智能時(shí)代背景下的家庭作業(yè)

龐已晴 范會(huì)勇

渤海大學(xué)，遼寧 錦州 121013

伴隨著智能時(shí)代的來(lái)臨，家庭作業(yè)的布置、完成、批改、分析評(píng)價(jià)與結(jié)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(luò)空間完成，已經(jīng)從最初的紙質(zhì)形式發(fā)展到了數(shù)字形式。也就是說(shuō)，紙筆不再是學(xué)習(xí)者完成課后作業(yè)的唯一載體。設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)適合智能時(shí)代發(fā)展的家庭作業(yè)，是智能與教育深度融合的關(guān)鍵。結(jié)合智能時(shí)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(shù)實(shí)現(xiàn)路徑，為今后的設(shè)計(jì)和實(shí)踐提供參考。

一、智能作業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

技術(shù)賦予作業(yè)新的場(chǎng)景。固化的紙筆作業(yè)開(kāi)始朝著人機(jī)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(shí)代的發(fā)展推動(dòng)了作業(yè)的新升級(jí)。紙筆作業(yè)由“無(wú)聲作業(yè)”升級(jí)為可以與學(xué)習(xí)者互動(dòng)的“智能作業(yè)”。在中國(guó)知網(wǎng)中以“在線作業(yè)”為主題進(jìn)行檢索，得出66條檢索結(jié)果，對(duì)全部檢索結(jié)果進(jìn)行可視化分析如圖1。

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

（一）智能作業(yè)的分發(fā)與布置個(gè)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(gè)性化作業(yè)。教師先按課程教學(xué)大綱來(lái)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(xué)的羅寒基于關(guān)聯(lián)分析算法的精準(zhǔn)作業(yè)系統(tǒng)開(kāi)展了實(shí)驗(yàn)研究［2］。通過(guò)融合中學(xué)課程知識(shí)體系和學(xué)生學(xué)習(xí)特征，提出一種能自動(dòng)采集學(xué)生錯(cuò)題數(shù)據(jù)，并針對(duì)學(xué)生錯(cuò)題規(guī)律實(shí)現(xiàn)自動(dòng)組卷，設(shè)計(jì)了自動(dòng)發(fā)放習(xí)題的精準(zhǔn)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(yíng)造一個(gè)能夠支持以“個(gè)性化自主學(xué)習(xí)”為特征的新型作業(yè)環(huán)境。師生可以任選合適的時(shí)間和地點(diǎn)提交和批改作業(yè)，而不必嚴(yán)格地受時(shí)空限制。例如，西南交通大學(xué)的諸昌鈐基于智能型遠(yuǎn)程作業(yè)系統(tǒng)，提出了使用計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別和糾正主觀問(wèn)題的方法，解決了理工主觀題的自動(dòng)糾錯(cuò)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了作業(yè)錯(cuò)誤的自動(dòng)跟蹤和動(dòng)態(tài)診斷［3］。

（三）智能作業(yè)的分析評(píng)價(jià)與結(jié)果反饋可視化

教師通過(guò)借助可視化工具，分析軟件來(lái)表征、分析學(xué)生作業(yè)任務(wù)的表現(xiàn)。通過(guò)對(duì)學(xué)生在智能作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立更好的教學(xué)方法，以解決學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中存在的問(wèn)題，同時(shí)為教師教學(xué)做針對(duì)性的決策提供有效的依據(jù)［4］。例如Socrative是一款在線評(píng)估工具，可以調(diào)查和測(cè)試學(xué)生的能力。學(xué)生提交作業(yè)后，教師根據(jù)實(shí)時(shí)匯總結(jié)果，生成報(bào)告以監(jiān)控和可視化學(xué)生的學(xué)習(xí)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(kāi)發(fā)語(yǔ)言、問(wèn)題類(lèi)型、功能和特點(diǎn)五方面做了初步總結(jié)。

表1 部分智能作業(yè)系統(tǒng)的使用現(xiàn)狀

二、建設(shè)智能作業(yè)的價(jià)值

（一）作業(yè)反饋均衡化，促進(jìn)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(xué)習(xí)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(gè)由培生教育公司開(kāi)發(fā)基于文本的可定制的學(xué)習(xí)者模型。包含多媒體電子文本、視頻講座、計(jì)算示例、交互式教程、練習(xí)以及小測(cè)驗(yàn)等。教師可以從在線練習(xí)庫(kù)中創(chuàng)建與課本問(wèn)題相關(guān)的家庭作業(yè)。每個(gè)學(xué)生都有屬于自己的學(xué)習(xí)者模型，根據(jù)此模型設(shè)計(jì)作業(yè)，這使學(xué)生能夠繼續(xù)研究問(wèn)題，直到他們完全理解和掌握這個(gè)概念。

（二）提高學(xué)習(xí)效率，重構(gòu)家庭作業(yè)

在傳統(tǒng)紙筆作業(yè)中，有些學(xué)習(xí)者在做作業(yè)的過(guò)程中很難集中注意力。智能作業(yè)有學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)，具有討論板和任務(wù)驅(qū)動(dòng)等功能激發(fā)學(xué)習(xí)者的內(nèi)部學(xué)習(xí)興趣，對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行個(gè)性化管理［5］。如西蒙弗雷澤大學(xué)（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(xué)生可以按自己的進(jìn)程進(jìn)行學(xué)習(xí)，在討論板上學(xué)生可以提出問(wèn)題，教師可以回答，教師還可以知道學(xué)生是否掌握了學(xué)習(xí)內(nèi)容；系統(tǒng)的跟蹤功能用于監(jiān)視和分析學(xué)習(xí)者的進(jìn)度，以及用于單獨(dú)或集體與他們進(jìn)行交互。WebWorK中的智能作業(yè)更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生解決問(wèn)題的過(guò)程，而不是只在乎問(wèn)題的數(shù)字答案，并且可以幫助學(xué)生擺脫對(duì)教師的傳統(tǒng)期望，學(xué)生不把老師看作答案正確性的權(quán)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(xué)習(xí)資源以圖像、虛擬現(xiàn)實(shí)、智能交互、講解動(dòng)畫(huà)等多種形式生動(dòng)呈現(xiàn)，可以激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，滿足不同風(fēng)格學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求［6］。如由美國(guó)北卡羅來(lái)納州州立大學(xué)物理系John Risley博士在1997年開(kāi)發(fā)的WebAssign，其中包括一本由MindTapReader驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)電子書(shū)，包含開(kāi)放的學(xué)習(xí)資源模塊和情景化的學(xué)習(xí)資料，動(dòng)態(tài)的電子書(shū)輔助學(xué)生一站式的學(xué)習(xí)。

三、智能作業(yè)的核心理念和技術(shù)實(shí)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(shù)服務(wù)體系才能充分實(shí)現(xiàn)其價(jià)值。

（一）資源組織系統(tǒng)化

傳統(tǒng)紙筆作業(yè)是相對(duì)封閉的體系，資源形態(tài)相對(duì)單一，不能滿足不同作業(yè)場(chǎng)景的需求。視聽(tīng)作業(yè)雖然內(nèi)容從靜態(tài)變?yōu)閯?dòng)態(tài)，但固有的內(nèi)容結(jié)構(gòu)不變，也難以滿足智能時(shí)代背景下學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求。而與紙質(zhì)作業(yè)與視聽(tīng)作業(yè)相比，智能作業(yè)被認(rèn)為是一個(gè)逐步結(jié)構(gòu)化的數(shù)字資源集合［7］。從紙質(zhì)家庭作業(yè)，到視聽(tīng)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(jié)構(gòu)上都有了一個(gè)巨大的飛躍。從智能作業(yè)的資源內(nèi)容來(lái)看，通過(guò)綁定名師教育資源，貧困地區(qū)的學(xué)習(xí)者也可以同時(shí)享受優(yōu)質(zhì)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(xué)校、家庭、社會(huì)等各種復(fù)雜的使用場(chǎng)景限制，很難獲取學(xué)習(xí)者作業(yè)過(guò)程相關(guān)的數(shù)據(jù)。在智能作業(yè)中，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)從不可見(jiàn)到可視化的轉(zhuǎn)變，可對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過(guò)程全程跟蹤和可視化［8］。全程記錄學(xué)習(xí)者作業(yè)的開(kāi)始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、作業(yè)內(nèi)容、反饋結(jié)果等關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)，深入挖掘?qū)W習(xí)者的作業(yè)過(guò)程軌跡。運(yùn)用可視化分析技術(shù)，分析學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)路徑，建立學(xué)習(xí)者模型，推送個(gè)性化學(xué)習(xí)內(nèi)容，將知識(shí)圖譜與智能分配算法相結(jié)合，準(zhǔn)確匹配適合學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)資源。

（三）作業(yè)管理智能化

紙質(zhì)作業(yè)的學(xué)習(xí)管理主要依賴(lài)于教師、家長(zhǎng)和學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)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(xué)習(xí)管理系統(tǒng)集成了數(shù)字化教學(xué)資源和各種交互工具，將信息發(fā)布與管理、學(xué)習(xí)者管理、作業(yè)管理和學(xué)習(xí)記錄的跟蹤與匯總集為一體，提高學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)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(xué)校，改變辦學(xué)形態(tài)，拓展學(xué)習(xí)空間的時(shí)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(qiáng)調(diào)從單一性的知識(shí)載體發(fā)展為多樣化的工具軟件，從教育專(zhuān)用資源向教育大資源轉(zhuǎn)變。