人工智能在數(shù)學(xué)作業(yè)布置中的應(yīng)用

鐘雪梅

【摘 要】科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)著教育的進(jìn)步。“大數(shù)據(jù)”時(shí)代背景下，人工智能技術(shù)開始應(yīng)用到教育教學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。本文從數(shù)學(xué)個(gè)性化作業(yè)的支持、數(shù)學(xué)作業(yè)布置的策略、數(shù)學(xué)作業(yè)布置的作用三個(gè)方面，對(duì)人工智能技術(shù)在小學(xué)數(shù)學(xué)作業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行初步探討，希望對(duì)數(shù)學(xué)教師如何有效布置數(shù)學(xué)作業(yè)有所幫助。

【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)作業(yè);人工智能;作業(yè)布置

【中圖分類號(hào)】G434 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【論文編號(hào)】1671-7384（2021）01-076-02

《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出：“數(shù)學(xué)要面向全體學(xué)生，學(xué)生學(xué)習(xí)應(yīng)當(dāng)是一個(gè)生動(dòng)活潑的、主動(dòng)的和富有個(gè)性化的過程”。對(duì)數(shù)學(xué)教師而言，無論是課堂教學(xué)還是作業(yè)布置，都應(yīng)該關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，尊重學(xué)生的身心發(fā)展規(guī)律和個(gè)體差異，真正做到“因材施教”。

當(dāng)前，人類社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入大數(shù)據(jù)和人工智能時(shí)代，人工智能技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用已經(jīng)勢(shì)不可擋。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，筆者嘗試?yán)萌斯ぶ悄芗夹g(shù)破解作業(yè)難題，取得了很好的效果。

人工智能為學(xué)生個(gè)性化作業(yè)提供支持

作業(yè)是教學(xué)過程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，而個(gè)性化作業(yè)則是提高學(xué)習(xí)效果的重要手段。

在傳統(tǒng)的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，作業(yè)作為教學(xué)過程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，都是統(tǒng)一布置，沒有梯度，不分層次。教師利用“題海戰(zhàn)術(shù)”，對(duì)學(xué)生進(jìn)行課堂知識(shí)的鞏固，這種做法十分低效。為此，很多教師嘗試運(yùn)用不同的方法，為學(xué)生布置個(gè)性化作業(yè)。比如，依據(jù)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的掌握情況和能力水平，將學(xué)生分組，布置不同的作業(yè)內(nèi)容，由此照顧學(xué)生差異，滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生的共同進(jìn)步。但這些嘗試還是基于傳統(tǒng)的教學(xué)方法，因此未能從根本上解決學(xué)生作業(yè)布置的個(gè)性化、精準(zhǔn)化、高效化等問題。

目前的人工智能技術(shù)可以對(duì)客觀題做到智能批改。利用大數(shù)據(jù)和人工智能，可以對(duì)學(xué)生作業(yè)進(jìn)行合理有效的布置，對(duì)學(xué)生的作業(yè)行為進(jìn)行精準(zhǔn)分析，為學(xué)生個(gè)性化作業(yè)提供有力的支持。

對(duì)學(xué)生而言，在此基礎(chǔ)上對(duì)學(xué)生掌握的數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行精準(zhǔn)的干預(yù)，通過針對(duì)作業(yè)的查缺補(bǔ)漏，鞏固提升所學(xué)知識(shí)，避免了繁重的作業(yè)練習(xí)，既提升了學(xué)習(xí)的效率又減輕了學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。

對(duì)教師而言，避免了批量重復(fù)改作業(yè)的負(fù)擔(dān)，把原先用來批改作業(yè)的時(shí)間用來分析學(xué)生，在全面了解學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)掌握程度的基礎(chǔ)上，為每一個(gè)學(xué)生設(shè)計(jì)出更適合的作業(yè)，充分發(fā)揮作業(yè)的基本功能，使學(xué)生不用苦于題海戰(zhàn)術(shù)，教師不苦于整體改作業(yè)，實(shí)現(xiàn)師生共同減負(fù)，促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，提高班級(jí)的整體教育教學(xué)質(zhì)量。

人工智能技術(shù)支撐下的數(shù)學(xué)作業(yè)布置策略

為每個(gè)學(xué)生“量身定做”作業(yè)——利用大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，教師可以針對(duì)每個(gè)學(xué)生的具體情況，為其提供合適的作業(yè)練習(xí)題。用少而精的作業(yè)練習(xí)，幫助不同層次的學(xué)生不斷的進(jìn)階，并根據(jù)學(xué)生的學(xué)情進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。

對(duì)于做題速度快、學(xué)有余力的學(xué)生，教師可對(duì)其進(jìn)行數(shù)學(xué)高階思維的培養(yǎng)，可推送難度較大的題目，甚至是奧數(shù)題目。

對(duì)于中等層次的學(xué)生，主要對(duì)其進(jìn)行學(xué)習(xí)過程與學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)，提升學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)質(zhì)量。

對(duì)于學(xué)習(xí)困難的學(xué)生，主要是推送基礎(chǔ)性題目，打好數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)信心和學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，促進(jìn)學(xué)生積極主動(dòng)地參與數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)。

錯(cuò)題的診斷或查漏補(bǔ)缺——一個(gè)班上，每位學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)問題不盡相同。如果采用傳統(tǒng)的作業(yè)批改方式，教師想了解每個(gè)學(xué)生的錯(cuò)題原因和所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)的薄弱環(huán)節(jié)，就需要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的積累，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。因此，教師在這個(gè)環(huán)節(jié)上就要借助智能診斷系統(tǒng)，不僅有利于布置作業(yè)和輔導(dǎo)講解，更能深入幫助學(xué)生解析錯(cuò)題。

為個(gè)性化作業(yè)布置提供有效依據(jù)——傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)作業(yè)布置，通常只能檢查學(xué)生對(duì)于當(dāng)天所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)的掌握程度。如果通過數(shù)據(jù)平臺(tái)收集學(xué)生的作業(yè)情況，把學(xué)生每天的作業(yè)情況記錄下來，比如作業(yè)的正確率、知識(shí)點(diǎn)的掌握程度、作業(yè)的用時(shí)、錯(cuò)題的原因等，就可以對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況了然于胸。在精準(zhǔn)分析學(xué)生的同時(shí)，為布置個(gè)性化作業(yè)提供有效的依據(jù)。

人工智能對(duì)數(shù)學(xué)作業(yè)布置的作用

高效反饋，即時(shí)鞏固——傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)作業(yè)布置和批改方式耗時(shí)太長(zhǎng)，無論是教師想及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，還是學(xué)生想及時(shí)了解教師對(duì)自己作業(yè)的批改情況，都不可能立即做到。如果教師利用人工智能系統(tǒng)批改作業(yè)，師生都可以通過系統(tǒng)及時(shí)收到反饋，通過解疑釋惑，當(dāng)場(chǎng)解決作業(yè)中出現(xiàn)的問題。這樣不僅大大節(jié)省時(shí)間，更重要的是學(xué)生能及時(shí)了解自己的學(xué)習(xí)情況，通過查缺補(bǔ)漏，分析錯(cuò)誤原因，及時(shí)改正，鞏固提升。

階段提升，訓(xùn)練思維——在學(xué)生提交作業(yè)后，教師利用人工智能系統(tǒng)，可以掌握每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并為其推送合適的作業(yè)題，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力，幫助學(xué)生建構(gòu)數(shù)學(xué)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，不斷提高數(shù)學(xué)能力。

精準(zhǔn)施策，溫故知新——人工智能系統(tǒng)能幫助學(xué)生把學(xué)習(xí)過程記錄下來，一旦學(xué)生的某個(gè)知識(shí)點(diǎn)不過關(guān)或經(jīng)常做錯(cuò)某類題目，系統(tǒng)會(huì)生成錯(cuò)題本，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，判斷學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)知識(shí)的掌握程度，精準(zhǔn)分析學(xué)情，定位薄弱知識(shí)點(diǎn)，為學(xué)生推送適合的作業(yè)，強(qiáng)化知識(shí)點(diǎn)，逐步幫助學(xué)生掌握知識(shí)體系。當(dāng)學(xué)生達(dá)到某一水平，或者掌握了相應(yīng)的知識(shí)體系后，再進(jìn)入下一階段的作業(yè)練習(xí)推薦，直到學(xué)生完全掌握。

高效講評(píng)，共同進(jìn)步——教學(xué)實(shí)踐中，教師可根據(jù)學(xué)生提交作業(yè)的情況，借助大數(shù)據(jù)平臺(tái)，掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，分析哪個(gè)知識(shí)點(diǎn)學(xué)生容易出錯(cuò)，哪個(gè)學(xué)習(xí)步驟需要進(jìn)一步優(yōu)化。這樣可以有效發(fā)現(xiàn)學(xué)生的薄弱點(diǎn)，做好課前教學(xué)準(zhǔn)備。在上課時(shí)聚焦課堂問題，“對(duì)癥下藥”，提高課堂教學(xué)效果。在評(píng)價(jià)作業(yè)時(shí)，定位更加清晰，理清數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)，講通講透。

人工智能技術(shù)背景下，小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)該緊跟時(shí)代發(fā)展，將人工智能技術(shù)應(yīng)用到數(shù)學(xué)教學(xué)中，讓學(xué)生的數(shù)學(xué)作業(yè)更加高效。

作者單位：廣東廣州市南沙區(qū)實(shí)驗(yàn)小學(xué)

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