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苏国东
广东省广州市真光中学
作业是检验教学效果的有效手段，也是落实学科核心素养的重要方式。但长期以来，作业管理存在较多实际困难，比如作业质量和匹配程度存在高低差异，作业总量和预估时长难以精准调控，缺乏即时有效的作业评价反馈途径，难以形成教师作业资源库，不利于教师调用资源查漏补缺，以及进行自我总结和反思等。
《义务教育数学课程标准（2022年版）》指出，要“合理利用现代信息技术，利用数字化平台、工具与资源开展学习活动，促进数学教学方式方法的变革”。作业管理与改革是推动教育教学管理的需要，是“双减”政策的要点之一。随着教育智能化的发展，依托大数据+人工智能技术推进作业管理精准化，助力教学减负增效，是教育发展的必然趋势。
智能教学平台面向初中数学学科开展精准教学与作业管理，提供电脑网页端及手机、平板APP端使用。借助大数据、云计算及人工智能等科技手段，为初中数学作业的设计与精准管理提供了有效方案。
（一） 海量题库选题，精准布置线上线下作业
传统作业选题多数来源于教辅书籍及网络资料，选择面不广，对标性不足。智能教学平台题库收集了海量试题，按学期、章、节逐级划分，平均一个学期收录的试题约有40000—50000道题，中考专栏更是收录了超过157000道题，能让教师从中有针对性地自由选题组卷，布置作业。在组卷页，平台可以智能预估该份试卷的难易度及完成的耗时等。若试卷题目数量过多或完成的耗时过长，则平台会有“超量”“超时”等预警提示，必须删减题量至指定范围内，才能成功生成试卷，这样就便于教师控制作业总量。
例如，在九年级数学上册第二十二章“二次函数”第一课时的新课学习后，教师需要布置课后作业。教师进入智能教学平台的“试卷与题库”页面，选择“22.1.1二次函数”知识点，设置题型和难度，平台会智能推送匹配的题目。本次作业，教师从平台提供的题目中选取了“简单”和“中等”难度的4道选择题、2道填空题、2道解答题，点击“组卷”按钮，即可预览试卷。如图1所示，在预览界面，会显示本次作业预计耗时13分钟。教师在页面右侧的“双向细目表”处可查看试卷的考查范围及难易度分布，并可将题目按难易度重新排序。点击“换题”或“换相似卷”按钮可更换匹配的试题，预计的耗时也会发生相应改变，以便教师针对学情更精准地布置作业。点击“布置线上测评”按钮即可发布作业。对于线上作业，平台提供了针对选择题、填空题的智能批改功能，教师只需线上批改解答题即可。
图1 双向细目表及作业发布
在不宜让学生使用手机或平板完成作业的场合，平台提供了线下作业发布功能。如图1所示，教师在组卷页点击其右上角的“发布纸质作业”按钮，并打印纸质作业和答题卡供学生作答时使用即可。至于纸质版作业，目前平台只支持布置选择题和填空题。其中，批改填空题需要教师手改后在对应框内作下标记。作业上交后，教师利用教师版APP端的“扫一扫”功能扫描每一份答题卡，即可精准识别文字和图像，进行智能批改，并将数据录入到平台中。若是布置了解答题，则由教师手动批改后录入，合并得分。
（二） 配套作业学情反馈，精准调整讲评策略
传统作业批改的反馈存在滞后性，不利于教师及时把握学情，精准讲评。智能教学平台中各个课时的教学知识点都有配套的套卷，平均一个学期收录的试卷约有2 000—3 000份，包括课时练习（用于课前、课中或课后发布，每个课时练习包含小测卷、基础卷、提高卷）、章测卷（用于每章分层综合检测，包含基础卷、提高卷、培优卷）、专题卷（精选典型问题组成专题，用于帮助学生击破各个重难点）、期中卷和期末卷（汇集各地试题和名校试题，用于考前复习冲刺），可供教学的不同阶段布置作业时参考使用。以课时练习为例，每套试卷一般包括选择题、填空题、解答题各2题，题目按由浅至深的顺序编排，精准匹配该课时的教学内容。每套试卷下方会显示已使用过的人数和答题平均分信息，供教师参考。
例如，教师在设计“二次函数”一课时，可以在课前发布“小测卷”，将其作为预习检测作业。在新知教学结束后，教师根据不同学情选择“基础卷”或“提高卷”，并设置作业开始时间和截止时间，布置线上限时作业。学生在终端限时内完成作业。对于选择题和填空题，学生可以直接输入答案；
对于解答题，则拍照上传解题过程。教师引导学生完成作业后根据批改认真订正，重做错题，再次提交。
通过人工智能阅卷与大数据分析，平台教师端即时生成班级成绩概况报告和学生成绩分布对比图（图2）。由图2可见，本次作业共33人提交，全班初次平均分为79.7分，最高分为100分，13人重做作业，重做后全班平均分提高到84.1分。初次结果处于不同分数段的人数为：59分及以下4人，60分—74分7人，75分—89分3人，90分—100分19人。重做作业后，最终结果处于不同分数段的人数变为：59分及以下3人，60分—74分5人，75分—89分2人，90分—100分23人。
图2 班级成绩概况和成绩分布对比图
作业答题情况报告能精准显示每道题的正确率和每个选项的作答名单，帮助教师掌握学生完成作业的差异情况。例如，作业的第4题全班正确率为73%，有9人错选了C，题目如下：
若y=(m-2)xm2-m是关于x的二次函数，则常数m的值为( )
A. 2 B. -2 C. -1或2 D. -1
本题的易错点在于学生利用m2-m=2算出m的值为-1或2后，遗漏了通过m-2≠0的关系排除2的步骤。究其原因，是学生对刚学习的二次函数定义中的“二次项系数不能为0”掌握得不熟练。由于出错人数较多，教师调整了讲评策略，在备课时点击此题下方的“换相似题”按钮，提前挑选出同类习题。第二天在课堂讲评作业时，教师先请答题正确的学生上台讲述思路，帮助其他学生突破易错点，再发布两道同类习题进行巩固训练，让学生更好地巩固知识，夯实基础。
（三） 推送分层作业，精准攻克薄弱知识点
分层作业是指优化的弹性作业结构，针对学生的学习水平进行分类，使不同层次的学生得到不同程度的提高。智能教学平台的课时练习、章测卷等都配套有基础、提高、培优各层次的练习卷，教师可以根据学习进度和学生的不同需求，分层布置作业。同时，教师还可以利用平台上的“查漏补缺”功能，分为“班级错题”和“薄弱知识点”。一是“班级错题”功能，可以自定义章节、阶段范围，查看本班错误率较高的题，通过“使用原题”或“更换相似题”进行二次布置；
二是“薄弱知识点”功能，能根据学生学习行为记录作出精准学情分析和学习诊断，并针对学生的薄弱项“量身定制”个性化作业，实现作业设计精准化、分层个性化，减少低效重复的练习，引领学生高效学习。
例如，在设计“二次函数”整章的查漏补缺作业时，教师首先查看“班级错题”页面。如图3所示，本章节班级的错题有42道，按错误率由高到低排列。其中，第1题是对含参数a的二次函数图象与一次函数图象的位置关系的辨析，需要分类讨论，错误率达到了15%，可见这是学生的易混淆点，故教师将其再次加入作业之中。再查看“薄弱知识点”页面，如图4所示，教师发现本章学生的薄弱知识点中，学生对“二次函数y=ax2+bx+c的图象和性质”板块的掌握度仅有52.35%，有必要再布置作业，帮助学生攻克薄弱点。页面右侧是平台对应不同掌握层次的学生精准生成的简单卷、中等卷和困难卷，题目可以增减、更换，达到合适状态后，教师点击“发布跟进练习”按钮即可分层推送给相应的学生，供其完成。
图3 “班级错题”页面
图4 “薄弱知识点”页面
（四） 学生智能错题本，精准定制个性化学习
使用传统的纸质错题本，需要学生手动记录错题，不仅烦琐耗时，且题型、内容有限，难以灵活分类。智能教学平台为学生提供了智能错题本，具备记录学生错题、总结归纳错因、分析题目难度等功能，还能够让学生对错题进行订正，精准推送相似题供学生练习，以保证学生在下次遇到同类题目时不会出错。每次作业结束后，平台学生端会及时收集错题，按章和节添加到“错题本”中，便于学生分类查阅各个章节的答题情况，定制个性化学习与提升方案。
如图5所示，学生打开智能教学平台学生端APP上的“错题本”，可以看到在“练习错题”内按初中数学各章节分类归纳了全部错题。点击进入各节，可以看到具体的错题。点击“订正错题”按钮，可重做错题；
点击“巩固类题”按钮，平台则会推送同类相似题，让学生再次练习巩固。重做错题正确后，学生可将该题标记为“已掌握”，题目转移至“已掌握错题”中。学生通过自主利用个性化“错题本”，利用平台错题资源，从中反思和体验，完善自身的知识体系，形成可追踪的发展链条。
图5 错题本的“练习错题”页面
“双减”政策下作业管理的提质方向和落实点，在于利用大数据智能平台优化作业设计与分层精准管理。智能教学平台以智能技术和强大的数据为支撑，实现了精准布置、把控总量、智能批改、学情报告、分层作业、个性改错等重要的作业管理功能，对于教师精准了解学生作业情况，在教学中反馈调整，指导学生个性化学习，以及开展精准教学等方面起到了关键作用。智能教学平台的应用和实施，提升了学生作业的附加价值，实现了教与学双向即时反馈的全过程智能化管理。
在未来，随着人工智能、5G技术、智慧教学等的不断进步，师生可以更便捷地建立个人数据库，搜索及获取试题资源，随时随地开展教学与作业反馈；
可以使用带有红外识别技术或摄像功能的智能点阵笔、批阅笔进行作业书写与批改，利用技术动态采集学生作业数据与留存教师批改痕迹；
可以通过自动评分批改、知识图谱、语音识别等人工智能技术，对每名学生的学情作精准记录及分析，为其制定个性化学习方案；
还可以实现多终端多维度数据的同步反馈，为远程授课、多方教学互动提供可能。教师要进一步推进教学的减负增效，促进智能技术与教育的深度融合与发展。
