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张博 陈誉涵 王新颖 李园园.面向学生“学”的智能教育软件评估指标体系构建——《2023人工智能促进教育发展报告》节选五,2024,30(7):054-063.DOI:10.3969/j.issn.1673-8454.2024.07.006
摘 要: 当前智能教育软件市场样态纷繁,软件产品质量参差不齐,教育工作者难以根据教学场景需求选择合适的智能教育软件。通过梳理相关文献与资料,厘清当前智能教育软件评估的研究现状,对现有的教育软件评估指标框架体系进行分析,并根据当前面向学生“学”的智能软件应用场景形态,逐步构建涵盖课堂学习、自主学习、智能作业、社会实践、运动健康五大应用场景的智能教育软件评估指标系,以期帮助使用者在纷繁芜杂、良莠并存的智能教育软件中选到质量高且符合自己使用需求的产品,同时也为监管不同区域的智能教育软件建设和应用情况提供评估标准,规范智能教育软件的监管机制,促进我国人工智能教育应用的有效落地。
关键词: 智能教育;学生学习;智能教育软件评估;评估指标;优化智能软件应用场景
中图分类号: G434
文献标志码: A
文章编号: 1673-8454(2024)07-0054-10
作者简介: 张博,华东师范大学教育信息技术学系助理研究员,博士(上海200062);陈誉涵,上海市闵行区教育学院附属友爱实验中学教师(上海200241);王新颖,上海市黄浦区劳动技术教育中心教师(上海200011);李园园,华东师范大学教育信息技术学系硕士研究生(上海200062)
基金项目: 中国教育学会2023年度教育科研重点委托课题“人工智能教育发展指数研究”(编号:202300001101WTA)
《新一代人工智能发展规划》提出,利用智能技术开发智能教育助理,建立智能、快速、全面的教育分析系统[1]。2019年,教育部等十一部门联合印发《关于促进在线教育健康发展的指导意见》,从扩大资源供给、构建政策扶持、加强多元管理等方面,对促进在线教育行业发展提出全面指导及要求,并且明确指出要推进产学研用一体化发展,加强智能教学助手、人工智能教师等新技术在教育领域的应用,推动教育模式变革。在国家政策的推动和引导下,人工智能、5G、互联网、区块链、大数据等诸多新技术在教育软件中的应用成果显著。智能技术研发在不断突破,智能教育软件的发展趋势整体向好,各类智能教育软件如雨后春笋般地迅速涌现。
二、面向学生“学”的智能教育软件
评估现状
通过梳理人工智能促进教育发展的研究现状发现,人工智能教育目前备受追捧,有关其关键技术研发、技术赋能教育场景、发展水平评估的研究成果丰富,但现有的人工智能促进教育发展的评估研究多为细致层面的维度构建与现状评估,缺乏将人工智能促进教育发展以整体样态作为评估对象,难以全面考量人工智能促进教育发展水平的整体面貌。另外,随着人工智能技术的发展,智能教育软件产品层出不穷,在提高教学效率、变革学习方式等方面具有很大的潜力。然而,对现有产品的功能与效用评价多来自于开发者出于自身宣传的表述,缺乏客观、科学的评估体系以综合评估智能教育软件产品的质量和效果。因此,为综合评估我国人工智能促进教育发展的现实水平,本报告基于社会领域各类发展维度,系统审视智能教育软件的应用场景[14],同时凸显出智能教育软件的现实应用水平,据此构建人工智能促进教育发展的评估体系,为准确探析、清晰量化人工智能应用,促进教育发展的综合水平和差异性打开新视野。
三、面向学生“学”的智能教育软件
评估指标体系构建
面向学生“学”的智能教育软件评估指标构建主要分为两个阶段:评估指标的建立阶段和评估指标的修订与确立阶段。
(一)评估指标的建立阶段
首先,本研究以“学”为出发点,结合目前市面上智能教育软件赋能的学习场景,划分为课堂学习、自主学习、智能作业、社会实践、运动健康五个一级维度。
课堂学习:包括线下课堂、线上课堂、混合课堂等多种形式。学生在线下课堂中可通过相关智能教育软件与同学协作学习,实现教材课件内容的同步等;学生进行在线课堂学习时,可与教师进行远程同步互动,获得智能学情分析的帮助等。
自主学习:通过使用相关智能教育软件,学生可以获得自适应支持的学习服务,如学习路径规划、学习过程的动态分析、过程可视化、实时预警等。此外,知识图谱、自适应算法等可实现学习资源的自适应推送。
智能作业:区别于传统作业的无差异设计、内容重复机械、形式单一、负担较重等问题,智能作业可以实现个性化高质量作业的布置。智能作业相关软件可根据学科特点、学生学情和学习风格,推送设计科学、难度适宜、结构合理、负担合适的作业,帮助学生高效夯实课堂学习成果,查漏补缺。智能作业类型丰富,综合性、探究性和开放性强,更加重视学生高阶思维能力的培养。
社会实践:在此学习场景下,通过使用相关智能教育软件,学生可以获得实践活动平台的支持、实践活动的管理、实践相关资源的智能推送、实践工具的提供等。
运动健康:智能技术可智能识别学生的运动姿态,并提供矫正建议,也支持个性化运动计划的制定与调整、推荐相关运动资源、提供健康情况智能分析评估等。
其次,深入分析国内外教育软件评价指标架构和理论基础,并结合目前市场上的智能教育软件开发情况,确定该指标体系的三个一级指标。
最后,依据现有教育软件评估指标,考虑技术质量和功能、用户体验感、学生对实际应用场景需求等因素,将三个一级指标进一步细化出二级、三级指标。
(二)评估指标的修订与确立阶段

在指标体系初步建立后,邀请教育领域、软件开发领域专家,以及学生对指标进行讨论、反馈与修订,最终确定指标的各维度与指标体系。
在人工智能教育背景下,对智能教育软件进行评估,以软件的技术质量为基础,进一步探讨智能教育软件对用户的价值。在分析智能教育软件的目标用户需求与产品应用目标后,应将软件产品的开发焦点放在产品功能的设计与创作上,并需充分考虑用户满意度等要素。功能对于软件产品的重要性不言而喻,功能越强大、越符合应用场景的软件往往具有更高的用户满意度。因此,为了对智能教育软件的功能以及对教育场景的赋能效果进行较为系统的评估,本研究构建了面向学生“学”的智能教育软件评价三个一级指标:“功能属性值”“业务契合值”“魅力属性值”,分别对软件的功能质量和软件设计体验、软件的功能在不同学习场景下应用的匹配度、软件创新功能与应用三个方面展开测评,具体如表1所示。
1.功能属性值
功能属性值是对软件的功能完整性、质量、设计等方面的评估。在该一级指标下,为了评测软件所提供功能的丰富性,又设计了“功能完整值”这个二级指标,意在评价某一软件所提供的功能是否较为完整地覆盖了市场上同类产品的核心功能,并基于不同教育场景中软件功能的差异性,细化三级指标(核心功能指标)。而在功能有无的基础上,为了对功能使用的真实体验进行评估,在评估机制中进一步筛选剔除功能泛滥却粗制滥造的软件,增设了“功能实现值”这个二级指标,从用户对软件功能质量和软件设计质量设计的体验感受出发,完成对软件功能实现程度的评估。本研究选取《编程的原则:改善代码质量的101个方法》[15]一书中提出的非功能需求指标中的“可靠性、可维护性、可移植性、效率性”及指标解释,并加入功能性、易用性这两项指标,形成了智能教育软件评估指标体系中功能实现值的指标项。
在课堂学习、自主学习、智能作业、社会实践、运动健康五个一级维度下,功能实现值下设的三级指标(用户体验指标)相同。在软件的功能质量方面,设有六个三级指标:功能性、可靠性、易用性、可维护性、效率性和可移植性,用于评估软件产品是否有维持性能的能力、可被修改的能力、从一种环境迁移到另一种环境的能力等。在软件设计体验方面,设有三个三级指标:优先级、一致性和防御性。用于评估软件产品在围绕用户体验设计上是否符合优先级设计的原则、是否从防止误用和滥用的角度进行设计等。
2.业务契合值
业务契合值是对功能在各种学习场景中的应用匹配度进行评估,即软件功能是否完美地满足特定教育场景下应用的需求和效果。在课堂学习、自主学习、智能作业、社会实践、运动健康等五个不同的一级维度下,业务契合值的三级指标(核心场景指标)各有差异。
3.魅力属性值
四、面向学生“学”的智能教育软件
评估指标设计
结合市场上智能作业类软件的功能现状和实际场景中对于智能作业的需求,本报告对智能作业场景应用抽象出作业任务管理、作业情况分析、作业识别与纠错、作业激励制度、作业订正答疑、社交互动6个二级维度,并设计了19项三级核心功能指标、22项三级核心场景指标,基本涵盖学生智能作业的需求,并对每个功能集合从功能属性、业务契合和魅力属性三个角度进行了评估。
五、结语
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Construction of an Evaluation Index System for Intelligent Educational Software Oriented to Student Learning: Excerpt from the 2023 Annual Report on Artificial Intelligence Promoting the Development of Education (Ⅴ)
3.Shanghai Huangpu District Labor and Technology Education Center, Shanghai 200011)
Keywords: Intelligent education; Student learning; Intelligent educational software evaluation; Evaluation indicators; Optimizing intelligent software application scenarios
期刊简介
《中国教育信息化》创刊于1995年8月,是由中华人民共和国教育部主管,教育部教育管理信息中心主办,面向国内外公开发行的国家级学术期刊。期刊内容力求全面深入地记录我国教育信息化的建设进展、研究与应用成果和行业发展状况,开展我国教育信息化发展状况调研和教育信息化国际比较研究,服务于国家教育宏观决策;力求全面准确地把握教育信息化相关的方针政策和标准规范,及时追踪ICT前沿技术的发展趋势及其与教育的融合,深度挖掘教育信息化建设与应用的体制、机制创新,服务于我国教育信息化实践。
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