智能時代背景下的家庭作業(yè)

龐已晴 范會勇

渤海大學，遼寧 錦州 121013

伴隨著智能時代的來臨，家庭作業(yè)的布置、完成、批改、分析評價與結果反饋方式發(fā)生著變化，課后作業(yè)可以由師生在虛擬網(wǎng)絡空間完成，已經(jīng)從最初的紙質形式發(fā)展到了數(shù)字形式。也就是說，紙筆不再是學習者完成課后作業(yè)的唯一載體。設計和開發(fā)適合智能時代發(fā)展的家庭作業(yè)，是智能與教育深度融合的關鍵。結合智能時代的背景，本研究將智能元素與紙筆作業(yè)深度融合，形成智能作業(yè)的核心理念和技術實現(xiàn)路徑，為今后的設計和實踐提供參考。

一、智能作業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

技術賦予作業(yè)新的場景。固化的紙筆作業(yè)開始朝著人機交互和智能協(xié)同的方向發(fā)展，紙筆作業(yè)逐漸具備“思維”的智能感知、分析［1］。智能時代的發(fā)展推動了作業(yè)的新升級。紙筆作業(yè)由“無聲作業(yè)”升級為可以與學習者互動的“智能作業(yè)”。在中國知網(wǎng)中以“在線作業(yè)”為主題進行檢索，得出66條檢索結果，對全部檢索結果進行可視化分析如圖1。

圖1 中國知網(wǎng)2003—2021在線作業(yè)研究主題文獻變化趨勢

（一）智能作業(yè)的分發(fā)與布置個性化

在智能作業(yè)中，教師可以布置具有差異性、選擇性的個性化作業(yè)。教師先按課程教學大綱來決定題型和試題的難度等，然后依據(jù)系統(tǒng)自身所采用的組卷算法生成試卷。如浙江工業(yè)大學的羅寒基于關聯(lián)分析算法的精準作業(yè)系統(tǒng)開展了實驗研究［2］。通過融合中學課程知識體系和學生學習特征，提出一種能自動采集學生錯題數(shù)據(jù)，并針對學生錯題規(guī)律實現(xiàn)自動組卷，設計了自動發(fā)放習題的精準作業(yè)系統(tǒng)模型。

（二）智能作業(yè)的完成與批改自主化

智能作業(yè)營造一個能夠支持以“個性化自主學習”為特征的新型作業(yè)環(huán)境。師生可以任選合適的時間和地點提交和批改作業(yè)，而不必嚴格地受時空限制。例如，西南交通大學的諸昌鈐基于智能型遠程作業(yè)系統(tǒng)，提出了使用計算機自動識別和糾正主觀問題的方法，解決了理工主觀題的自動糾錯問題，實現(xiàn)了作業(yè)錯誤的自動跟蹤和動態(tài)診斷［3］。

（三）智能作業(yè)的分析評價與結果反饋可視化

教師通過借助可視化工具，分析軟件來表征、分析學生作業(yè)任務的表現(xiàn)。通過對學生在智能作業(yè)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行分析，建立更好的教學方法，以解決學習者在學習過程中存在的問題，同時為教師教學做針對性的決策提供有效的依據(jù)［4］。例如Socrative是一款在線評估工具，可以調(diào)查和測試學生的能力。學生提交作業(yè)后，教師根據(jù)實時匯總結果，生成報告以監(jiān)控和可視化學生的學習狀態(tài)。

表1是部分智能作業(yè)系統(tǒng)的使用現(xiàn)狀，從網(wǎng)址、基本信息、開發(fā)語言、問題類型、功能和特點五方面做了初步總結。

表1 部分智能作業(yè)系統(tǒng)的使用現(xiàn)狀

二、建設智能作業(yè)的價值

（一）作業(yè)反饋均衡化，促進教育公平

紙筆作業(yè)的反饋程度受教師水平的制約。同一位老師在掌握不同學習者的反饋方面有一些困難。因此陷入了“差生跟不上，尖子生吃不飽”的兩難境地。然而智能作業(yè)整合了最好的數(shù)字化教師資源，使作業(yè)反饋不受教師水平差異的限制。如MyMathLab是一個由培生教育公司開發(fā)基于文本的可定制的學習者模型。包含多媒體電子文本、視頻講座、計算示例、交互式教程、練習以及小測驗等。教師可以從在線練習庫中創(chuàng)建與課本問題相關的家庭作業(yè)。每個學生都有屬于自己的學習者模型，根據(jù)此模型設計作業(yè)，這使學生能夠繼續(xù)研究問題，直到他們完全理解和掌握這個概念。

（二）提高學習效率，重構家庭作業(yè)

在傳統(tǒng)紙筆作業(yè)中，有些學習者在做作業(yè)的過程中很難集中注意力。智能作業(yè)有學習管理系統(tǒng)，具有討論板和任務驅動等功能激發(fā)學習者的內(nèi)部學習興趣，對學習者的學習過程進行個性化管理［5］。如西蒙弗雷澤大學（SFU）于2001年秋季推出的LON-CAPA作業(yè)系統(tǒng)，其包含討論板功能，小組內(nèi)的學生可以按自己的進程進行學習，在討論板上學生可以提出問題，教師可以回答，教師還可以知道學生是否掌握了學習內(nèi)容；系統(tǒng)的跟蹤功能用于監(jiān)視和分析學習者的進度，以及用于單獨或集體與他們進行交互。WebWorK中的智能作業(yè)更加強調(diào)學生解決問題的過程，而不是只在乎問題的數(shù)字答案，并且可以幫助學生擺脫對教師的傳統(tǒng)期望，學生不把老師看作答案正確性的權威。

（三）豐富資源呈現(xiàn)形式，滿足多元需求

智能作業(yè)系統(tǒng)中學習資源以圖像、虛擬現(xiàn)實、智能交互、講解動畫等多種形式生動呈現(xiàn)，可以激發(fā)學習者的學習興趣和內(nèi)在學習動機，滿足不同風格學習者的學習需求［6］。如由美國北卡羅來納州州立大學物理系John Risley博士在1997年開發(fā)的WebAssign，其中包括一本由MindTapReader驅動的動態(tài)電子書，包含開放的學習資源模塊和情景化的學習資料，動態(tài)的電子書輔助學生一站式的學習。

三、智能作業(yè)的核心理念和技術實現(xiàn)策略

智能作業(yè)不是單純的紙筆作業(yè)數(shù)字媒體化，而是需要基于系統(tǒng)的技術服務體系才能充分實現(xiàn)其價值。

（一）資源組織系統(tǒng)化

傳統(tǒng)紙筆作業(yè)是相對封閉的體系，資源形態(tài)相對單一，不能滿足不同作業(yè)場景的需求。視聽作業(yè)雖然內(nèi)容從靜態(tài)變?yōu)閯討B(tài)，但固有的內(nèi)容結構不變，也難以滿足智能時代背景下學習者的學習需求。而與紙質作業(yè)與視聽作業(yè)相比，智能作業(yè)被認為是一個逐步結構化的數(shù)字資源集合［7］。從紙質家庭作業(yè)，到視聽家庭作業(yè)，再到智能作業(yè)，作業(yè)在內(nèi)容形式和組織結構上都有了一個巨大的飛躍。從智能作業(yè)的資源內(nèi)容來看，通過綁定名師教育資源，貧困地區(qū)的學習者也可以同時享受優(yōu)質名師教育資源。

（二）作業(yè)數(shù)據(jù)的可視化

在傳統(tǒng)紙筆作業(yè)中，由于學校、家庭、社會等各種復雜的使用場景限制，很難獲取學習者作業(yè)過程相關的數(shù)據(jù)。在智能作業(yè)中，學習數(shù)據(jù)從不可見到可視化的轉變，可對學習者的學習過程全程跟蹤和可視化［8］。全程記錄學習者作業(yè)的開始時間、結束時間、作業(yè)內(nèi)容、反饋結果等關鍵標準，深入挖掘學習者的作業(yè)過程軌跡。運用可視化分析技術，分析學習者的學習路徑，建立學習者模型，推送個性化學習內(nèi)容，將知識圖譜與智能分配算法相結合，準確匹配適合學習者的學習資源。

（三）作業(yè)管理智能化

紙質作業(yè)的學習管理主要依賴于教師、家長和學習者自身。在智能作業(yè)階段，除呈現(xiàn)數(shù)字化特征外，ATA、WebAssign、Moodle、Sakai、WebCT、knewton等學習管理系統(tǒng)的涌現(xiàn)，使作業(yè)更加數(shù)字化、便捷化、高效化。學習管理系統(tǒng)集成了數(shù)字化教學資源和各種交互工具，將信息發(fā)布與管理、學習者管理、作業(yè)管理和學習記錄的跟蹤與匯總集為一體，提高學習者學習管理的便利性［9］。

綜上所述，智能作業(yè)符合教育部提到人工智能要賦能學校，改變辦學形態(tài)，拓展學習空間的時代發(fā)展要求。而智能作業(yè)作為新型數(shù)字教育資源體系，正強調(diào)從單一性的知識載體發(fā)展為多樣化的工具軟件，從教育專用資源向教育大資源轉變。