王鹏程 吴靖

常州市虹景中学 江苏常州 213000

0 引言

作业的基本目的是帮助学生理解、巩固所学的知识、技能，检查学生对相关知识、技能的掌握程度，发现和改进存在的问题。但长期以来，受传统应试教育等因素的影响，我国中小学作业存在作业超量，作业形式单一，作业内容“一刀切”，缺乏层次性，作业评价刻板等问题[1]。随着新课程改革的实施，传统的作业布置形式、内容已经不能再适应当前的教学要求。而“双减”政策推出后，学生作业量大大减少，课业负担减轻的状况，又对教师的工作提出了更高的要求。为提升作业管理效率、促进分层教学、减轻师生负担，常州市虹景中学于2021年引入了“精准化作业测评系统”（以下简称“测评系统”），将信息技术与作业管理深度融合，力求加强教学规范，优化教学环节，落实课程目标，提高学习效率，促进学生发展。

测评系统引入后，虹景中学率先将其运用于初中数学学科，在“双减”政策和作业管理要求的背景下，将精准性作业测评应用与研究作为切入口，依托大数据和人工智能技术，将信息技术与初中数学作业管理深度融合，让“双减”政策真正在学校落地增效。

1 数学作业的管理困境

近年来，国内不少学者开始关注并进行作业管理精准化方面的研究。有学者认为作业管理精准施策应该具备三个原则，即精准作业内容、精确作业时长和精选学科作业[2]。也有实践学校以作业精准化探索为切入口，借助大数据平台，通过实践探索实现了数学作业的“精准布置”“精准批改”“精准反馈”和“精准评价”[3]。尽管这些数学作业管理应用取得了一定成果，但由于教师和数学作业管理层面等的问题，在具体的实施过程中仍然存在诸多问题，亟须解决。

1.1 数学作业的重要性

数学作业是数学课堂教学的延伸与拓展，是落实立德树人、推进素质教育的重要载体[4]。就数学作业而言，其首要功能是帮助学生巩固知识，掌握数学的基本概念、原理和技巧，通过练习和应用知识，加深对数学概念的理解，培养逻辑思维和解决问题的能力。数学作业不仅有利于学生掌握数学方法，探究数学问题的本质和规律，提高学生的思维水平[5]，还能够检测学生对知识点的掌握情况，进而帮助教师改进教学。但就目前来看，初中数学作业一直存在着繁、难、多等问题。教师如果对学生数学作业的情况不进行深入的了解，就会导致备课不精、上课低效、作业重复、命题偏差等问题的出现。而学生面对繁多且难做的数学作业也常常陷入一种盲目的状态，虽然花费了较长时间完成，但成绩却并不理想[2]。

1.2 教师层面

1.2.1 负担加重

初中数学课程包含了较为复杂的公式和定理，容易导致学生在做作业时出现错代入、未变号、漏乘等问题，如果教师能在批改作业中进行一一纠正，将会对学生的学习有很大帮助。但教师也无法记住全部的标准答案，加之有些学生的字迹潦草，教师批改时既要检查数字和公式是否正确，又要思考学生的错因，往往不能兼顾。此外，学生的学情分析和教学材料会随着教学过程的变化而变化，整个过程耗时耗力，在一定程度上增加了教师的负担[6]。

1.2.2 缺乏数据素养

数据素养是指在符合伦理要求的前提下，对数据进行批判性的理解、分析、评价和应用的意识与能力[6]。但是，由于受教学经验、理论知识、传统教学模式等因素影响，教师对数据的解读能力还有待提升。而数据素养的缺乏，则有可能让教师对数学作业管理系统生成的数据产生盲目依赖的心理，缺乏批判性的思考，进而影响教学决策。

1.3 数学作业管理方面

1.3.1 大规模的分层作业设计难以实施

学生具有知识基础、学习风格、成长环境等方面的差异，进行差异化教学来满足学生个性化学习需求是必然的发展趋势[7]。但差异化教学需要结合教学目标、学生学情、课标要求等实施，操作比较繁杂，也在一定程度上加重了教师的负担，因此大规模的分层作业设计很难实现。此外，“一科一辅”作业选用政策的严格执行也限制了教师选择分层作业的来源[7]。

1.3.2 缺乏评价指标

就目前看，很多数学作业管理系统无法将统计分析后的作业数据进行分类和整理，也没有相应的评价指标。这种管理系统无法为教师提供有关数学作业完成情况的详细信息，教师也就不能及时地对学生进行有针对性的指导。尽管现有的数学作业管理系统在提供个性化学习支持等方面取得了一些成功，但仍有两个方面缺乏较为深入的探讨。一方面是如何精准设计和评价分层作业，另一方面是如何减轻教师设计、批改和评价作业的负担以及学生学习的负担，以真正达到减负增效的目的。

2 测评系统的应用

2.1 实施理念

2021年4月，《教育部办公厅关于加强义务教育学校作业管理的通知》中明确提出了中小学作业管理的十条要求，并多次提到作业的“精准分析”与“精准设计”。同年7月，“双减”政策也明确指出：要“全面压减作业总量和时长，减轻学生过重作业负担”。“精准”成为现阶段学校作业管理的关键词，也成为作业质量提高的核心要素[8]。这些政策的出台，给学校和教师在利用信息技术精准分析和设计作业、加强作业管理等方面提出了新的要求。

精准化教学理论是奥格登·林德斯利（Ogden Lindsley）以斯金纳（Skinner B.F.）的行为主义学习理论为基础提出的方法。最初，精准化教学是通过测量程序来跟踪学生的学习和表现，并支持基于数据的决策，其致力于“将科学掌握在学生和教师手中”[9]。后来，精准教学成为评估任意的教学方法和策略是否精确且有效的框架[10]。“测评系统”引入后，基于精准化教学理论和当前数学作业管理的困境，虹景中学率先将其运用于初中数学学科，

通过预先设置的程序，测评系统能够快速识别和统计学生完成作业的情况，且不易出现批改疲劳和错误。此外，在提高批改速度和准确率的同时，测评系统还能帮助教师布置精准、个性化的作业，有效推动教学进程。

2.2 组成模块

测评系统包括教师端、学生端、学校端和家长端。教师端分为学生模块、发题模块、批改模块、备课模块4 个模块（表1），其主要特点如下。

表1 教师端精准化作业测评系统组成模块及其特点

1）在学生模块中，知识的掌握程度是根据作业成绩和自主练习成绩来统计的，并采用不同的颜色表示，方便教师快速查看全班所有作业中的知识点。根据“艾宾浩斯记忆曲线”的有关理论，学生对知识点的遗忘速度呈现不均衡性，一般为先快后慢。测评系统的一大优势是，教师可以有针对性地将作业中的错题录制成微课进行讲解，让学生通过不限次数的回看和快进视频来学习改正错题，在减少时间和金钱成本的同时，也能满足学生的个性化需求。

2）发题模块的题库来源于教辅库、真题库、错题库等，通过一课一练功能，系统能够根据需求向学生进行经典推送或智能推送。

3）在批改模块中，教师可以查看全部作业的批改状态，并按日期检索发布作业，或是将作业归类进行检索。

4）在备课模块中，教师可以新建备课、查看历史备课，或直接发布作业。这些模块的有机结合，既为学生提供个性化的作业和反馈，又能帮助教师进行高效的作业批改和教学准备，提高了数学作业管理的精度和效果。

2.3 作业管理流程

如图1所示，经学校领导及全体数学教师多轮讨论协商，明确了实施数学作业管理的流程。

图1 数学精准化作业管理流程图

2.4 实施方案

2.4.1 结合学情和目标，精准设计作业

根据建构主义学习理论，教师在进行作业设计时应当基于学生现有的经验和知识，让作业题目难度维持在学生的最近发展区内。为此，虹景中学结合学生学情、教学内容、课标要求和教师经验，将数学作业设计的实施步骤分为以下三步：首先，利用测评系统教师端的“学生模块”和“发题模块”对学生和题目难度进行分层。以一元二次方程这一课时的作业为例，如图2所示，系统会自动将作业分为基础题和提高题。基础题主要针对学困生，题目大多为选择题、填空题和计算题，主要考查学生对一元二次方程的定义和解法的了解程度；提高题主要考查学生一元二次方程的实际应用能力，一般以解答题、综合题为主，主要针对中等生和学优生。其次，系统会根据教师提前设置好的学生分组进行作业的一键发布，向学生推送适量的个性化习题。最后，测评系统会通过“批改模块”反馈的作业数据，帮助学生形成错题集，助力学生根据自身需求借助错题及时巩固所学的知识，实现自主学习。

2.4.2 借助批改技术，精准讲解作业

测评系统能够自动收录错题，然后将错题分步骤进行批改，并将每一个步骤的错误原因进行标注。此外，结合学生个体差异，测评系统能够给每个学生建立“数据图像”，进而为学生自动推送个性化错题、变式题、优秀样例和错题微课视频，真正满足学生的个性化需求。以用频率估计概率这一课时为例，如图3所示，教师将同步练习题发布到测评系统上供学生解答，学生在完成后，测评系统会自动进行批改并在“批改模块”中向教师反馈正确率等数据；根据这些数据，教师可以将共性错题集中讲解，个性错题单独辅导，在减轻教师负担的同时，实现因材施教。

图3 借助“数据分析”精准讲解数学作业

2.4.3 通过分层情况，精准评价作业

在测评系统的帮助下，教师可以借助大数据实施分层作业。通过对学生的作业情况的汇总和分析，教师能够及时发现学生作业中存在的问题，给予学生更加客观、精准的评价。对于优等生，可以采用较为严格的评价标准，让他们之间比拼作业的完成时间、质量和难度等，教师则可以通过“批改模块”反馈的平均书写时长、得分率、完成率等数据给予胜者奖励。对于中等生，在完成基础作业的情况下，若他们能够超额或挑战其他难度的作业，教师可给予加分等奖励。而对学困生，只要做对基础作业教师即可给予其满分。通过测评系统，教师能够准确判断学生对数学学科各部分知识点的掌握情况，不但便于再次向学生推送“个性化习题”，还能对学生未来的学习策略提出针对性建议[3]。

2.5 实施效果

2.5.1 有效地提升了作业管理效率

首先，如图4、图5所示，测评系统的使用明显提升了数学作业训练量和学生的作业完成效率。其次，学生完成作业的效果得到了明显的提升。为了解学生作业正确率的具体情况，我校采用随机抽样的方法，通过“问卷星”平台对211 名中学生进行了调查。如图6所示，有80.57%的学生认为利用测评系统布置数学分层作业后，作业的正确率较之前有所提高。

图4 数学作业的数据统计

图5 作业完成次数统计

2.5.2 有效地促进了分层教学

与传统作业方式相比较，测评系统能够帮助教师对学生数学作业的完成时间、正确率、订正率等数据进行统计分析，帮助教师据此有效设计分层作业及实施分层走班教学。此外，测评系统还能提供记录提交情况、成绩曲线、个人知识树掌握情况等数据报表，协助教师客观看待学生的学习情况，动态地掌握学情。如图7所示，据统计，通过分层作业和分层走班教学，学生数学作业的平均完成率可以达到99%，作业平均正确率可以超过80%，为我校开展个别化辅导、个性化作业设置，推动低层次的学生向高层次发展提供了有效的支撑。

图7 数学作业分层教学实施效果图

2.5.3 有效地减轻了师生负担

通过测评系统进行作业批改后，系统能够自动呈现每位学生的完对数、错题数、得分率、完成率、订正率等学情数据。教师可以根据学情报告选择高频错题录制解题过程“微课”并推送给学生，让学生通过微课视频查漏补缺。

此外，通过测评系统，教师能够实时向学生发送定时定量作业，如每天布置作业和练习1 ～2 次，每次10 ～15 题等。据统计，在数学学科应用测评系统后，学生数学作业平均耗时在20 ～25 分钟，作业效率明显提升。基于大数据和人工智能技术的测评系统，不仅能够帮助教师在作业布置、批改和讲解等方面明察弱点，对症下药，还有效地缩短了学生完成作业的时间，切实减轻了师生过重的负担。

3 结束语

数学作业管理一直以来都是中小学教师工作的焦点和困境，借助测评系统，学校初步实现了学生数学作业精准布置、批改与评价，为提高课堂教学效率提供了支撑，为落实减负增效提供了新的探究途径。随着我国信息科技的进步与发展，师生信息素养的提升，学校将继续推进和完善测评系统在其他学科的应用，深入开展形式多样的精准化教学研究，力争站在新的高度，不断探索精准教学的有效路径。