华东师大携手微软为教育数字化转型探路——“小花狮”作文智能辅导系统

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<article><section data-type="rtext">摘要：本案例描述了在教育数字化转型的大背景下，华东师范大学和微软亚洲研究院在人工智能技术辅助教师写作教学和培养学生写作核心素养发展方面所做的积极探索。双方联合推出的作文智能辅导系统教育产品“小花狮”立足于推动中小学作文基础教学的数字化转型，服务于一线语文教师和广大中小学生，以培养学生语文核心素养和中文写作能力发展，实现教育教学活动的减负、增效、提质为主要目标，以教育学、心理学原理和义务教育语文课程标准（2022年版）为指导，基于大规模预训练语言模型的自然语言处理和中文写作自动测评等人工智能技术，帮助教师实现更有效的语文习作教学活动，辅助学生自动定位写作错误和难点，提供写作优化建议。经过合作学校的前期试用，“小花狮”不断吸取采纳学科教研员的反馈意见和教育专家建议，目前已经能够基本满足一线教师的实际使用需求，并获得初步好评。关键词：教育数字化转型；教育测评；智能教育；AI作文辅导；小花狮案例正文：“打开作文，拍照上传，等待一小会儿，我们就能看到‘小花狮’给出的作文批阅结果啦！蓝色划线的是识别出的写作亮点，红色划线的是识别出的待改进部分……”随着现场工程师的演示操作，一篇小学四年级作文《新龟兔赛跑》在十秒左右的时间里，就完成了图文识别转换的过程，并迅速给出了作文的智能化测评结果，其中包括6处字词句错误和4处写作亮点——这是发生在2022年世界人工智能大会教育论坛的展台体验区的一幕。这款名为“小花狮”的中小学作文智能辅导系统，是由华东师范大学和微软亚洲研究院联合研发推出的智能化教辅产品，旨在推动中小学作文基础教学的数字化转型，服务一线语文教师和广大中小学生。<img data-alt="图1.“小花狮”作文智能辅导系统" src="//img.huanqiucdn.cn/dp/api/files/imageDir/fcdab5b54396f3c8e3a666fc74a146e5.png?imageView2/2/w/1260" />智能技术，赋能教育数字化转型教育是引领社会未来发展的基石，在实现教育的高质量发展和推进教育公平性、普惠性的道路上，教育的全面数字化转型已是大势所趋。近年来飞速发展的人工智能技术在知识与技能的传授、规则化学习方法的掌握等培养学生关键能力方面有着显著优势，并逐步走进真实的教育场景。“小花狮”作文智能辅导系统在充分把握义务教育语文课程标准（2022年版）的导向要求和确保教育公平的基础上，综合应用了多项前沿的人工智能技术，包括中文手写光学字符识别（OCR）技术、基于大规模预训练语言模型的自然语言处理（NLP）技术和中文写作自动测评技术等。其中，光学字符识别技术就像是“小花狮”的“眼睛”，同学们拍照上传的作文照片，“小花狮”只要 “看”一遍，就能把照片中的文字信息提取出来，保存在计算机系统中。即使有些同学的字迹比较潦草，甚至有涂抹修改的痕迹，“小花狮”的这双“慧眼”也能保证识别的准确率在95%以上。提取信息之后，如何才能让“小花狮”这样的计算机系统理解博大精深的中文呢？这时该自然语言处理技术大显身手了。“小花狮”通过先期学习大量的语料数据，建立了一套中文句子识别的流程，即经过对语言文本的分词、清洗、特征提取、相似度计算和词向量训练等过程，最终让计算机能够处理、理解中文语言，实现了同学和“小花狮”之间的沟通。有了自然语言处理技术，“小花狮”不仅能够“识字”，还能够进一步理解作文中的句子和段落大意。<img data-alt="图2.“小花狮”作文拍照上传和分组核对" src="//img.huanqiucdn.cn/dp/api/files/imageDir/18ca9f7af91b43bcdaeb91abca0029bb.png?imageView2/2/w/1260" />中文写作自动测评技术是“小花狮”能成为一位作文点评老师的关键所在。“小花狮”不仅会给出作文的分数（评级），还会给出针对性的修改意见和优化建议。“小花狮”自带的智能算法，将作文浅层分析结果，例如词数、成语数、词汇丰富性、句子数、段落数等用作构建自然语言处理的特征。而深层的评价结果，如语句的流畅度和逻辑性，计算机则需要融合语言学、教育学和作文教研专家构建的知识图谱进行打分。在中文写作自动测评技术的任务中，流畅度和逻辑性测评的问题被进一步划分为断句错误、重复、缺失、杂糅和标点错误这五类。语言模型预先输入大量优秀作文进行迭代训练，从中捕捉到优秀作文语句的行文规律，以用于对后续作文的评测。模型也会对段落、全文中的逻辑关系建立逻辑结构树，帮助教师和学生分析文章结构，实现逻辑分类。躬行实践，助力教育减负增效提质“小花狮”作文智能辅导系统的功能涉及写作的教、学与评等环节，可用于课前备课、课中教学与课后练习等多个场景。华东师范大学教师教育学院教授叶丽新表示，“小花狮”追求的是在符合写作和写作教学规律的前提下，成为教师的好帮手、学生的好伙伴。它的核心功能之一是为学生的写作提供及时、有针对性、细致的评价反馈，在教师日常感到心有余力不足的环节发挥作用，引导学生在修改中提升写作能力。系统的核心功能之二是支持学生互评、教师复评，凸显了写作的表达和交流属性，有助于让写作和基于写作的交流成为一种自然的习惯。“小花狮”的教师端是一个智能化的教学辅助平台，系统支持教师设置单元习作任务、小组互评任务和合作式写作等教学活动，在系统自动给出智能初评意见后，教师可以进一步通过点选标签、新增评价和语音点评等方式快速地复批作文，还可以查看学生修改历史记录，设置优秀范文和打印在线批改结果等。“小花狮”的学生端则是一个智能化的学习测评平台，系统支持学生即时拍照上传作文、智能化自动评阅，进行学伴互评互改、查阅优秀范文和查看学情变化趋势等，帮助学生快速地定位写作错误和难点，在自我修改和相互修改的过程中提高写作能力。<img data-alt="图3.“小花狮”作文的字词句点评" src="//img.huanqiucdn.cn/dp/api/files/imageDir/30073cfa0bbfc8b626dc035b6c4cb91c.png?imageView2/2/w/1260" /><img data-alt="图4.“小花狮”作文的教师复批点评" src="//img.huanqiucdn.cn/dp/api/files/imageDir/1109e937bb0c4fe207469c1aad8bfdc0.png?imageView2/2/w/1260" />在使用了“小花狮”作文智能辅导系统之后，班级教师可以更轻松地定位学生作文中细枝末节的问题，例如错别字、标点符号误用、上下文不连贯、句子成分残缺或者重复啰嗦等，在方便教师批改的同时，减少老师手写批改的工作量，从而帮助实现“减负”目的。经过统计，在使用了“小花狮”之后，班级作文的写作批改周期从以前的1至2周缩短到了4至5天，有效缩短了教学周期。学生在上传作文后能够很快地得到一个基本评价，并了解自己作文中的主要问题，相比较于传统的老师当面点评作文，教学效率得到了显著提高。一些老师还使用“小花狮”在教学过程中组织小组互评、互改活动，在丰富教学形式的同时提升了班级同学写作文的积极性，为作文教学实现了“提质”。“‘小花狮’在分担教师压力的同时，也十分重视教师的智慧，教师有较大的设计和作为空间。期待未来‘小花狮’能给我们带来更多的惊喜，让AI、学生、教师之间能有更多、更好的互动。” 叶丽新说。<img data-alt="图5.“小花狮”作文的学生端班级作业" src="//img.huanqiucdn.cn/dp/api/files/imageDir/6349c752ca55b23a93cf1640087752c7.png?imageView2/2/w/1260" />此外，“小花狮”作文智能辅导系统对平台硬件的要求较低，只需要在手机、台式计算机等日常电子终端接入互联网即可使用。“小花狮”用线上线下相结合的方式辅助培养学生写作素养，利用大数据和互联网技术打破时空限制，把优秀的教学经验推广、赋能欠发达地区，将促进教育的普惠性和公平性，有效助力国家教育数字化转型战略的实施。不忘初心，发展有温度的智能教育“小花狮”作文智能辅导系统自发布上线以来，已经在上海、江苏、四川等地的多所合作中小学校中使用，并在历次的用户调研和教师访谈中收获众多积极评价。部分一线教师反馈，使用“小花狮”后，教师可以从寻找学生错字病句等耗时费力的工作中解脱出来，从而有更多的时间聚焦于学生们的审题立意、作文结构组织和表情达意等高层次写作水平的指导。一些学生们也反映，在“小花狮”的帮助下，他们能更及时、有效地收到作文的批改反馈，还能在随笔天地中随时发表自己的所想所感等。有了这样一个自由的写作小天地，他们逐渐变得更愿意、也更善于写作表达了。<img data-alt="图6.华东师大郑蝉金副教授赴上海金洲小学组织教研活动" src="//img.huanqiucdn.cn/dp/api/files/imageDir/29d848bee235a592b67148210ab63bf4.png?imageView2/2/w/1260" />发展有温度的智能教育，是华东师范大学和微软亚洲研究院在面对人工智能时代教育变革的使命和初心。“小花狮”作文智能辅导系统将始终以服务一线师生为宗旨，以培养学生的语文核心素养和中文写作能力发展为目标,在智能技术辅助教学和教育数字化转型的领域中探索前进，努力为发展有温度的智能教育贡献自己的力量。<img data-alt="图7.“小花狮”团队赴上海市宝山区实验小学开展用户培训" src="//img.huanqiucdn.cn/dp/api/files/imageDir/ed36429556abd451c255bba494bfbb0b.png?imageView2/2/w/1260" /></section></article>

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