人工智能在智能批改中的應用分析

杜孟航

摘 要 人工智能在教育領域的應用促進了教育的信息化與智能化變革，出現了如智能批改、拍照搜題等許多智能產品。文章以智能批改為例，介紹了其原理與應用優勢，通過3個典型產品闡述其發展現狀，分析了當前其面臨的技術及使用方面的挑戰，展望了其未來發展。

關鍵詞 人工智能；作業批改；應用分析

中圖分類號 RP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2019）229-0133-02

人工智能（Artificial？Intelligence）簡稱（AI）是一門涉及認知科學，數學、計算機科學、神經生理學等學科的一門交叉學科。人工智能就其本質而言，是對人的思維的信息過程的模擬，目的是讓計算機能夠具有智能，像人類一樣完成任務，如對話、駕駛汽車等。隨著大數據、云計算等技術的發展，近年來人工智能在交通、醫療、物流、教育等領域的應用越來越多。

人工智能在教育領域的發展與應用即為教育人工智能，本質上是人工智能對教育工作的輔助和替代，將教師和學生從低效重復的工作中解放出來，進而提升教學與學習效率[ 1 ]。教育人工智能利用圖像識別、自然語言處理等技術，可以實現機器批改試卷、識題答題等，借助語音識別技術可以糾正、改進英語口語發音[2]。本文將重點介紹人工智能在作業批改中的應用現狀，分析其存在的問題及未來展望。

1 智能批改概述

智能批改是指利用人工智能技術實現的學生作業的自動批改的技術或是應用，即實現對題目的對錯進行自動判讀、自動評分的過程[3]。智能批改的流程為：從教師首先在線上布置作業，學生完成作業后上傳到系統中，之后系統利用人工智能技術進行自動批改、生成學習報告和錯題集，然后對教師、家長和學生進行反饋，還能根據學生的作業完成情況推薦針對性的題目。學生在完作用任務后，可以通過拍照或者在線上完成。

相比傳統的教師批改，智能批改能夠更直觀地將學生的短板反饋給學生、教師和家長，對教師而言智能批改減輕了教師批改作用的壓力，教師只要閱讀分析報告就能了解學生對知識的掌握情況，并制定后續的學習計劃；對于家長而言，分析報告的反饋能讓家長更全面地掌握學生的學習狀況，在對學生的學習進行監督時能夠有的放矢；對于學生而言，即使是不在學校，作業完成后也能夠迅速得到反饋，此外，這種新穎的學習方式在一定程度上還提高了其學習的積極性。

2 典型應用

2.1 RealSkill

RealSkill是由新東方和科大訊飛共同發布的口語和寫作智能批改產品，該產品能夠實現包括托福、雅思等出國留學考試的智能寫作批改和口語評測。在寫作批改方面，該系統以10萬篇托福雅思新東方學員的文章作為數據基礎，并由業內專家團隊按照托福和雅思考試對應的評分細則進行語料標注。測試結果表明，RealSkill的智能評分與考官評分一致率可以超過95%，而智能批改的準確率可以達到90%以上。同時，通過開發針對托福雅思的手機拍照識別技術，目前手寫文字的識別率已經達到95%。學員只需對自己的文章拍照，便可以完成文字的上傳和識別，并獲得即時反饋。在口語識別方面，語音識別功能可以最大程度還原考生的口語內容，從而保證評分與批改的準確性。

教師進行作文批改賦分具有很多的主觀因素，而RealSkill可以按照統一預先設定的標準進行作文評判，增加了作文評判的公正性和依據性，但是與專業的教師評價相比，還存在明顯的差距。由于現階段RealSkill所依賴的自然語言處理技術對文章內容的理解還比較初級，不能像教師一樣能夠體會文章的意境、情感等深層次的信息，RealSkill對文章的評分更多的是采用相似性比較的方法，即判斷文章與數據庫中已評分的文章的相似性，從而確定文章的分數，未來還有很大的進步空間。

2.2 愛作業

現階段，家長在繁忙的工作之外，同時還要指導、監督孩子的學習，例如對作業完成質量和情況進行批閱。對家長而言，作業批改需要消耗大量的時間，已經成為一種負擔，如果將作業批改完全的任務交給老師，無疑會增加老師的工作量，特別是現階段國內普遍是班級教學，一個老師要復雜幾十個學生的教學任務，作業批改的工作量可想而知。為此，許多公司面向中小學生研發了許多智能批改產品，愛作業就是其中之一。

愛作業是較早發布的小學人工智能教輔產品，愛作業運用OCR（光學字符識別）技術進行文字識別，家長和老師只需要拍照或者從相冊中選擇口算照片上傳，應用將在1秒內給出檢查結果[4]。對有錯誤的題目進行高亮標注，并對檢查結果呈現標簽鼓勵和趣味展示。目前愛作業支持識別各種口算練習本、出版物、手寫口算題及打印口算訓練等多種材質，同時支持識別，四則混合運算、估算、帶余數除法、分數計算、比大小、填寫最大最小等1-4年級各類數學題目，其識別準確率高達98%，同時專為小學數學老師設計批量拍攝功能。批量拍攝或選擇相冊中的照片，后臺自動識別，一次性完成。OCR對打印體文字識別準確率較高，而學生由于年齡較小，書寫習慣及不穩定，不同學生之間差別很大，導致愛作業在手寫數字識別方面準確性不高，進一步地會導致后續作業批改的準確性較低。

2.3 IN課堂

作文批改是一件需要老師花費大量時間才能完成的工作。作文批改與理科作業的批改不同，理科作業擁有標準的答案，而作文批改需要老師“具體問題，具體分析”，沒有太過明確的評判標準；同時需要教師標注文章的錯別字病句，判斷文章是否滿足題目要求，論據是否充分，觀點是否鮮明；為了鼓勵學生寫作的積極性，需要標注出學生作文中的好詞好句[5]。中國語言研發中心發布了一款智能批改系統—IN課堂語文作文批改系統，它使用可以擴展的“知識庫”來解釋學生作文的“一般邏輯”和“含義”，突出需要改進的文體，結構和主題領域。系統能夠讀懂中文和英文，注意到段落是否偏離主題。在一項測試中，系統與人類評分者達成一致率超過90%。智能作文批改在一定程度上提高了作文評判的公正性，同時能夠讓教師節省更多時間，去針對學生自身問題進行輔導，令學生和教師能夠更充分的進行雙向交流，但是智能批改并不能像教師一樣真正的讀懂作文，并且現階段由技術限制，構建模型的數據量較少，只能針對特定方向或體裁，產品的應用范圍有限。

3 智能批改面臨的挑戰

雖然現階段智能批改在口算作業、中英語作文批改方面取得了一定的成績，但總的來說還處在發展初期，還面臨與人工批改的一致性較低、手寫識別的準確較低以及可能會帶來依賴性等問題。

目前而言，智能批改對于一些主觀題例如難度較大的語文和英語作文的批改，與人工批改的一致率相對較低，同時主觀題的批改不僅僅要說明題目的對錯，還需要分析錯誤的原因，如果要達成這樣的目的目前仍存在技術上的挑戰。

智能批改在識別時也存在挑戰，例如手寫字體的識別方面，還有待改進，特別是當學生的試卷、作業上出現涂改、污漬、字體不規范等情況時其識別的準確性會明顯下降，這些都是未來需要改進的方向。將批改作業的任務全部交給人工智能會使得使學生、家長產生依賴性。學生的作業能夠體現出的不僅僅是其對知識掌握的不足，還有優點，例如答題時具有的邏輯性，書寫的工整規范等，這些在人工批改的過程中都會標注，這是一種對學生進行鼓勵的方式，而智能批改顯然不具有這種功能，另一方面，智能批改的應用也減少了家長、老師與學生的溝通時間，家長和老師只需要借助軟件或系統就能完成批改任務。

4 結論

智能批改能夠有效減少教師批改作業的時間從而給予教師更充裕的時間進行個性化教育，降低工作負擔，此外，智能批改具有一定的數據分析功能，能夠為教師教學提供數據參考。當技術成熟后能夠登陸手機端，可以更便利、快速地普及，從而讓優質教育資源相對缺乏的地區低成本地使用，緩解教育資源地區差異的狀況。

從目前的發展情況來看，智能批改在短時間內無法自動批改過于復雜的主觀題，但在答案一定，要求明確的客觀題閱卷速度上有很大的優勢。智能批改產品在使用過程中，應盡可能地避免其帶來的負面影響，例如家長過多的使用會減少與孩子的溝通，而老師過多使用會很難發現學生作業中的閃光點，不能對學生進行及時的鼓勵等。未來，隨著相關技術的發展，家長、老師將從繁重的作業批改中解放出來，家長與教師只需要對智能批改的結果進行審核，能夠有效減少家長、老師的工作量，他們將會有更多時間與孩子（學生）進行溝通。

參考文獻

[1]姜皓文.人工智能技術在教育領域中的應用[J].電子技術與軟件工程，2018（5）：255.

[2]牟曉青，于志濤.基于BBS語料的批改網應用研究[J].山東理工大學學報（社會科學版），2018，34（3）：92-97.

[3]許多青.作業批改和講評在反饋教學中的作用[J].物理教學，2016，38（8）：20-21，53.

[4]盤俊春.批改口算作業的好助手：愛作業[J].中國信息技術教育，2018（8）：51-52.

[5]董洪丹，田精耘，陳茂娟，等.大數據背景下的英語作文智能批改應用與實踐研究——《大數據背景下的極課教育創新研究》子課題研究成果簡述[J].教育科學論壇，2017（23）：44-47.