教學(xué)智能筆解決方案[研究分析]

1、目錄第1章 方案概述11.1 背景分析11.2 方案介紹21.3 方案實(shí)現(xiàn)2第2章 方案建設(shè)32.1 總體設(shè)計(jì)32.2 系統(tǒng)構(gòu)成42.3 建設(shè)原則42.4 功能模塊52.4.1 題庫(kù)資源52.4.2 學(xué)情反饋52.4.3 錄制微課62.4.4 批改作業(yè)6第4章 AI智能批閱與錄制64.1應(yīng)用價(jià)值64.2功能設(shè)計(jì)74.2.1數(shù)字化74.2.2翻轉(zhuǎn)課堂74.2.3微課錄制74.2.4原筆跡教案74.2.5登分統(tǒng)分74.2.7學(xué)情報(bào)告84.2.8教學(xué)輔導(dǎo)84.3方案優(yōu)勢(shì)8技術(shù)l類別第1章 方案概述1.1 背景分析2012年，教育部印發(fā)教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）提出：“以教育信息化

2、帶動(dòng)教育現(xiàn)代化”。強(qiáng)調(diào)教師要提高運(yùn)用信息技術(shù)的水平，更新教學(xué)觀念，改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)效果。在這個(gè)大的背景下，國(guó)家相繼出臺(tái)了一系列推進(jìn)教育信息化的政策和措施，并在相關(guān)的文件中對(duì)教育信息化提出了明確的要求。一、利用信息手段有效提高教學(xué)效果，增強(qiáng)運(yùn)用信息技術(shù)解決問題能力隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展及信息技術(shù)的普及，人工智能在教學(xué)、教育方面的深入影響已是大勢(shì)所趨。在21世紀(jì)的今天，幾乎每一個(gè)教師都需要運(yùn)用信息化手段去適應(yīng)正在到來(lái)的信息化社會(huì)提出的新要求?！皵?shù)字化“、”智能化“在教育應(yīng)用上已形成發(fā)展趨勢(shì)，具有前瞻性。智能教學(xué)應(yīng)用項(xiàng)目的建立，對(duì)很多學(xué)校來(lái)說既是一個(gè)挑戰(zhàn)，又是一個(gè)機(jī)遇。它將挑戰(zhàn)學(xué)校的真正實(shí)力，

3、也將給學(xué)校全體師生提供一次新的發(fā)展機(jī)遇。二、指導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成信息化環(huán)境下良好的學(xué)習(xí)和用眼習(xí)慣，原則上采用紙質(zhì)作業(yè)教育部等八部門印發(fā)綜合防控兒童青少年近視實(shí)施方案的通知對(duì)學(xué)?？茖W(xué)合理使用電子產(chǎn)品提出了明確要求：指導(dǎo)學(xué)生科學(xué)規(guī)范使用電子產(chǎn)品，養(yǎng)成信息化環(huán)境下良好的學(xué)習(xí)和用眼衛(wèi)生習(xí)慣。嚴(yán)禁學(xué)生將個(gè)人手機(jī)、平板電腦等電子產(chǎn)品帶入課堂，帶入學(xué)校的要進(jìn)行統(tǒng)一保管。學(xué)校教育本著按需的原則合理使用電子產(chǎn)品，教學(xué)和布置作業(yè)不依賴電子產(chǎn)品，使用電子產(chǎn)品開展教學(xué)時(shí)長(zhǎng)原則上不超過教學(xué)總時(shí)長(zhǎng)的30%，原則上采用紙質(zhì)作業(yè)。三、教師不得通過微信等方式布置作業(yè)，不得將批改任務(wù)給家長(zhǎng)據(jù)教育部網(wǎng)站消息,近日對(duì)政協(xié)十三屆全國(guó)委員會(huì)第一

4、次會(huì)議第2884號(hào)（教育類271號(hào)）關(guān)于停止小學(xué)老師用手機(jī)微信和QQ對(duì)學(xué)生及家長(zhǎng)布置和提交作業(yè)的提案答復(fù)：教育部將明確教師不得通過手機(jī)微信和QQ等方式布置作業(yè),將批改作業(yè)的任務(wù)交給家長(zhǎng),避免出現(xiàn)“學(xué)校減負(fù)、社會(huì)增負(fù),教師減負(fù)、家長(zhǎng)增負(fù)”現(xiàn)象。1.2 方案介紹針對(duì)中小學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)和學(xué)習(xí)規(guī)律，微課學(xué)習(xí)的重要性也日漸凸顯，如何高效制作微課、指導(dǎo)學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)成為社會(huì)備受關(guān)注的教育熱點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、視頻圖像采集及處理技術(shù)為代表的新技術(shù)的不斷更新，推動(dòng)了教學(xué)手段現(xiàn)代化的進(jìn)程。但是，傳統(tǒng)的錄播教室建設(shè)成本投入較大，進(jìn)行專項(xiàng)錄播工作對(duì)老師來(lái)說還需進(jìn)行繁重緊張的準(zhǔn)備工作，如果按照傳統(tǒng)的

5、思路去制作微課勢(shì)必會(huì)給教師授課帶來(lái)額外的負(fù)擔(dān)。教師智能筆解決方案是集硬件+軟件針對(duì)教師教學(xué)應(yīng)用的微課錄制及作業(yè)批閱功能設(shè)計(jì)的一套完善的應(yīng)用方案，實(shí)現(xiàn)教師隨時(shí)隨地錄，作業(yè)批閱高效智能。該方案借助移動(dòng)移動(dòng)終端通過一支智能筆和資源應(yīng)用，僅僅采用普通的紙筆書寫，就能夠完美記錄下老師點(diǎn)解知識(shí)點(diǎn)書寫的軌跡跟聲音，以及智能化登分統(tǒng)分、原筆跡教案等功能。本方案正是順應(yīng)當(dāng)前教育教學(xué)回歸紙質(zhì)化的發(fā)展趨勢(shì)，它不僅能利用先進(jìn)思想理念和技術(shù)，幫助教師減負(fù)增效，有效提高課堂的教學(xué)效果，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，同時(shí)能保證學(xué)生適度使用電子設(shè)備的時(shí)間，起到有效保護(hù)學(xué)生視力、防控學(xué)生近視的效果。教學(xué)智能筆能讓教師和學(xué)生回歸傳統(tǒng)書寫習(xí)

6、慣，降低對(duì)教學(xué)電子設(shè)備的依賴程度，讓教育回歸書寫本質(zhì)，用科技創(chuàng)造未來(lái)。1.3 方案實(shí)現(xiàn)（1）教師個(gè)性化教學(xué)指導(dǎo)，學(xué)生學(xué)習(xí)更有針對(duì)性老師可對(duì)學(xué)生的個(gè)性資料、學(xué)習(xí)過程和階段情況實(shí)現(xiàn)完整的跟蹤記錄、儲(chǔ)存、分析，根據(jù)測(cè)評(píng)結(jié)果有針對(duì)性的推送重點(diǎn)難點(diǎn)、深度解析、拓展知識(shí)等，讓學(xué)生學(xué)習(xí)不再盲目。構(gòu)建以學(xué)為主體、以教師為主導(dǎo)的創(chuàng)新教學(xué)應(yīng)用模式。（2）減負(fù)增效，提升教學(xué)質(zhì)量通過智能筆應(yīng)用老師能夠通過題庫(kù)資源高效布置線下作業(yè)，還能夠自動(dòng)化完成統(tǒng)分工作，大大節(jié)省了老師的時(shí)間、精力。有效解放老師批改海量作業(yè)、試卷的壓力，讓教師投入更多的精力在課堂準(zhǔn)備及教學(xué)研究上面。（3）實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力本方案為老師

7、提供微課資源一鍵分發(fā)學(xué)生進(jìn)行課前導(dǎo)學(xué)，課中對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)測(cè)，可以考察學(xué)生的自助學(xué)習(xí)能力和知識(shí)掌握情況，并將收集到的問題放到課堂上解惑，有針對(duì)性的進(jìn)行知識(shí)的強(qiáng)化。課前引導(dǎo)學(xué)生去自主學(xué)習(xí)，課中有效開發(fā)學(xué)生思維能力，課后快速定位教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)在學(xué)生薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行微課加固教學(xué)。 （4）學(xué)生大數(shù)據(jù)應(yīng)用分析，學(xué)生成長(zhǎng)檔案針對(duì)不同的教學(xué)階段提供多維度的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，包括成績(jī)統(tǒng)計(jì)、評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)、學(xué)分統(tǒng)計(jì)等模塊，通過這些不同維度的組合分析可以生成學(xué)生成長(zhǎng)檔案，真正意義上做到用數(shù)據(jù)說話。第2章 方案建設(shè)2.1 總體設(shè)計(jì)本方案應(yīng)用點(diǎn)陣技術(shù)，通過教師智能筆的應(yīng)用在不改變老師和學(xué)生傳統(tǒng)書寫習(xí)慣的條件下，即可自然便捷地實(shí)現(xiàn)對(duì)課堂測(cè)試、

8、作業(yè)及考試的數(shù)據(jù)采集，摒棄了其他智能終端的冗雜操作。整套方案的技術(shù)體現(xiàn)僅負(fù)載在小小的一支筆上，十分便于老師攜帶和管理。課前，老師可以使用AI智能筆將書寫過程和聲音完整、清晰地錄制下來(lái)，形成微課資源，通過終端推送、分享給學(xué)生和家長(zhǎng)，幫助學(xué)生課前預(yù)習(xí)，幫助家長(zhǎng)課前輔導(dǎo)。為“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式，提供支撐環(huán)境和環(huán)節(jié)。也可以將原筆跡書寫的教案?jìng)髦凉芾韱T，作為教學(xué)內(nèi)容評(píng)估的重要檔案。課中通過教學(xué)智能筆，讓教師和學(xué)生回歸傳統(tǒng)書寫習(xí)慣，降低教師和學(xué)生在教學(xué)過程中對(duì)電子設(shè)備的依賴程度，減少對(duì)電子設(shè)備的使用時(shí)間。同時(shí)，教學(xué)智能筆在課堂教學(xué)過程中能幫助教師收集學(xué)生的課堂數(shù)據(jù)，讓教師更加全面、清晰地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情

9、況，更加有效的開展互動(dòng)教學(xué)和個(gè)性化學(xué)習(xí)，提高課堂教學(xué)效果。課后教師需要總結(jié)分析每一個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，以便為學(xué)生推送個(gè)性化的學(xué)習(xí)資源。AI智能筆能幫助教師在課后的時(shí)間里，為學(xué)生的課堂作業(yè)、課堂測(cè)試及考試的分?jǐn)?shù)進(jìn)行登記、統(tǒng)計(jì)、分析，為每一個(gè)學(xué)生量身定制個(gè)性化的學(xué)習(xí)資源，既能為教師減少工作量，提高工作效率，又能為學(xué)生推送個(gè)性化學(xué)習(xí)資源。2.2 系統(tǒng)構(gòu)成一、AI智能筆當(dāng)筆尖進(jìn)行書寫時(shí)，壓力感應(yīng)器感應(yīng)并啟動(dòng)智能筆開始工作，LED發(fā)射紅光線，黑色碼點(diǎn)區(qū)域吸收光線，紙張空白部分將其余光線反射至攝像頭，攝像頭便會(huì)識(shí)別到碼點(diǎn)坐標(biāo)信息（即筆尖的運(yùn)行軌跡），同時(shí)智能筆會(huì)將書寫筆跡信息通過藍(lán)牙傳輸給終端顯示設(shè)備。二、

10、題庫(kù)資源管理平臺(tái)系統(tǒng)精心為教師、學(xué)生提供與教材匹配涵蓋小學(xué)、初中、高中學(xué)段的教輔題庫(kù)。老師可在教學(xué)過程中進(jìn)行智能組卷組作業(yè)。批閱后形成測(cè)評(píng)報(bào)告，老師第一時(shí)間掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況；方便、快捷的進(jìn)行課堂習(xí)題講解。通過“云、網(wǎng)、端”打通教師、家長(zhǎng)、學(xué)生之間的資源對(duì)接環(huán)，家長(zhǎng)可在家接收到微課資源更好的輔導(dǎo)孩子學(xué)習(xí)。自主學(xué)習(xí)、針對(duì)推送以及學(xué)情報(bào)告組成完整智慧教學(xué)服務(wù)，改變了教與學(xué)的傳統(tǒng)方式，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的全新革命。三、測(cè)評(píng)分析系統(tǒng)測(cè)評(píng)分析系統(tǒng)是基于大數(shù)據(jù)的個(gè)性化教育體系，注重教與學(xué)過程中測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、匯聚、整理、分析。系統(tǒng)根據(jù)學(xué)生每次作業(yè)測(cè)試數(shù)據(jù)，老師與管理者通過評(píng)測(cè)系統(tǒng)查看學(xué)生學(xué)情，解決當(dāng)前教學(xué)測(cè)評(píng)分析不

11、全面、效率低下等問題。2.3 建設(shè)原則（1）標(biāo)準(zhǔn)化及開放性系統(tǒng)遵循國(guó)家、地方相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，遵循現(xiàn)行行政法規(guī)。平臺(tái)服務(wù)器系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件的建設(shè)遵循業(yè)界統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，具有開放性，以適應(yīng)分布式、跨系統(tǒng)的應(yīng)用。（2）先進(jìn)性方案符合計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)發(fā)展潮流，具有技術(shù)領(lǐng)先性和可持續(xù)發(fā)展性。系統(tǒng)以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心，以先進(jìn)、成熟的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持校園信息化軟件的充分應(yīng)用。（3）易用性方案設(shè)計(jì)符合國(guó)際相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔、操作方便。簡(jiǎn)潔移動(dòng)端應(yīng)用界面，采用所見即所得的展示和應(yīng)用方式供用戶取用。（4）穩(wěn)定性方案選用產(chǎn)品和技術(shù)經(jīng)過廣泛檢驗(yàn)，充分考慮系統(tǒng)在程序運(yùn)行時(shí)的應(yīng)變能力和容錯(cuò)能力，具有極高的穩(wěn)定性

12、和可靠性。（5）擴(kuò)展性系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)合理，考慮對(duì)于未來(lái)的發(fā)展，系統(tǒng)設(shè)計(jì)按照靈活擴(kuò)展容量的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)，保證系統(tǒng)擴(kuò)展操作簡(jiǎn)便易行。在滿足現(xiàn)有系統(tǒng)互聯(lián)的前提下，能夠很好的適應(yīng)未來(lái)信息系統(tǒng)增長(zhǎng)的需要。2.4 功能模塊2.4.1 題庫(kù)資源 方案通過為學(xué)校提供資源管理平臺(tái)服務(wù)幫助校方進(jìn)行資源匯集從而形成校本資源庫(kù)，為學(xué)校、區(qū)域的資源積累提供條件。學(xué)校豐富的校本資源內(nèi)容通過服務(wù)器或云服務(wù)連接為泛在的全校數(shù)字化教學(xué)大環(huán)境。資源來(lái)自課堂并反饋于課堂教學(xué)：同時(shí)資源可以為教師教研、培訓(xùn)所用，可以為學(xué)生在線學(xué)習(xí)所用，可以為區(qū)域在線教育所用。2.4.2 學(xué)情反饋錯(cuò)題本：系統(tǒng)自動(dòng)收錄存檔錯(cuò)題、難題，學(xué)生也可自主選擇疑

13、難重點(diǎn)題目收藏，進(jìn)行攻可練習(xí)，鞏固薄弱知識(shí)點(diǎn)。多維度診斷報(bào)告：系統(tǒng)根據(jù)學(xué)生每次測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)，智能生成作業(yè)分析、作業(yè)成績(jī)走勢(shì)曲線、學(xué)生分?jǐn)?shù)排行等報(bào)表，老師、家長(zhǎng)可以由此了解學(xué)生知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，更準(zhǔn)確掌舵教學(xué)方向。2.4.3 錄制微課教師師借助移動(dòng)終端，例如手機(jī)或平板，可實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地進(jìn)行錄制微課，微課上傳到云平臺(tái)后可根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平針對(duì)性分發(fā)微課資源給學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。通過各位老師的常態(tài)化微課制作積累可以建立具備個(gè)人、校本特色的微課資源庫(kù)，助力學(xué)校教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)質(zhì)師資的沉淀。2.4.4 批改作業(yè)AI智能筆系統(tǒng)可自動(dòng)識(shí)別學(xué)生信息，并在教師批閱的同時(shí)自動(dòng)在終端錄入每道題得分，系統(tǒng)輸入班級(jí)成績(jī)統(tǒng)計(jì)信息。教

14、師批閱習(xí)慣仍然以傳統(tǒng)的紙筆批閱書寫習(xí)慣，無(wú)需對(duì)電子設(shè)備以及軟件進(jìn)行復(fù)雜操作就能夠自動(dòng)化完成登分統(tǒng)分目的。第4章 AI智能批閱與錄制通過教學(xué)智能筆與移動(dòng)終端雙屏聯(lián)動(dòng)，構(gòu)建完美的輸入輸出閉環(huán)，在不改變教師原有的教學(xué)及書寫習(xí)慣條件下，通過手寫筆和紙，實(shí)現(xiàn)即寫即傳輸；并在終端實(shí)現(xiàn)多元化輸出，輕松實(shí)現(xiàn)微課講解錄制的行為采集。編碼點(diǎn)陣實(shí)現(xiàn)原筆跡識(shí)別，碼點(diǎn)資源精準(zhǔn)，通過常用的中等配置的打印家在普通的紙張上就可以打印完成含有碼點(diǎn)的載體，包括作業(yè)本、筆記本、試卷等。再利用AI智能筆進(jìn)行書寫，實(shí)現(xiàn)即寫即傳輸完成批閱作業(yè)、錄制微課、筆跡識(shí)別等教學(xué)功用。4.1應(yīng)用價(jià)值（1）微課常態(tài)化趨勢(shì)下，高品質(zhì)的微課大大彰顯教學(xué)實(shí)

15、力。（2）學(xué)生的個(gè)性化差異，通過針對(duì)性推送實(shí)現(xiàn)“個(gè)性需求”是關(guān)鍵。（3）創(chuàng)建試題、微課資源豐富個(gè)人庫(kù)素材，形成屬于自己的本地化題庫(kù)系統(tǒng)。（4）在教育信息化背景下脫離技術(shù)應(yīng)用是不現(xiàn)實(shí)的，通過對(duì)新技術(shù)的成功應(yīng)用能讓自己立于不敗之地。（5）課前導(dǎo)學(xué)、教學(xué)課件、課后閱卷全時(shí)段應(yīng)用，不單單只是“行筆”而是教學(xué)“作為”。4.2功能設(shè)計(jì)4.2.1數(shù)字化 原筆跡還原度高。 碼點(diǎn)資源與教輔試卷結(jié)合，無(wú)縫數(shù)字化呈現(xiàn)。 碼點(diǎn)資源精準(zhǔn)、唯一、無(wú)限量，實(shí)現(xiàn)無(wú)感書寫翻頁(yè)。4.2.2翻轉(zhuǎn)課堂4.2.3微課錄制在家中、地鐵、咖啡店，借助移動(dòng)終端隨時(shí)隨地錄制導(dǎo)學(xué)微課；在教室，教師課上實(shí)時(shí)點(diǎn)評(píng)作業(yè)、 試卷，錄制下解題思路；在辦公

16、室，教師針對(duì)疑點(diǎn)難點(diǎn)、知識(shí)點(diǎn)拓展進(jìn)行補(bǔ)充錄制。分班分組一鍵推送到電子書包、微信群、QQ群、家校通 、學(xué)生空間。 設(shè)備簡(jiǎn)單：管理、攜帶方便，最熟悉的書寫用筆操作，無(wú)需技術(shù)功底。 絕佳效果：無(wú)紙、手、頭的遮擋，不影響錄制鏡頭；高清晰，筆跡音視頻流暢。 良好體驗(yàn)：無(wú)需上鏡、腳本，重經(jīng)驗(yàn)教學(xué)輕表演；自己把握節(jié)奏，壓力小。 個(gè)性化教學(xué)：基于多級(jí)壓縮技術(shù)，課件容量小，可快速發(fā)布到互聯(lián)網(wǎng)；可分班分組發(fā)布，根據(jù)每個(gè)學(xué)生的需要進(jìn)行施教，處理方式靈活。4.2.4原筆跡教案學(xué)校出于對(duì)教師工作態(tài)度以及教學(xué)能力的考量經(jīng)常需要收錄教師的教案文件等，傳統(tǒng)的多媒體文件不僅不易于文件流轉(zhuǎn)，而且電子化的資源來(lái)源的難考查性也讓管理

17、者難以判斷水平。通過原筆跡手寫教案后再傳至管理端后，這是管理處就能很輕松地查閱、考核各老師實(shí)際的備課工作情況，有利于教學(xué)水平的提升。4.2.5登分統(tǒng)分AI閱卷，自動(dòng)根據(jù)老師在紙質(zhì)試卷上的分?jǐn)?shù)分?jǐn)?shù)判斷登分統(tǒng)分，系統(tǒng)可自動(dòng)識(shí)別學(xué)生信息，并在終端錄入每道題得分，系統(tǒng)輸入班級(jí)成績(jī)統(tǒng)計(jì)信息，每天為老師節(jié)省2小時(shí)。原筆跡批注分析同步存儲(chǔ)于終端，讓老師能夠在下一次的講義、講解進(jìn)行調(diào)用，便于長(zhǎng)期教學(xué)指導(dǎo)的開展。4.2.7學(xué)情報(bào)告教學(xué)智能批閱后形成性測(cè)評(píng)數(shù)據(jù)，通過報(bào)告對(duì)學(xué)生成果過程的學(xué)情分析，在以學(xué)生課內(nèi)外的測(cè)驗(yàn)反饋為主要形式的日常測(cè)評(píng)方式基礎(chǔ)上，形成階段性學(xué)情評(píng)價(jià)報(bào)告，適應(yīng)新課改背景下的課程知識(shí)掌握要求。4.2.8教學(xué)輔導(dǎo)家長(zhǎng)可以在自己的終端查看作業(yè)、試卷中的知識(shí)解析，一方面可避免孩子過多接觸電子產(chǎn)品無(wú)法專注學(xué)習(xí)，另一方面通過推送資源的標(biāo)簽表現(xiàn)來(lái)對(duì)學(xué)情情況有更深了解。