天津北方网讯：根据《天津市深化考试招生制度改革实施方案》，从2020年开始，高考录取总成绩由统一高考的语文、数学、外语3门科目成绩(每门满分150分)和高中学业水平等级性考试科目成绩(6门科目自主选3门，每门满分100分)组成。这就意味着高考仍由6门科目组成，其中的3门是必选项，即语文、数学、外语，而另外3门则是选考项，考生可以从物理、化学、生物、历史、地理、政治这6门中任意选择3门。
从6门中选择3门有多少种可能？运用排列组合公式计算得出的答案是20种。在这种情况下，曾经的传统行政班的教学模式显然已经无法满足学校和学生的实际需求。分层选课走班将成为本市高中应对新高考的“必然选择”。在选排课组织过程中，学校要根据学生不同学科的学习成绩和能力进行分层走班教学，同时还要依据学生不同学科的成绩排名，帮助学生进行选考科目选择。
不过，对于每一所高中校来说，有着20种“可能性”的选科走班都是一件极其复杂的工作，伴随着它的开启，上课课表怎么编排、学生如何选科、教师如何对学生进行分层、学校如何组织管理等成为急需解决的实际问题。近日，记者走访本市多所高中学校发现，在这一轮新课改中，以“人工智能”为代表的信息化应用成为这些学校应对新高考和新课改的共同之法。
选课排课软件成多校标配
“本学期伊始，面对新高一学生进行的新课改也拉开了序幕。在新高考的背景下，学生们根据自己的兴趣有了更多的选择，选课走班也成为必然趋势。”天津二中校长孙方说。
据了解，本学期开学后，天津二中针对音乐、体育、美术、信息技术等几个学科推出了“分项式课程”。比如，艺术课程设置了“静与动的图像艺术”“天籁如你──歌唱技巧与实践”等五个分项式课程，学生完全可以根据自己的兴趣特长和未来发展方向自主选择。同时，天津二中还在人文类学科开设了“分类课程”。以英语学科为例，每周除部分课时学生们在行政班中学习外，其余课时，学生们还可以根据自己的实际学习需求，在“听说能力”“悦读助力”“好玩的写作”等五个分类课程中作出选择。
“学生们可以针对自己的薄弱项目进行强化，也可以从兴趣出发进行拓展。新课改后的课堂教学不再是千篇一律，针对每个学生的学情科学制定特色化、个性化的课程菜单。 ‘一人一课表’已成为教学常态。”孙方介绍说。
据了解，天津二中今年的高一新生大约有400余人，“一人一课表”相当于全年级有400余份张贴着个人标签的个性化课表。那么要排出这样一份大课表，需要多大的工作量呢？
“传统的排课方式显然已经不能适应新高考下的选课走班，如果采用人工传统的方法来进行排课，对于6选3带来的20种组合的体量，可能需要几个星期甚至更长的时间来完成，而且很难保证精准度。但有了人工智能算法的助力，这样一件看似复杂的工作，可能在几个小时内就能完全搞定，能够在最大限度上基于学校的资源约束，实现课表的最优化，满足学生意愿。”我市某科技公司负责人曹奉平表示。
针对新高考开发的“智能分层选课排课软件”已应用到了本市多所高中。天津二中就是其中的一家。
“我们从2016年开始尝试使用智能分层选课排课软件系统。该系统实现了学生网上在线选课、智能排课、分层教学。目前学校已利用该系统进行了天津二中课程体系中的语文、英语微分类课程的选排课，体育、艺术、信息技术分项课程的选排课，校本课程的选排课，以及研究性课程课题选报和等级考科目‘6选3’的两次选科试选工作，分层教学已经从数学学科开始逐步推广。”孙方介绍说。
大数据助力学生选科指导
新高考的最大特点就是给了学生自主选择的权利。但是，面对从6个学科中选择3个学科，20种可能性，什么样的组合能够称之为“最优选择”呢？
这个学期开学后，面对学校里一次次召开家长会，对于新高考、新课改相关信息的普及，众多学生和家长还是很茫然。“听得越多，心里就越没底。作为家长总是希望能够帮助孩子作出一个最优化的选择，但是谁又能真的算清？”高一学生家长田芳无奈地表示。家长们之所以会出现这样的心态，主要是因为在很多人看来，新高考不仅是对孩子综合知识的考量，似乎也意味着一场博弈。“高校招生时不同专业会对报考学生的选考科目有所要求，同时，考生最后的学科得分也不是实际卷面分数，而是根据在所有考生中的成绩排位，对应等级得出计入高考的总成绩……这些因素导致了最终的不确定性，所以到底该怎么选择报考科目，真的是件头疼事。”田芳说。采访中，记者发现，像田芳这样目前仍处于迷茫中的家长不在少数。
从开学至今，天津市第二南开学校针对高一新生已做过三轮问卷调查，对于今后打算“选考”的科目和“肯定不选”的科目，很大比例学生的选择一直在变，“家长们考虑的东西比较多，一般情况下，他们会尊重孩子的兴趣，但也想在此基础上，尽其所能地作出一个比较优化的选择。所以，几轮调查做下来，学生们的选择一直在变。”副校长璩巍告诉记者。为了帮助学生们找到自己的兴趣，该校开设了生涯规划指导，对所有学科进行充分的解析。此外，大数据系统也成为学生们选科的得力助手。
据了解，学校从2017级高一年级推出基于大数据的“选科指导系统”，它是将高一学生从入学以来的每一次考试成绩进行录入，按照自定义算法规则，采用“排位类比”法，计算出每一个学生每一学科在年级的百分比，为每位学生生成图文并茂的选科指导报告，推荐和预测学生的最佳组合方案。根据报告，学生可以清晰直观地看出每种组合自己的成绩走势，找到适合自己发展的学科优势组合。“这套基于大数据下的选科指导的优势在于学生的成绩是动态实时发生的，通过系统平台，随时记录学生的学业成绩汇聚大数据，可以一直跟踪学生的学业发展状况，让学生和家长随时掌握学生的学习情况，一方面督促学生学习，另一方面给出的不同组合的排位情况也可以成为学生选科依据。学生和家长可通过校园网，随时登录查阅。”璩巍说。
在选科指导系统的基础上，第二南开学校还针对在校的高中学生开展脑AT技术测试，即通过测试个人的人格、兴趣、潜能特点等108个人格维度、14大项基本潜能、1838种职业，来测量个人的最佳潜能优势结构模型。学生在三个小时测评后可得到一些相关数据，例如，专业定位结果、最佳职业领域、专家深度分析、职业潜能、人格特征的详细指标等内容。“无论是大数据系统还是脑AT技术，开设这些的最根本目的就是通过‘人工智能’这种方式，帮助学生科学地选择既符合个人兴趣，又具有学科优势的考试科目。”璩巍说。
分层个性化教学成就智慧课堂
随着天津高考改革的全面实施，传统的班级授课形式面临新的挑战。为了学生的个性化需求，根据学生学习情况因材施教，解决“教学班”与“行政班”之间的管理矛盾，分层教学成为不少学校的“首选”。在这一过程中，人工智能同样也在扮演者“重要角色”。
近日，记者走访了天津市第十四中学，发现人工智能助力分层教学，给该校教学和管理方面都带来了不小的变化。
“只需要点开‘易分层’这个应用，教学进度和学生的学习情况就一目了然了。”高一年级数学老师刘秋蔚点击手机上的“易分层”，向记者介绍道。
如今，人工智能搭建的教学系统已成为学校的教学“利器”，全面覆盖了教学过程中的各个环节。学生和教师只需在手机上下载“易分层”应用，便可登录进行即时互动。在课前，任课教师通过系统上的学习数据分析了解学生对知识点的掌握情况，对于普遍存在的问题重点讲解，实现精准教学；在课堂上，教师可以随时发布试题进行课堂检测，掌握学生接纳、吸收情况，合理控制教学节奏；在课后，定时的作业检测和分层的作业布置不仅实现教师的减负增效，也逐步培养了学生的学习习惯。
记者登录该系统的教师端看到，在页面上方系统会自动根据教师授课年级对当天的教学进度进行推送。系统内设有分层试题资源和校本资源题库，教师既可以从中选择相应试题，向不同学习程度的学生推送，也可以上传自己的教学微课，实现资源共享。同时，教师可以在系统内查看班级学生的作业报告，提交时间、正确率、作业用时、学生排名等数据一目了然。
除了在作业布置和课堂检测方面的优势外，对有需要的学生进行个别辅导这一功能同样亮点颇多。在分层教学的模式下，行政班和教学班存在着明显的矛盾。“比如我是教化学的，但是这个教学班中的学生不一定是我的行政班的学生，‘易分层’很好地解决了这个问题。”刘老师说。只要登录这个系统，教师可以随时根据学生的检测情况找学生“私聊”，进行一对一的答疑解惑，定制专属的个性化服务，行政班所带来的限制便随之弱化。通过使用“易分层”系统积累的学生常态学习数据，又可以更好地支持学生后续的选班、选科，使得分层教学和选课走班有机地融合在了一起。
如今在本市，像十四中这样实现科技与教育融合的学校越来越多。建设“智慧课堂”，解决“新高考”带来的阶段性困境成为众多学校共同的目标。随后，记者又走访了东丽区的天津市第一百中学以及天津市滨海新区塘沽紫云中学进一步了解分层教学的应用情况。
天津市第一百中学数学学科教研组长何立龙老师已经连续使用“易分层”系统两个学期了，每周末使用一次，何老师认为这样减少了学生平时使用手机对于学习的干扰。采访中何老师对“易分层”系统的认可溢于言表，何老师认为该系统主要有以下几个特点：首先，资源丰富。教师可以根据本周所讲的内容选择重点题型进行训练，同时也可以补充上课未讲的知识点。其次，针对性强。教师从“易分层”APP上既可以看到每一个题的准确率，又能够看到每一个学生的答题情况。这样老师就可以根据系统的反馈数据，在课上进行有针对性的讲解以及课下找个别同学单独交流。第三，学生受益匪浅。经过长期的使用，“易分层”APP会为每个学生个性化推荐学习内容，并自动生成一份个性化的错题本，督促错题重做，使得每一个学生在数学的学习上都有了较大的提升。
从这学期开始，数学学科应用易分层系统被应用于紫云中学的新高一学生中。在何斌老师的班里，本着自愿的原则以及能区分易分层使用效果的原则，在开始阶段他只对班级的20名学生进行易分层的使用(班里一共40名内地生)，这样是希望能有一个对比的效果出来。“有一次我需要外出学习，在这个过程中，我无法每天都留作业，那么通过使用易分层，可以非常方便地远距离留作业和检查作业，这样我觉得特别的方便，相对而言也有利于学生的学习。两个分组的学习情况对比还在持续观察中，不过我觉得，易分层在分层管理、智能推送方面的优势还是很明显的。”何斌说。
智能手环和班牌成管理帮手
在你的记忆中，曾经上学时老师是如何记录考勤的呢？通常情况下都是老师站在讲台上点名，学生起立答“到”这样一个流程。但如今，随着信息化时代的到来以及高中新课改的不断深入，这样的传统方式已经被“人工智能”所取代。智能手环正在登录高中校园……
据记者了解，为应对新课改，西青区5所高中学校已经先行先试，为高一近2000名新生配备了智能手环。走访中，多位校长向记者介绍了智能手环的作用：首先，这枚手环是学生身份的象征，待“主人”完成身份认证后，只要在规定的时间进入教室上课，即可实现自动定位考勤。其次，学校采取走班教学后，每个学生的课表不同，即“一人一课表”，与传统模式下的纸质课表相比，学生只要拿着手环在每个教室的电子班牌上面一刷就可以查看到自己的课表。此外，智能手环还可以显示时间，充当手表的基本功能；同时配置相应传感器，配备实时监测学生运动情况，比如记步数、公里数、卡路里消耗等，支持体育课程健跑数据的采集，“这个智能手环，还能够实现一卡通的所有功能，比如食堂刷卡就餐、场馆预约后刷手环开门禁、图书馆借阅等。”
“近几年来，伴随着物联网技术的深入发展，以智能手环为首的穿戴设备正逐步进入校园，构建智能感知校园环境，实现学生的身份认证、信息采集与广播，助力新课改下学校考勤、校安管理、生活服务等”，曹奉平表示。
与智能手环相关联的便是智能班牌。据了解，目前，智能班牌已应用于本市多所高中学校。近日，记者在天津市微山路中学看到，高一年级所有班级以及多功能室，配备了超薄的智能班牌。在这个差不多21.5寸大小的电子显示屏上，显示的是班级信息，当前课程信息、班级活动信息以及学校的通知信息等。无论学生使用的是智能手环还是个人的信息卡，只要在电子屏前轻轻一刷，即可显示该学生的课程信息以及所在班级的任课老师信息和班级文化理念。“除了记录考勤，显示‘一人一课表’外，智能班牌还可以进行个性化设置，每班可根据自己的特点，对外展示班级文化，活动照片，优秀学生等不同风格。可以说，智能班牌的应用对于班级，课程，师生都带来了便利。”微山路中学教导主任齐秀云表示。
观点
连日来通过对多所学校的走访，记者发现，人工智能已经被广泛地应用于现代化的课堂教学中。随着科技的进步以及信息化的飞速发展，人工智能与传统教育到底有着怎样的联系？
天津市第二中学校长孙方：
人工智能作为信息技术的高阶应用，正在推动着教育教学改革与教育创新向更深层次发展。
人工智能给现今的教育带来了机遇和挑战。人工智能取代简单重复的知识传授和记忆，利用各种智能感知设备和技术改变我们的校园生活，通过语音与图像识别系统不断改变学生的学习方式，数据采集和分析系统使学校管理更优化。
面对这一系列变化，促使我们的教育必须思考如何更好地回归人性本质，明确全人教育的目标定位。不能停留在现有知识和技能的传授上，应该教给学生认识世界、探索世界、改造世界的思维方式和方法，注重培养学生的同理心、创造力、思维力和沟通力，帮助学生找准自己在社会中的人生价值坐标定位。
一方面，在未来教育中人工智能可以替代教育管理和教育教学众多的简单重复环节，但无法替代教育的个性化和人文性环节。人工智能和教师智慧将会相辅相成、协同促进教育发展。教师可以借助人工智能面向不同性格特点和需求的学生，处理多样化的教育教学问题，设计实施定制化学习方案，满足学生个性化、多样化的成长和学习需求。
另一方面，教师教育智慧的充分展现才能够使人工智能在教育领域的应用更加完善和优化。教师和教育管理者结合自身教育教学经验对人工智能的创新性使用，才能发挥人工智能的最大优势，终将成为人工智能时代未来教育的最佳表达方式。
天津中科汇智科技有限公司总经理曹奉平：
伴随着教育信息化推进的不断深入，人工智能和大数据在教育中的应用影响越来越大，但究其行业的特殊性及场景的复杂性，与其说是被替代，倒不如说赋能更合适。人工智能技术给教育赋能主要聚焦以下三个层面：
AI赋能精准教学：高考新政促使分层分类分项等教学模式诞生，技术的应用在一定程度上解放了教师繁琐的日常工作，比如课堂测验、作业批改、自动判卷等，从而使他们更多的精力转移到如何思考因材施教，给学生提供个性化的教育，回归到教书育人的本质。
AI赋能个性学习：构建基于知识图谱的个性化自适应学习体系，收集学生作业、课堂即测等数据，对不同学生的学情进行个性化诊断，实时测评每一个学生在每一个知识点的掌握水平，并且通过神经网络算法方法分析学生在当前知识点以及相关知识点的能力水平，为每个学生制定有针对性的辅导内容和个性化推荐的练习。
AI赋能科学决策：通过智能搜索算法，把学校教师、教室、学生、课程等资源输入机器进行计算，给学校排出一个充分满足学生选科意愿的最优化的课表；构建基于主题的数据仓库，通过驾驶舱、仪表盘、晴雨表等可视化方式提供智能预警，发现问题，辅助决策等。(“津云”新闻编辑曲璐琳)
