中式英语。将这样的语言搭配与语料库资料对比后发现，以英语为母语的国家中，使用“learnknowledge”的频率为零次，使用频率最高的是“haveknowledge”，所以，会建议学生使用“haveknowledge”。另外，学生在作文中对某一个动作的表达总是拘泥在一个常用词上，比如“笑”，学生们总是用“laugh”、“smile”，但其实在英文表达中一个“笑”的动作也有比如“哈哈大笑”“莞尔一笑”“”等多种表达。丰富的语料库让学生的每一次写作都感觉有“话”可说、有“料”可用并体验成功的喜悦，真正实现由“被动地写”到“乐于写”的转变。老师们和学生们纷纷表示对语料库“相见恨晚”。目前，从2017年8月以来，全校利用智能阅卷系统共进行了22次的作文智能批改，共智批12000多篇，形成优秀作文267篇，个性化辅导110多次，初步形成了英语书面表达的语料库。在语料库的驱动下，衢州一中的书面表达能力有了较大的提升，优秀作文比比皆是。让大数据变得更有“温度”

当大数据频繁且深入地应用在作文批改中时，一个新的问题和疑惑油然而生——机器能否像人一样欣赏英文作文的美感，从立意的角度对作文进行评判？毕竟一篇作文是有一定思想内涵的，不只是一串串没有温度的字符。事实上，目前人工智能技术没有发展到能让机器从立意的角度去考量一篇英语作文。哪些才是对教学最有帮助最有价值的数据，这其中需要借助传统教学中老师的经验。只有借助老师的经验加上大数据技术才能快速从海量的数据中挖掘出最有价值的数据维度，才能更好地帮助老师教学和学生个性化学习。在衢州一中，在应用人工智能大数据平台批改英语作文时，基于人工智能评判系统中对语篇、主题、逻辑等方面的局限性，英语教师会有针对性地开展了作文的评讲，开展了一对一的个性化辅导，让人工智能助力教师作文批改和教学，达到减负增效的效果。英语组老师开展了利用大数据辅助课堂教学，课堂上可以使用在线修改、实时交流、即时评价等多维度互动学习方式。课外，教师则利用移动设备对学生进行指导，突破时空限制，实现课堂的“无处不在”。教育的本质就是爱，有温度的教育应该是眼中有人、心中有爱。有温度的教育不是简简单单通过数据实现。细心的老师借助传统教学经验能快速从海量的数据中挖掘出最有价值的数据维度，发现数据背后学生的故事，感知他人心思和情感。衢州一中一位细心的英语教师兼班主任王老师，在几次高三英语测试与训练的数据分析中，发现该班一学生听力部分在知识图谱底部，通过了解该生家庭状况、努力程度、学习态度、智力水平、思想波动等，发现该生背负家庭期望的压力过大加上又走不出第一次高考听力失利的阴影，已形成严重的心理障碍，几乎失去信心，每遇听力测试就特别紧张以致不能集中精力。王老师适时鼓励，同时开出良方对症下药，帮助该生培养听前集中注意力分析试题的习惯与能力，一段时间后，情况有了明显的好转。大数据应用还存在一些不足

在大数据精准教学平台的应用过程中，衢州一中英语教研组也发现了不少新问题。将大数据引入教学，主要的瓶颈在于怎样采集学生的学习数据。传统的纸面教学和考查办法只能反馈一个分数，信息量不足以支撑个性化教学；如果让学生上电脑或手机学习，虽然数据采集很方便，但是教学可控性太差。 另外，不同的学生、同一个学生的不同方面，都具有发展不均衡性，所以要求数据有全面性；人的注意力是最宝贵的资源，一个阶段注定只能关注少量目标，所以需要对任务进行优先级排序；学生明确了目标，还要有对应的解决方案，才能落实到学习活动中，实现信息闭环

要落实因材施教必须落实三个步骤：

1）、全面了解学生词汇、语法，以及听说读写各方面的学习数据；

2）、从全面的数据中分析出每个学生当前分别需要优先关注的学习内容；

3）、针对每个学生的关注内容，分别选取或编制对应的学习资料。循着以上思路，衢州一中英语组与清华大学科技园专门从事英语教学大数据研究的“北京云知学科技公司”开展了技术合作。英语组从词汇、阅读、听力入手，对学生开展全方位的学习追踪，为每个学生建立自动化的学习档案，详细记录学生记住了哪些单词、练习了哪些语块和例句、看了哪些文章，并根据其能力发展随时调整其任务。 英语组通过为每个学生定制讲义，然后将用过的讲义进行扫描的办法向云知学公司的信息系统提交数据，云知学公司自动从扫描图片中解析出每个学生有哪些学习问题。让大数据在校园里发“声”

基于大数据的个性化教学不仅有效提高了学生的学习效率，而且由于每个学生都能在既能胜任又有挑战的难度范围内学习，也能有效激发学生的学习热情。2017年高考中，衢州一中学生英语成绩A等率比2016年提高了9个百分点