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从数据到评价:基于人工智能的学生作业数据价值评估与应用

陈爱君
  
天韵媒体号
2025年132期
浙大城市学院附属学校

摘要:随着大数据和人工智能技术发展,智能作业系统在教育领域应用广泛,深刻影响传统作业形式、评价方式及教师专业发展。本文介绍学校针对数智作业实施瓶颈中的解决实践与成效,包括搭建管理架构保障数据质量、结合教师经验探索评估路径及拓展应用场景,旨在为智能化作业改革提供参考。关键词:人工智能;学生作业;数据评估;教育评价;应用场景

随着大数据和人工智能技术的发展,数智作业(智能化、数字化作业)在小学教育中的应用越来越广泛。《深化新时代教育评价改革总体方案》提出要利用人工智能、大数据等现代信息技术,探索学生的学习全过程,全面评价学生的学习行为,优化学习过程。各级行政部门和学校投入了大量的资源和技术,大量基于人工智能的数智作业实践应运而生,不仅改变了传统的作业形式,还对作业评价、教师专业发展及学校作业管理产生了深远影响。

数据的分析评估能力是数字技术在教学中的关键应用,既依赖平台 AI 算法生成的数据,也需教师有效分析评估,这对教师数据素养提出高要求,若教师能力不足,会影响实施效果,限制教育数字化潜力。本校作为新建学校,抓住 AI 应用机遇,获评 2024 年浙江省人工智能应用试点学校,积极探索数智作业数据价值评估与应用,提升“双减”实效。

一、案例背景:数智作业实施中的瓶颈

(一)平台数据架构与学校作业管理适配度

智能作业平台依托知识图谱、AI、大模型等技术,打造作业数字化方案,在不改变纸质作业习惯的前提下,常态化采集、分析、诊断作业数据,构建学情能力分析模型。但平台数据架构与学校作业管理适配需长时间磨合,教师熟悉适应架构耗时久,削弱了应用积极性。

(二)平台数据资源与学校教师数据执行力

平台先在三年级数学组应用,虽提供大量数字题库与精准作业数据,但因校情、学情差异,实际作业与平台难度系数偏差,生成的错误率、正确率等数据与教师经验判断差异小,未触及师生行为本质,需教师结合经验判别分析,未能改变教师作业评价观念,也未推动教学改进。

(三)平台数据沉淀与学生学习反馈差异化

学生学习具有动态性,平台采集沉淀过程性作业数据,结合学习能力建模提供个性化学情分析与辅助。但教师面对庞大数据无从下手,且受知识网络图谱复杂、平台评价逻辑与模型质量影响,学生差异化反馈无法精准反映真实学习能力,数据分析难以实用。

二、案例实践:作业数据价值的评估与应用

大数据技术改变教育评价要素与过程。智能作业平台实现学生日常作业自动化、全方位收集,解决传统作业评价主观、低效、数据不全的问题。要发挥数据价值,需探索有效实施路径。

笔者结合学校试点经验,设计作业数据价值评估与应用框架,通过把控作业设计质量、筛选平台数据保障数据质量;结合教师经验分析数据、挖掘价值;丰富应用场景、追踪数据,拓宽数据应用,助力数智作业改革。

(一)数据+质量:搭建学校数智作业管理架构

数据质量是评估关键。学校梳理基于智能平台的作业数据管理架构,以智能平台资源与模型为基础层,通过作业设计、数据采集、智能分析、生成报告四步把控,最大化匹配平台与学校管理架构,保障数据质量。

一方面,严格把控作业设计质量,聘请学科专业团队指导,以高质量作业资源为基础,确保作业质量,进而保障数据质量。另一方面,分类筛选平台数据,服务不同场景:宏观层面分析教师作业总量、批改率等,判断管理投入效度;微观层面关注学生作业思考过程,分析知识掌握情况;对与实际不符的数据,教师需批判性判别。

(二)数据+经验:探索作业数据评估路径

平台运用聚类等方法识别学生作业行为规律,AI 大数据分析既避免教师决策依赖经验,又解决数据收集难题。但平台分析结果不能直接等同于教学信息,教师需结合经验,通过对比分析、行为推演,挖掘教育教学规律,如探究作业与学生学习、教学行为的关系。

智能分析平台多呈现横向对比数据,仅以此判断学生学习情况,易忽略其努力与困难。需结合纵向数据,推演行为本质,找到影响学习的根本因素。例如,某学生家庭作业正确率远低于课堂作业,经沟通发现是家庭学习环境与重视度问题,家校协同后,学生作业正确率趋同,学习成果接近班级平均水平。此外,还可分析数据效度、均匀度,改善学生作业行为。

(三)数据+应用:丰富作业数据应用场景

教师结合经验挖掘数据多元价值,丰富应用场景,并追踪数据验证教育行为有效性。

数智讲评:智能生成作业学情分析,教师借助题目分析数据,引导学生分析班级作业情况,找到共性与个性问题,让学生客观自评。同时,展示优秀作业标注姓名、典型错误隐藏姓名,减轻学生自评心理负担,作业痕迹数据库也为生生互评提供支持。

作业画像:教师利用平台生成的学生阶段性学情,与学生、家长客观分析,提升家校共育能力与教师专业信任度。如家长会中,教师用数据展示作业与学习水平的正相关性,帮助家长科学认识作业,加强家校协作,且数据追踪显示家校沟通后学生作业水平显著提升。

教研看板:平台教研看板提供丰富数据,如学生单元练习年级四率对比。将数据与教师作业管理行为关联分析,能发现问题本质。例如,某班级日常作业正确率高但知识掌握差,经查是家长与教师过度介入,导致学生未暴露知识漏洞,教师据此干预作业管理,改善学生作业行为。

三、实施成效:数据评估实施的实践验证

作业数据价值评估与应用框架经实践验证,成效显著,以“数据+质量、数据+经验、数据+应用”融合实施,充分发挥数据作用。

提升学校作业管理效能:AI 数据评估拓宽学校管理途径,通过分析作业数据,管理层实时掌握教学质量、学生学习状态,及时解决问题,挖掘学习规律与需求,为教学计划制定、资源调配及决策提供依据。

提升教师数据评估素养:实践中,教师利用数据优化教学与作业管理,主动学习数据分析技能,掌握数据解读与应用方法,通过数据识别学生学习难点、评估教学效果,调整教学策略,提供个性化指导,数据评估素养与决策能力显著提升。

减轻师生负担:数智作业借助自动化批改技术,减少教师批改与数据统计时间,使其专注学生辅导与作业设计优化;系统反馈学生个性化学习情况,助力学生自我反思,AI 辅助个性化学习提高效率,切实减轻作业负担。

四、反思与展望:释放数据潜能

随着技术的不断进步,人工智能在学生作业数据价值评估与应用方面的前景将更加广阔。未来,可期待在以下几个方面实现突破与发展:

其一,更精细的数据分析。随着算法持续优化和数据量不断增加,AI 将能开展更精细的数据分析,挖掘更多潜在的学习模式和问题,为教学改进和学生学习提供更精准的支持。

其二,更全面的数据沉淀。通过收集学生的视频、音频、图像等多模态数据,AI 系统可全面评估学生的学习情况。依托大数据和人工智能技术,将为学生提供更全面、个性化的学习体验,满足不同学生的学习需求。

其三,更智能化的作业辅助。AI 将能更准确地理解学生的需求和问题,提供更智能化的辅助与支持。例如,借助虚拟现实和增强现实技术,AI 可为学生打造更身临其境的作业体验,激发学生的学习兴趣,提升作业完成质量与学习效果。

参考文献:

[1] 周洪字。深化教育评价改革加快推进教育现代化 :《深化新时代教育评价改革总体方案》解读 [J]. 中国考试,2020 (11):1-8.

[2] 张乐乐,朱嘉文,顾小清 .“双减”背景下如何实现中小学智慧作业的“减量增效”?[J]. 现代教育技术,2023,33 (5):90-98.

[3] 杨现民,骆娇娇,刘雅馨,等。数据驱动教学:大数据时代教学范式的新走向 [J]. 电化教育研究,2017,38 (12):13-20.

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