2020智能教育发展蓝皮书：人工智能助力因材施教.pdf

智能教育发展蓝皮书人工智能助力因材施教讯飞教育技术研究院认知智能国家重点实验室智能教育研究中心2020年12月11日2020年12月7日，2020国际人工智能与教育会议现场，教育部部长陈宝生在致辞中提出，人工智能等新技术向我们展示了变革教育的巨大潜能，人工智能将为促进个性化发展提供更多可能，新技术的应用将创造更加个性化的教育环境。2020国际人工智能与教育大会陈宝生致辞2019年5月16日，习近平主席在向2019国际人工智能与教育大会的致贺信中提出：“积极推动人工智能和教育深度融合，促进教育变革创新，充分发挥人工智能优势，加快发展伴随每个人一生的教育、平等面向每个人的教育、适合每个人的教育、更加开放灵活的教育。”2019国际人工智能与教育大会习近平致贺信技术赋能的因材施教智能技术助力“科学识材”智能技术助力“精准施教”智能技术助力“发展评价”相关产品及行业趋势背景和意义因材施教相关政策与理论利用智能技术助力因材施教、破解大规模个性化教育难题，成为新时代教育发展的重要使命。基于此，讯飞教育技术研究院在去年2019智能教育发展蓝皮书的基础上，结合近年来国内基于技术开展个性化学习和因材施教的实践探索，对智能教育背景下技术赋能的因材施教进行系统研究，撰写了2020智能教育发展蓝皮书人工智能助力因材施教研究报告。本报告作为“智能教育发展蓝皮书”系列研究之一，聚焦于智能教育深入发展中的“人工智能助力因材施教“这一主题进行深入探讨。目录CONTENTS一背景和意义二因材施教相关政策与理论三技术赋能的因材施教四智能技术助力“因材施教”实践案例五因材施教相关产品及行业趋势 1.智能时代多样化创新人才培养的迫切需要当前社会正处于教育领域转型发展的关键时期。智能时代对于多样化创新人才培养的需求，促使教育教学模式加快变革。利用智能技术助力因材施教落地，破解大规模个性化教育难题，成为新时代教育创新发展的重要使命。2.信息技术与因材施教深度融合的重要举措一一(一)智能时代多样化创新人才培养的迫切需要智能技术既为经济社会发展注入新的动能，也对当代人力资源发展提出了更高、更新的要求。相比工业时代严格服从和高度专业化、标准化的人才相比，智能时代需要教育培养的是有创新能力、有个性特长的多元人才。智能时代经济社会发展亟需培养大批多样化创新人才智能时代人才培养需求的变化，以及智能教育理论与实践的进一步发展，迫切要求教育教学模式加快变革创新，全面推动信息技术与教育深度融合，加速推进大规模个性化教育，构建人本、开放、平等、可持续的教育新生态。人才需求变化和智能教育发展加速推进大规模个性化教育一(二)信息技术与因材施教深度融合的重要举措因材施教是一个源自古代而又长久不衰的话题，其内涵随着时代的发展不断被修正和拓展。上个世纪末至今，随着信息技术的快速发展及应用，为因材施教的实施提供了重要的技术支撑，因材施教进入了规模化实施新阶段。智能时代背景下因材施教发展进入新阶段在智能技术的增能、使能和赋能下，因材施教必将呈现新样式、新形态。我们需要从思想理念、教学模式、方法手段等方面重新审视因材施教的内涵和实践方式，用技术赋能实现识材、施教、发展诸方面的变革创新。智能技术赋能的因材施教将呈现新样态在智能时代，发扬因材施教思想，落实全面而个性发展的教育目标，需要对因材施教的政策要求、发展阶段、基本内涵进行梳理分析，从而为因材施教的落地应用提供参考和依据。二 2.因材施教主要的发展阶段 3.智能时代因材施教呈现新的内涵 1.国家政策关于因材施教的宏观要求二(一)国家政策关于因材施教的宏观要求1944年毛泽东在关于陕甘宁边区文化教育问题的讲话中提出了学校要遵循“三七”制度，强调教师要先向学生学习，了解学生的想法。1978年邓小平在全国教育工作会议开幕式讲话中指出“尽可能使每个人按不同的条件向社会主义和共产主义的总目标前进“。2016年习近平在北京市八一学校考察时指出教育要注重以人为本、因材施教。2007、2010、2012、2016、2017、2020等六届教育部年度工作会议及全国教育工作会议对因材施教进行了直接阐述。2015年刘延东在第二次全国教育信息化工作会议上提出要依托信息技术营造信息化教学环境，促进因材施教、个性化培养。2018年杜占元在第四次全国教育信息化工作会议上指出要构建“互联网+”条件下的人才培养新模式，实施因材施教、个性化学习的新型教学组织方式。改革开放以来有18个直接或间接提及因材施教的政策文件，这些文件可分为6类，分别在如下方面提到因材施教的相关要求：教育改革与因材施教教育信息化与因材施教教学质量提升与因材施教课程改革与因材施教教师发展与因材施教素质教育与因材施教发展特征因材施教的思想原型初步形成，作为朴素经验被继承和传播。因材施教在实践中不断被概括和提炼，“因材施教”词语正式形成。因材施教随着教育发展而不断丰富。技术为因材施教的规模化实施提供了有力支撑。代表人物孔子、墨子、孟子、荀子、学记作者、董仲舒、郑玄、徐干等。韩愈、张载、程颐、朱熹、王守仁、王夫之、魏源、郑观应等。蔡元培、陶行知、杨树森、周龙影等。雷朝滋、余胜泉、刘邦奇、杨现民等。主要内容因材施教的思想原型始创于孔子，并被不断继承和发展，秦汉时期的“罢黜百家，独尊儒术”、“兴太学，置明师”推动了因材施教在封建教育系统中的广泛采用。随着唐宋思想变革、宋儒义理之学的兴起，经过数百年的封建社会教育实践，因材施教在实践中被进一步提炼和概括，逐步成为教育领域中的一个专有名词。随着新型教育思想的引入和学校教育的广泛实践，因材施教从为培养“封建士大夫”服务转变成为培养“全面发展的人”服务，并不断被赋予更现代化的内涵和特征。上世纪90年代以来信息技术的快速发展和技术与教育的深度融合推进了教育教学改革与创新的纵深发展，为因材施教的真正实现提供了有力支撑。二(二)因材施教发展的主要阶段770BC1912221BC9601368早期实践阶段（先秦、秦汉时期）概括提炼阶段（宋、明、清时期）丰富发展阶段（民国、新中国建立初期）规模化实施阶段（20世纪90年代至今）2201636194919902020二(三)智能时代因材施教呈现新的内涵智能时代的因材施教，就是因材施教思想和原则在智能技术背景下的深化发展与创新应用，通过智能技术为教学系统赋能，助力规模化因材施教的实施，创新智能化、个性化教育教学模式，发展适合每个人的教育，促进学习者全面而有个性的发展。智能时代因材施教的新内涵考察因材施教的新视角过程观主体观目的观价值观时代观新时代考察因材施教的新视角从字面意思理解，“因”是根据，“施”是实施，“教”是教育活动，“材”主要指“学生”，包括学生的生理、心理和社会差异等各种特征。四个字合起来就是指针对不同受教育者（即学生）的生理、心理和社会差异，开展适切的教育活动，最终促进学生的个性化成长和全面发展。因材施教的一般内涵+因材施教教学模式搭起了因材施教教学理念与教学实践之间的桥梁，在智能技术赋能下，促使“因材施教”走向“可因材施教”。三 1.技术赋能的因材施教概述 3.基于大数据精准教学系统的因材施教教学模式 4.基于自适应学习系统的因材施教教学模式 5.基于智慧课堂信息化教学平台的因材施教教学模式 2.助力因材施教的智能技术基本框架三(一)技术赋能的因材施教概述技术赋能的因材施教实践框架通过借鉴差异化教学模式的研究成果，结合教师在一线实施因材施教的现实场景，形成因材施教教学实践的一般框架。主要包括学习者、施教活动、教育结果三大要素，与“因材施教”三个层面的内涵“识材”“施教”“发展”分别对应。施教活动个性化教与学施教者教育结果全面个性发展学习者个性化差异多元评价与反馈三(一)技术赋能的因材施教概述基于大数据精准教学系统的因材施教教学模式基于自适应学习系统的因材施教教学模式基于智慧课堂信息化平台的因材施教教学模式大数据精准教学系统自适应学习系统智慧课堂信息化平台因材施教实践框架教学模式技术系统实践归纳技术赋能的因材施教教学模式构建流程三(一)技术赋能的因材施教概述技术赋能的因材施教应用场景利用智能技术应用因材施教的实践框架，可以将因材施教教学过程进行模型化处理，建立因材施教应用场景的层级模型。智能技术赋能的因材施教场景包括“识材”“施教”“发展”三个层级，层级之间层层递进。“识材”学生差异分析“施教”个性化教与学“发展”全面个性发展个性化教与学场景多样化教学预设适切性情境创设多样化课堂互动智能化辅导与答疑个性化作业生成与批改发展评价场景实时测评反馈多维度学习效果分析学生综合素质评价基于诊断性测验的学情分析基于学生档案的学情分析学情诊断与分析场景三(二)助力因材施教的智能技术基本框架助力因材施教的智能技术因材施教场景智能技术+助力因材施教的智能技术第一层移植的智能技术第二层融合的智能技术第三层定制的智能技术研究层次技术举例能经过定制，可解决因材施教的具体场景应用问题的智能技术面向教师备课场景的大数据学情分析技术、面向学生考试场景的语音智能评测技术等能融合教育教学规律，以解决教育教学应用中的普遍问题的智能技术教育知识图谱、教育数据挖掘、学习分析等能通过直接移植，以解决教育行业基础问题的通用智能技术人工智能、大数据、云计算、5G等三(二)助力因材施教的智能技术基本框架助力因材施教的智能技术框架+智能教育关键技术平台参考框架因材施教场景下技术应用特点2019年智能教育发展蓝皮书+三(二)助力因材施教的智能技术基本框架教学系统由教师、学生、教学资源三个要素构成。基于这一视角，可以对结合因材施教的教育场景与业务进行定制的、可解决具体因材施教场景问题的智能技术进行探讨。结合因材施教应用场景定制的智能技术备课管理资源教师学生试题生成试卷生成学习工具生成教案生成教案推荐课件推荐学习者画像习题推荐分级阅读微课推荐英语口语评测知识点推荐教案推荐讲义/课件推荐智能组卷作业答疑智能阅卷智能批改学习路径规划教师评估职业兴趣评估师生匹配度评估课堂质量评估习题个性化推送拍照搜题钢琴陪练智能答疑个性化答疑班级学情管理选科排课学情分析学习数据采集语音评测批改微课实录习题推荐智能助理课堂行为管理授课普通话评测学习练习评测发展基于大数据精准教学系统的因材施教教学模式框架针对因材施教的个性化教学特征，基于当前精准教学的技术环境、实践流程和教学内容，形成了基于大数据精准教学系统的因材施教教学模式框架，总体上由平台层、操作层、目标层三个部分构成。三(三)基于大数据精准教学系统的因材施教教学模式精准学情分析确定教学目标精准记录监测实施教学干预精准教学测评评估学生表现精准教学设计预设教学活动支撑支撑支撑支撑学生全面而有个性的发展大数据精准教学系统教学大数据目标层操作层平台层三(三)基于大数据精准教学系统的因材施教教学模式精准学情分析确定教学目标精准教学设计预设教学活动精准记录监测实施教学干预精准教学测评评估学生表现个性诊断、学情分析学情掌握、确定目标选择策略、推荐资源教学设计、预设活动数据记录、课堂监测实时评测、干预调整个性推题、课后评测发现问题、巩固练习下一轮精准教学基于大数据精准教学系统的因材施教教学模式操作程序基于大数据精准教学系统的因材施教教学模式是根据学生学习全过程数据，进行精准学情分析、精准施教、精准评价，为实现因材施教教学目标而构建的一种教学活动框架。三(四)基于自适应学习系统的因材施教教学模式基于自适应学习系统的因材施教教学模式框架自适应学习分析先决知识自适应学习过程自适应学习反馈认知水平学习状态学习成效学习风格学习行为自适应学习系统操作层目标层平台层个性化学习内容个性化学习策略个性化学习路径自适应测试学生全面而有个性的发展教师监督基于自适应学习系统的因材施教教学模式是根据学生的行为表现和交互数据而动态调整学习过程的一种非线性教学流程。根据流程特性结合教学实际归纳出基于自适应学习系统的因材施教教学模式操作程序。三(四)基于自适应学习系统的因材施教教学模式基于自适应学习系统的因材施教教学模式操作程序学习分析学习过程学习反馈开展学习分析确定学习起点定制学习过程调整学习策略反馈学习结果更新学生学情教师监督人机协同合作监督学习进度三(五)基于智慧课堂信息化教学平台的因材施教教学模式基于智慧课堂信息化平台的因材施教教学模式框架目标层操作层组织层数据层发展目标学生全面而有个性的发展操作程序组件差异化学生差异课前个性预习预设学情分析分层设计预习测评课中分层合作学习分层引入精准强化分组合作实时测评课后个性辅导拓展个性作业多元评价智能辅导内容过程环境生理差异心理差异社会差异学生数据平台层智慧课堂信息化平台技术支持智慧课堂教学模式的一般流程是“三段十步”教学流程。基于智慧课堂的因材施教教学模式操作程序仍然由课前、课中、课后三个阶段组成，但每个阶段的具体步骤和内容已经发生了变化，因此称之为“新三段十步”教学流程。基于智慧课堂信息化平台的因材施教教学模式操作程序（新三段十步模式）三(五)基于智慧课堂信息化教学平台的因材施教教学模式学情分析差异诊断自主预习测评反馈以学定教分层设计多元评价立体反馈情境创设多样导入内容分层分组合作实时测评即时反馈数据分析精准强化个性作业巩固拓展微课推送个性辅导课后个性辅导拓展课前个性预习预设课中分层合作学习因材施教要求教师的学情分析必须以学生的真实情况为起点，不能凭主观的分析或解释去代替学生的真实情况；教学过程要基于学生特点开展差异化教学，为不同的学生提供适合其发展的教育；对学生的评价必须是多样化的和发展性的，不能仅依据学生考试成绩等结果性数据进行绝对化的评价。四 1.用智能技术辅助学情分析、科学识材 2.用智能技术实现以学定教、精准施教 3.用智能技术助力智能测评、多元评价四(一)用智能技术辅助学情分析、科学识材基于学习行为采集、学生生理信号采集等大数据采集技术，实现对学生学习、课前预习任务、作业、心理特质等多维度数据的采集、测量、评分和诊断，全面采集知识水平、学习风格、认知特点、学习动机等相关学生数据。多维度数据采集与学情诊断深度挖掘基础数据、学业数据、行为数据、心理数据、生理数据等多维度学情数据，建立学情数据动态分析模型，辅助教师从多维度了解学生的知识点掌握情况、课内外学习参与度、学习状态等信息。数据挖掘与动态建模综合利用图像识别、语音识别、自然语言理解等人工智能技术，从多个维度记录学生的学习、生活、身体体征、作业、社交和位置信息等各种数据，汇聚到学生成长数据中心，构建个性、实时、多维、全面的学生数字画像，形成可视化报告。学生数字画像与可视化呈现四(一)用智能技术辅助学情分析、科学识材课前诊断性测验结果概况在该课例中，教师课前编制诊断性测验并推送给学生，本次测验的分析报告显示，学生在各道题的表现并不均衡，反映了学生对一元一次方程和一次函数的求解方法掌握情况较好，但对一次函数图像与方程、不等式的关系理解不够深入。基于以上结论，教师细化了该节课的教学目标，并对教学资源、教学策略、教学流程等进行针对性设计，安排了“自主纠错”“合作探究”“学以致用”“测评反馈”等课堂教学活动，最终学生的知识掌握程度明显提升。基于诊断性测验的学情分析，可以帮助教师详细测量出学生在某一学科、某一方面的现实基础，进而根据学生具体薄弱点的类型去分析原因和找出补救方法，从而在教学过程中形成有针对性的因材施教策略。以山东省临沂第六中学八年级数学教师闫丽云的一次函数与方程、不等式为例。基于学习档案的学情分析在本课例中，教师为进一步提升该节课复习的针对性，在课前查看了本单元的单元学习档案，档案内容包含知识点掌握情况、成绩分布、作业完成和提交情况、学生课堂表现、课后自主学习情况等，结果显示“法律的脚步”“法律的产生”“法律的本质”“特殊保护”等知识点掌握情况较好；“法律的作用”和“依法办事”知识点掌握情况不理想。同时，学生单元作业得分率普遍较好，但差距较大；大部分学生已经基本养成按时完成作业的习惯，但不能做到及时订正作业。以学习档案的方式记录学生的学习内容、考试成绩、作业成绩、作业时长、课堂获表扬次数、举手次数、回答问题次数等学习数据并加以整合分析，可以全面、客观地揭示学生群体或个体在一定时间内的学习情况。以重庆市璧山中学校七年级政治教师杨静的走进法治天地为例。四(一)用智能技术辅助学情分析、科学识材四(二)用智能技术实现以学定教、精准施教教学设计自动生成基于大数据和学科知识图谱技术，分析和挖掘教师授课风格和学习者特征，实现学科知识点与教学目标、教学重难点、教学资源、教学活动等信息的智能匹配，并在此基础上自动生成教学设计方案。01教学资源智能推荐利用协同过滤、关联规则等典型的机器学习推荐算法，分析教师与资源之间的关系，根据学科知识的内容、特点和学生的认知水平、认知能力、学习风格等，为教师推荐系统化、适切性的教学资源。02智能化辅导与答疑基于大数据平台和自然语言理解、图文识别等智能技术，向不同需求、不同特征的学习者传授知识、提供指导，辅助教师进行辅导和答疑。06课堂实录与分析基于感知设备（如摄像头、传感器等）实时记录课堂教学数据，综合运用计算机科学、教育学、心理学相关的知识与技术，实现对数据的分析、挖掘与利用，并生成微课等辅导资源。04个性化作业生成与智能批改抽取学习者的过程性学习信息，建立学习者知识模型、能力模型和学习风格模型，从题库中抽取具备相应知识点标注、能力标注和学习风格标注的题目构成个性化作业，并利用图像识别和自然语言处理技术对具有固定答案的客观题和主观题进行批改。05课堂实时互动教师基于智能终端开展随机提问、抢答、分组讨论、投票、全班作答等多种形式的课堂互动，学生主动参与教师发起的课堂互动，实时统计互动的数据并反馈给师生。03弹性化教学目标预设弹性化教学预设是指为了适应学生的个体差异和学习过程的动态变化及生成性要求，教师在课前根据学生的认知结构和个性差异，预测课堂可能出现的变化情况，预设不同的教学目标、教学资源、教学策略等，提升课堂教学的针对性。以内蒙古农业大学附属中学八年级语文教师李千的一滴水经过丽江为例。四(二)用智能技术实现以学定教、精准施教在该课例中，教师首先在课前向全班学生发布预习任务，结果表明班级中大部分学生已经掌握了课文中的重点字词和文章大致内容，能够较为熟练地朗读课文，他们的学习需求高于课文本身的基础知识，需重点训练学生理解课文独特的游记写作技巧和作者情感。然而，也有部分学生还不能正确理解重点字词和熟练朗读课文，需要重点训练学生对课文的理解和仿写。据此教师确定本节课的基础目标与拓展目标，并围绕目标设计了适合不同层次学生的教学活动。羊羊们分发棒棒糖的动画截图适切性情境创设是围绕教学目标和教学内容的要求，基于学生在成长环境、生活经验、认知水平等方面的差异，通过实物、图片、动画、音频、视频等方式，创设适应学生认知水平、满足学生学习需要的教学情境的过程。以河南省洛阳市涧西区东升第三小学一年级数学教师张继刚的两位数加一位数进位加法为例。四(二)用智能技术实现以学定教、精准施教在该课例中，教师考虑到本节课内容对于一年级学生来说仍有一定的抽象性和理解难度，因此借助智慧课堂信息化平台将两位数加一位数进位加法的知识融入到喜羊羊与灰太狼的三个故事情境中，组织学生进行小组合作，通过摆放小棒解决数学问题，如：羊羊们总共送出了几根棒棒糖？教师通过展示学生的不同摆法，总结两位数加一位数的方法，并分享关于其方法的顺口溜，将抽象的逻辑知识转化为有趣的动画形象，获得了良好的学习效果。学生在课堂上准备抢答多样化课堂互动是师生围绕教学目标的实现，通过多样的互动形式、多元的互动内容等调动课堂教学中的主要参与主体，形成彼此间良性交互作用的动态发展过程。以安徽省合肥第四十五中学芙蓉分校九年级英语教师朱慧娟的Knives and forks are used for most Western food为例。四(二)用智能技术实现以学定教、精准施教在该课例中，为了提升语言学习的效率，教师借助智慧课堂平台实施了多样化的课堂互动，引导学生积极表达和深入理解对中西方餐饮文化的差异。包括课前“连字游戏”引入、课中组织学生略读文章并进行讨论、分组精读并抢答、布置任务单分组讨论、分享作文题目与资料让学生随堂写作练习、同伴互评并择优讲解等，在本课教学中，学生积极参与讨论，充分协作互助，基本掌握了文章阅读和写作的策略。优秀作品：“罗斯福新政”主题思维导图个性化作业布置与批改是教师依据每个学生课堂学习的差异情况，个性化编排并分层推送作业内容，最终实现作业的高效批改和针对性反馈的过程。以重庆市璧山中学高一年级历史教师易丽花的罗斯福新政为例。四(二)用智能技术实现以学定教、精准施教在该课例中，教师首先布置两道检测题来检测学生对重难点知识的掌握情况。并据此在课后布置两道个性化作业，以便学生开展针对性的巩固练习。数据表明，该节课的个性化作业布置与批改有效促进了学生薄弱知识点的巩固，针对性强化了不同学生对知识体系的理解，提高了学生史料结合的能力。学生用自己喜欢或擅长的方式完成作业，包括拍摄短视频、制作思维导图等，体现了学生在作业过程中的自主性和积极性。英语作文智能批改结果四(二)用智能技术实现以学定教、精准施教在智能批改方面，再以安徽省蚌埠市蚌埠实验中学七年级英语教师张伟的Wheres my schoolbag?为例。在该课例中，教师布置了单词口语练习、写作练习以及客观题的作业练习，并利用智慧课堂信息化平台进行了智能批改，通过生成的大数据分析报告准确掌握了不同学生的单词掌握情况、语法句式掌握情况、助动词和省略掌握情况等。有助于提高课堂教学的针对性，有的放矢地抓住薄弱知识点和薄弱学生，解决全班学生的共性问题和不同学生的个性问题，提高课堂教学质量。七年级宋元时期的科技与中外交通教学设计智能化辅导与答疑是教师依据学生的课堂知识掌握情况，通过智能技术手段对学生进行个性化辅导与答疑，从而帮助学生解决课堂学习中存在的疑惑、巩固所学知识的过程。以广东省深圳市罗湖中学历史教师罗曼宁的宋元时期的科技与中外交通为例。四(二)用智能技术实现以学定教、精准施教在该课例中，教师通过录制微课、筛选文本资料和视频资源，为不同需求的学生提供了不同的辅导资源，强化了学生对宋元时期科技与中外交通的理解，提高了学生挖掘史料、引用史料支撑论点的能力。学生课后作业订正完成率和质量较高。同时，教师还通过不同的方式进行答疑，对学生提出的问题进行及时响应，大部分学生在班级空间讨论中发言积极，很好地调动了学生的学习积极性。四(三)用智能技术助力智能测评、多元评价智能组卷与阅卷通过题库标注、神经网络训练、试卷结构生成、光标阅读机、图像定位和自然语言处理等技术，实现快速、高效智能化组卷与阅卷。实时测评与反馈利用智能评测技术、智能阅卷技术以及自适应题库技术，辅助教师在教学过程中组织开展多种形式的实时测评，并即时生成反馈数据。基于大数据的学生综合素质评价通过大数据技术采集、清洗、挖掘学生学习、实践过程中的各类数据，形成可视化的综合素质评价报告。高二年级波的衍射和干涉实时化测评反馈四(三)用智能技术助力智能测评、多元评价在该课例中，为了进一步了解教师的教学效果和学生的课堂掌握情况，教师在课前编制了”波的衍射和干涉”的课堂测评试题，并在课中知识点讲解完成后推送给学生，数据表明，经过该节课的学习，学生已经较为熟练地掌握了波的衍射、叠加、干涉的基本原理，但干涉的产生条件和图样的应用方面仍是学生学习的难点和薄弱点。基于此，教师组织学生以合作交流的形式对高频错题进行了订正讲评，并以分层作业的形式针对性地布置了第二轮巩固练习题，结果显示学生的答题正确率有了明显的提升。实时化测评反馈是教师在课堂中组织开展多种形式的实时测评，诊断学生知识掌握程度和技能水平，并依据即时生成的反馈数据，干预、调整后续教学活动的过程。以山西省大同市第三中学高二年级物理教师董丽君的波的衍射和干涉为例。某学生课堂互动情况统计结果四(三)用智能技术助力智能测评、多元评价多维度学习效果分析是采集学生学习过程和结果的表现数据，并从学习风格、投入程度、学业成绩等维度进行分析，全面评价学习效果的过程。教师通过查看多维度学习效果分析报告，可以及时了解学生学习进展、学习情绪状态、学业成绩等方面的真实情况。以青岛市西海岸新区实验初中八年级数学教师朱宝斌的学科阶段评价实践为例。在该课例中，为全面了解班级学生在阶段时间内的学习效果，改进教学策略，教师从期中考试情况、平时练习情况、作业情况、课堂互动情况、平台资源使用情况、课后自主学习与交流情况等多个维度分析了本班学生在9月-11月期间数学学科的学习效果情况，结果显示在班级整体方面，学业成绩呈现稳中有升的趋势，在作业提交、课堂互动、平台资源使用方面都表现较好，但在作业订正、课后自主学习与交流等方面还需要加强。南师附中学生综合素质评价四(三)用智能技术助力智能测评、多元评价在该课例中，学校首先依据国家相关政策和学校实际情况，建立了具有学校特色的学生综合素质评价指标体系，并根据指标建立智能化学生综合素质评价系统。采用“伴随式采集，过程性评价”的方法，确保了评价数据的时效性和客观性。并与学籍系统、毕业生评语库、志愿者服务填报系统、成绩分析系统等多端口实现实时数据同步。评价系统可以自动生成包括学生个人档案、各年级评价整体报告等在内的评价报告，并以此为依据在课堂教学、引导示范、学校管理等方面，采取针对性措施，助力学生全面而个性的发展。学生综合素质评价是为了促进学生全面而有个性的发展，围绕思想品德、学业水平、艺术素养和社会实践等评价内容，对学生的德智体美劳等全面发展状况进行测量与分析的重要方式，是“发现和培育学生良好个性的重要手段”。以南京师范大学附属中学的综合素质评价实践为例。智能技术助力因材施教需要依托具体的技术产品为载体，形成有效的支撑服务手段。通过国内因材施教相关企业图谱梳理，基于教育部备案教育APP的产品现状统计分析和因材施教相关产品类型分析，总结得出因材施教相关产品和行业发展趋势。五 1.因材施教相关企业图谱 2.因材施教相关教育APP现状分析 3.因材施教相关产品类型分析 4.行业发展趋势及启示依据前文对因材施教的“识材”“施教”“发展”三个层级的界定，结合智能教育领域相关企业近几年的业务布局、企业服务类型、教育应用场景、核心产品的主要功能等，可以将因材施教相关企业分为基础服务提供商、智能技术服务提供商、因材施教服务提供商三大类。因材施教相关企业图谱注：企业排名不分先后，企业列举不完全。五(一)因材施教相关企业图谱K12教育学段是各类教育APP商家重点部署因材施教业务的学段。同时，K12教育领域的因材施教相关教育APP呈现出覆盖学段更广、教育内容更丰富多元的特点，打破学段界限，小、初、高一体化发展成为一大发展趋势。五(二)因材施教相关教育APP现状分析跨学段386个,80.92%单学段91个,19.08%学前11个，2.31%义务教育41个，8.59%高中39个，8.18%42个，8.81%49个，10.27%295个，61.84%学前高中学前义务义务高中学段维度分析K12教育477个,85.03%高等教育20个,3.56%其它64个,11.41%各学段因材施教相关教育APP占比情况教育领域因材施教相关教育APP学段分布情况英语学科是面向单学科的因材施教相关教育APP布局的主要赛道。同时，目前市场中因材施教相关教育APP覆盖多个学科的APP所占比重超过了一半，呈现出打通学科壁垒，促进学生全面发展的趋势。五(二)因材施教相关教育APP现状分析学科维度分析多学科368个,65.60%英语132个,23.53%语文33个,5.88%数学12个,2.14%其它16个,2.85%单学科193个,34.40%因材施教相关教育APP学科分布情况学生群体与教师群体，是智能教育领域因材施教相关产品的主要目标用户。同时，多用户端的教育APP初露头角。部分企业在原有学生版本APP的基础上，进一步开发出家长版、教师版等多个用户端，可满足不同用户群体的个性化需求。五(二)因材施教相关教育APP现状分析用户维度分析不限49个,8.73%面向单一用户群体406个,72.37%学生+教师42个，7.50%学生+家长28个，4.99%教师+家长4个,0.71%学生+教师+家长32个,5.70%面向多个用户群体106个,18.90%30个，5.35%75个，13.37%家长教师学生301个，53.65%因材施教相关教育APP面向用户情况教、学、评场景是因材施教相关教育APP的主要应用场景。同时，智能技术在教学全流程渗透的广度和深度不断拓展，形成贯穿“备-教-学-改-考-评-管”完整教学闭环以及因材施教三个层级的完整闭环，成为因材施教相关教育APP的重要发展方向。五(二)因材施教相关教育APP现状分析细分场景分析多个应用场景,506个，91.08%单个应用场景,55个，8.92%142964032282523181277665544433333333222222222020406080100120140160教教+学学+评评学学+评评教教+学学+改改+评评教教+学学学学+改改+评评备备+教教+学学+评评学学+管管备备+教教+学学+改改+评评教教+学学+改改+考考+评评备备+学学+评评教教+学学+考考+评评备备+教教+学学+改改+考考+评评+管管备备+教教+评评教教+评评教教+学学+考考备备+评评评评+管管学学+考考+评评备备+教教备备+管管改改+评评备备+学学+改改+评评学学+改改+考考+评评备备+教教+学学+考考+评评备备+教教+学学+评评+管管备备+教教+学学+改改+评评+管管备备+改改教教+管管备备+教教+学学备备+教教+改改备备+改改+评评备备+评评+管管备备+教教+改改+评评教教+学学+评评+管管备备+教教+学学+改改+考考+评评（个）（个）因材施教相关教育APP涉及单一应用场景与多个应用场景情况因材施教相关产品类型图谱通过对目前市场上智能教育产品的梳理分析，在教、学、考、评、管等场景中应用的因材施教相关产品可分成16大类，选取其中64个典型产品，分析总结了各类典型产品的因材施教相关特征，绘制出教学全流程中因材施教相关产品类型图谱。五(三)因材施教相关产品类型分析五(四)行业发展趋势及启示近年来我国教育政策对利用智能技术助力因材施教的探索与实践的扶持力度在不断加大。进入新时代，智能技术的发展丰富了因材施教的内涵。如何在新的技术环境下使因材施教真正落地应用，需要不断进行探索与实践。随着教育信息化进程的不断加快，近年来我国教育政策对用智能技术助力因材施教的扶持力度也不断加大，教育信息化2.0行动计划、中国教育现代化2035、陈宝生部长在2020年全国教育工作会议的工作报告等都提出要促进教育信息化与因材施教深度融合。政策环境持续利好，因材施教相关行业的发展迎来重要契机。近年来关于“智慧教育示范区”建设项目推荐遴选工作的通知等一系列政策对地方进行智能教育实践，探索教育与技术融合新模式持积极鼓励态度。标志着国家对于智能技术促进因材施教方面开始从宏观引领转向具体落实。加快因材施教相关行业发展和相关产品研发，充分利用智能技术促进因材施教日益成为政策导向。顺应政策风向因材施教相关行业发展迎来重要契机落实因材施教探索技术深度应用与融合新模式五(四)行业发展趋势及启示未来，随着5G、边缘计算、区块链、脑科学等新兴智能技术的快速发展，智能技术与因材施教的融合将不断深入，有助于实现更加精确、客观、量化的个性化教育，为千人千面因材施教的实现奠定技术基础。增强学习者体验的技术5G通信技术5G技术是高速高带宽低时延的新一代信息网络技术，将从本质上创造一个全新的立体化数字环境，助力教育向更加个性化、精准化、智能化、融合化的方向发展。1k加速数据计算的技术边缘计算边缘计算允许本地设备实现数据处理中的多种控制，无须通过云端，极大地提高了数据处理效率。可以运用于面向课堂的大数据综合评价，以及个人终端学习的个性化反馈。开放安全的数据记录技术区块链技术在教育中，区块链技术一方面可实现分布式、跨平台的个人学习轨迹追踪和存储，帮助完成对学习者的全方位画像；一方面可以降低教学资源共享成本，提高资源共享效率。分析学习者认知状态的技术脑科学技术教育中的脑科学技术包括高分辨率的脑活动成像工具和精准记录脑在学习活动中随时间变化的工具，有助于发现学习者个体之间存在的差异，助力教师“精准识材“。五(四)行业发展趋势及启示目前因材施教行业尚处于发展早期，各企业业务之间存在同质化现象，产品层次相对较浅。随着各类企业对于因材施教教育领域的不断探索，未来行业分工将进一步明确，产品服务进一步跃进，从竞争中走向融合创新。聚焦因材施教“实现学生全面而有个性的发展”的目标，打破边界的融合将成为发展潮流。打破学段学科藩篱，教育“大”产品备受青睐在智能技术背景下，智能教育新形态下的教学内容体系将发生显著变化，课程将从分科走向综合；传统学段与班级的界限将被打破，分层或分类的针对性教学模式将成为趋势。因此，未来适应个性化教育需要，跨学段学科，内容全面丰富的教育“大”产品将更受用户青睐。打造因材施教完整闭环，全场景综合解决方案成趋势随着教育信息化与因材施教融合的不断深入，以及因材施教技术融合阶段的不断发展，打造贯穿“备-教-学-改-考-评-管”教学全场景的因材施教完整闭环，实现全流程数据流通，形成全场景服务因材施教综合解决方案将是大势所趋。打破线上线下边界，OMO融合发展成为常态在后疫情时代，兼具线上与线下优势的教育OMO（线上线下融合）模式将成为常态。打通前台、中台和后台教育数据，形成教学闭环，实现线上课前预习、线下课中集中讲解与线上课后总结提升的循环，提高学生学习效果，助力因材施教的真正发生。家校互通有利于更加全面深入地了解每个学生的个性特征，从而共同为其定制更加适合的学习与发展路径。智能技术支持下的家校互通正在成为新时代落实因材施教的重要途径，多用户终端的智能教育产品逐渐受到市场的欢迎。打通家校互通管道，多用户终端产品顺应潮流