人工智能時代下的精準減負：提升減負政策效能的關鍵

張生 張平 曹榕 程姝 方丹

摘要：不同類型學生群體的個性特點與統一政策相沖突是減負政策實施的阻力之一，厘清投入和負擔之間的非線性關系是科學減負的基礎。研究采用聚類分析等方法探索了學生在校內外學習投入與主觀課業負擔的潛在分類，并從個體的學業成就、學習品質及其人際關系等角度探索了各類學生的發展特征。研究發現：（1）學生的負擔情況不能一概而論，有的需要減負、有的需要增加時間投入、有的需要提升學習品質，學生可根據學習投入與主觀課業負擔的狀況分為“低投高負型”“低投低負型”“高投高負型”“高投低負型”等四種類型。（2）不同類型的學生無論是在學業成就、人際關系還是在影響學生終生發展的學習品質上的表現均存在顯著差異。（-3）減輕負擔的核心在于提升學生的學習品質等非學業方面的素養，無論學習投入程度如何，學習品質表現好的學生的負擔感受均較低。因此，人工智能時代下建立對學生的負擔狀況進行科學分類的精確診斷系統是必要的，不同類型的學生應采取個性化的減負方案，利用智能化的自適應學習系統提升學生的學習品質是減負的核心路徑。

關鍵詞：人工智能時代;學習投入;精準減負;負擔類型

中圖分類號：G434

文獻標識碼：A

一、引言

隨著人工智能時代的到來，社會生產方式變革的同時，教育的理念、目標、形式和內容也在發生著深刻的變革，為實現新的育人目標，研究者需要深層次、全方位地對教育和學校存在的現實問題進行反思與考量[1]。“減負”是國家一直以來十分重視的教育問題，根據不同時期“減負”的核心問題出臺過相應的“減負”政策：從學生的身體健康出發（1949-1965年）、以緩解升學壓力為目標（1977-1990年）、以推進素質教育為抓手（1991-2000年）、以基礎教育課程改革為依托（2001-2009年）及從體制機制、課改、招生考試、校外培訓、均衡發展等方面全面減負（2010年以來），但課業負擔仍“越減越重”[2][3]。教育部部長陳寶生在兩會期間表達了對“減負”的看法：合理的課業投入和努力對于學生來講是必要的，要減輕的是“過重的、不符合學生身心發展的”這一部分“負擔”。明確“減負”的政策指向，就要理解什么是課業負擔。課業負擔是指學生在適應當前學習環境的過程中消耗的時間與精力，以及通過學習任務與考試評價引發的壓力體驗[4].在本研究中，學生的學習時間稱為客觀學習投入（簡稱學習投入），學生由此感受到的心理壓力體驗稱為主觀課業負擔。

2018年2月，國家四部委的文件中明確指出應盡快解決“中小學生過重課外負擔問題”[5]，課業負擔的研究需關注學生在校內任務和校外任務上的學習投入。而在此研究基礎上，應不僅僅關注學生的學習投入，更重要的是解決主觀負擔感受重的問題，這才是真正的“負擔”表現。有研究指出，學習投入并不能直接決定中小學生的負擔感受，即使在相同的學習時間和任務量下，不同的學生個體由于自身因素對課業的主觀負擔感受也會有所不同[6]。當前“減負”的重心更偏向于客觀負荷上，如控制教學進度、減少作業量、降低考試頻率、保證睡眠時間等，但忽略了學生的主觀壓力感受，沒有抓住引起主觀壓力感受的其它核心變量。因此長期推行“減負”改革，卻總是難見成效。

面向學習者為中心的個性化教育已成為新時代世界各國關注的重點[7]。由于學生的個體差異很大，可能是不同因素導致課業負擔的加重，不能采取“一刀切”的方法“減負”。同時，“課業負擔”是一個“一果多因”的復雜問題，在究其根源的過程中，應結合一些重要的學生學習關鍵能力、社會關系等因素進行研究。在人工智能時代背景下，如何利用教育大數據與挖掘技術為學習者提供準確的負擔水平定位與個性化的成因分析，提供個性化的指導建議與培養路徑，已經成為當前亟待解決的問題[8]。

本文在依據國家四部委的政策文件基礎之上，梳理相關文獻，通過數據的挖掘與計算，分別對校內、校外的主觀負擔感受與學習投入等四個變量進行綜合研究，選用聚類分析方法獲取最具代表性學生群體。在此基礎上根據學習者的個性特征刻畫相應的學生畫像（學習投入、主觀課業負擔;學習態度、學習方法、學習意志力;人際關系、父母期望和學業成績等），探索不同類型小學生群體的相關特征，從而為具體實踐過程中針對不同群體的“減負”提供指導。

二、研究方法

（一）研究對象

本研究采用隨機抽樣的方式，于2017年9月從北京市某區隨機抽取了44所小學的8973名六年級學生。采用紙質問卷、試卷進行正式調查，經過掃描、編碼抽查數據的質量等環節，刪除無效被試243人，刪除缺失17人，剩余有效被試8713人。其中男生4772名，占54.8%，女生3935名，占45.2%，未知性別6人，有效率為97.3%。

（二）研究工具

1.客觀學習投入

客觀學習投入即客觀存在的學習任務和學習量，指學生學習投入（包括校內任務和校外任務）的總時間。根據我國小學生的學習時間特點，并參照國際評估項目PISA對于學生學習時間的劃分編制了學習投入問卷，包括學生校內任務學習時間和校外任務學習時間，共2個維度10個題目。校內任務學習時間包含校內作業時間和校內課程學習時間，校外任務學習時間包含校外課程學習時間和校外參加興趣班的時間。

2.主觀課業負擔

主觀課業負擔即學生對于學習任務的自我負擔感受，測量工具為白編量表，包括校內主觀課業負擔和校外主觀課業負擔兩部分。校內主觀課業負擔包括課堂教學內容難度感受、學習壓力感受、作業量感受、作業難度感受、考試頻率感受和考試難度感受等6個方面，校外主觀課業負擔包括校外學習時間感受、校外學習內容感受、校外作業量感受和校外考試頻率感受等4個方面。主觀課業負擔量表的內部一致性信度為0.798，驗證性因素分析顯示，量表結構效度良好（RMSEA=0.061，CFI=0.860， TLI=0.821）。

3.相關變量

本研究還涉及到學習方法、學習態度、學習意志力（統稱學習品質）和人際關系、父母期望等心理因素。相關變量的量表信效度均符合心理測量學指標（如表1所示）。父母期望僅有一道題目，不做信效度分析。學業成績為語數外三科的學業測試水平均值。

三、研究結果

（一）描述性統計結果與相關矩陣

校內客觀學習投入（M=2.6529，SD=0.80193）和校外客觀學習投入（M=2.7573，SD=0.93906）兩者相當。如表2所示，校內主觀課業負擔遠高于校外主觀課業負擔，負擔的感受來源校內多于校外。校外客觀學習投入與校外主觀課業負擔呈顯著正相關性（r=0.361，p<0.01），校內客觀學習投入與校內主觀課業負擔呈顯著弱相關性（r=0.033，p<0.01）。

（二）聚類類別統計分析結果

對校內主觀課業負擔、校外主觀課業負擔、校內客觀學習投入、校外客觀學習投入等四個變量進行K-means聚類分析。經過多次聚類與質量評估，小學生課業負擔數據最終被劃分為四類。輪廓系數常被用來評價聚類的有效性[9]，本研究對課業負擔聚類結果的輪廓系數為0.363，如圖l所示，達到了“良好”水平。四類各自的描述統計結果如表3所示，樣本具有代表性與可操作性，是一個合理而適用的分類模型。其中四個類別里第Ⅳ類人數較多，其它三類人數相近。從F檢驗的結果來看，四個分類模型在四個分類變量上的差異均顯著，是有效的分類模型。

第1類小學生的校外客觀學習投入的得分均值最低，校內客觀學習投入處于中等水平，然而實際在校外主觀課業負擔處于中等水平，校內主觀課業負擔上的得分均值最高。將此類小學生歸為“校外低投校內高負型”，簡稱為“低投高負型”。共有1414人歸為此類，占樣本總人數的16.2%。

第Ⅱ類小學生的校外客觀學習投入的得分均值最高，校內客觀學習投入處于中等水平，同時校外主觀課業負擔得分均值也最高，在校內主觀課業負擔上的得分均值處于次高水平。將此類小學生歸為“校外高投高負型”，簡稱為“高投高負型”。共有1671人歸為此類，占樣本總人數的19.2%。

第Ⅲ類小學生的校內客觀學習投入的得分均值最高，校外客觀學習投入的得分均值處于次高水平，然而在校內、校外的主觀課業負擔得分均偏低。將此類小學生歸為“高投低負型”。共有1958人歸為此類，占樣本總人數的22.5%。

第Ⅳ類小學生的校內客觀學習投入的得分均值最低，校外客觀學習投入的得分均值處于次低水平，同時在校內、校外的主觀課業負擔得分均為最低。將此類小學生歸為“低投低負型”。共有3670人歸為此類，占樣本總人數的42.1%。

在不同學校的不同班級里均存在4種類型的學生群體，且他們的比例不盡相同，表4僅列舉部分學校的情況。

（三）四個類型學生相關變量分析

在本研究中，相關變量是指學習方法、學習態度、學習意志力、人際關系、父母期望和學業成績等6個變量。方差分析結果如下頁表5所示，各相關變量在各類型之間差異顯著（p<0.001）。經事后比較，各類型小學生的學習方法、學習態度、父母期望和學業成績等方面差異均顯著（p<0.001），“高投低負型”和“低投低負型”小學生在學習意志力和人際關系方面差異不顯著（p>0.05）。

分析情況如圖2所示。在學習方法、學習態度、學習意志力和人際關系的表現上，第Ⅲ類“高投低負型”小學生的得分最高，表現最差的是第1類“低投高負型”小學生。在父母期望這一變量的表現上，得分越高，說明父母、教師對學生的期望越高。得分最高的是第Ⅱ類“高投高負型”小學生，第Ⅲ類“高投低負型”和第Ⅳ類“低投低負型”小學生的得分均略低于標準值。而在學業成績這一變量的表現上，得分最高的是第Ⅱ類“高投高負型”小學生，第Ⅲ類“高投低負型”小學生得分次高，表現最差的仍是第1類“低投高負型”小學生。

四、討論與分析

通過上述對研究結果的呈現可知，應用聚類的方法將小學生最優化地分為四類有利于清楚地呈現群體的特征，并且可以更有效地針對不同群體的實際情況在實踐中進行精準指導。

（一）“低投高負”型小學生的學業成績、其他品質表現均較差

此類學生校外投入最少，但具有最高的主觀負擔，如圖3所示，他們在學習品質各方面的表現均為最差，并且承擔著最高的父母期望。該類學生各方面的表現均處于極端值，是學校中教師的重點關注對象。他們的成績不好，在班級中屬于“差生”，同時學習方法、學習態度和學習意志力表現都很差。有研究發現，學習態度在學習投入對主觀課業負擔的影響中起調節作用[10]，而該類學生的學習態度在各方面表現中最差可能是導致他們主觀課業負擔如此之高的原因之一。

“低投高負”型小學生的人際關系很差，和同學、老師、父母之間的關系并不親密。許多研究表明，師生關系越親密，學業成績越好，沖突越高，學業成績越差[11];越受同伴的歡迎，成績表現越好，越受同伴的排斥，成績表現越差[12]。交往能力越高的學生，學業成績會明顯高于低交往能力的學生，并且良好的親子關系能有效促進師生關系和同伴關系的發展[13]。學生在校內的學習投入并不高，學生的校內主觀負擔感受卻很高，推測和學校人際關系有一定的關系，且學校人際關系對小學生成績的影響也不容忽視。

父母對他們的教育期望很高，而其在校外的學習投入義很少，這與已有研究的證明相反，即父母的教育期望直接正向影響學生的學習投入[14]。做進一步的數據分析發現，該類學生的父母學歷在4類中均為最低，且家庭經濟狀況也是相對最低的。由此推測，盡管他們對于子女的教育期望很高，但并未有能力完全付諸于行動，重復性的說教反而給子女帶來了一定的心理負擔。因此對于“低投高負型”學生，應適當提高其學習投入，加強學習品質的全面提升，校內外共同幫助促進其發展。

（二）“高投高負”型小學生的成績優秀，其他品質均中等

此類學生校外投入很高，同時具有較高的主觀負擔，盡管他們在學業成就上有很好的表現，但我們更應當看到他們也承擔著很高的父母期望，并且人際關系、學習意志力相對較差，如圖4所示。

“高投高負”型小學生是典型應試教育下的“優秀”學生，過分注重成績，而忽略了其它方面的發展。校外輔導，也被稱為“影子教育”（ShadowEducation），在亞洲文化圈中十分普遍，近年來在歐美國家中也逐漸開始受到青睞。Steve R.ENTRICH和Matsuoka，R對日本影子教育中的決策機制進行了較為深入分析發現：較低學段學生（如小學生或初中生）是否參加有償的課外輔導主要受到母親意志以及家庭社會經濟地位等因素的影響[15][16]。這說明實際上往往是母親而非學生自己的意志在影響學生校外任務的投入，換言之，學生在許多情況下是“被迫”參加校外輔導的。家長為孩子選擇校外輔導的主要目的可分為兩種：補差和培優。校外輔導使補差生獲得自信，也逐漸轉變他們的學習態度，進而真正實現了補差的目的。但對于培優而言，校外學業類輔導的目的更多在于提升成績而非促進其全面發展。尤其就政策導向而言，不應當鼓勵學生參加校外輔導。就本研究所界定的“高投高負型”而言，他們所參加的校外輔導應當更多的是培優型（因為他們的學業成績很高），但他們是否真的應當參加這些大量的校外輔導以獲取拔尖的分數是值得深思的。

就學生發展而言，僅僅關注成績顯然是不夠的，因此在這類學生漂亮的成績單背后，我們更應當看到他們尚未得到充分發展的方面。本研究發現，這類學生的學習意志力較低，學習態度和學習方法一般。由此推測，他們可能具備了基本的學習態度和學習方法，但主要依靠父母監督而非自身的學習意志力完成繁重的校內外學習任務。過分依賴外在因素所產生的動機不利于學生發展自主學習與終身學習能力，因此對于學生這一特征應當加以重視。另一方面，本研究還發現這類學生在人際關系方面也較弱。他們可能過于關注成績，而忽視了與他人良好關系的構建。因此對于“校外高投高負型”學生，要轉變他們的學習投入方式，家長應樹立正確教育質量觀，同時引導其人際關系的發展，使之在健康、愉快的環境中成長。

（三）“高投低負”型小學生的成績良好，其他品質均優異

此類學生在學習上投入大量時間、精力的同時卻并未感到過重的主觀負擔，并且在學業成就以及人際關系構建方面取得較高表現，如圖5所示。從這類學生的相關因素來看，他們所承受的父母期望表現為中等水平，白身具備較好的學習方法、學習態度以及學習意志力。受我國傳統文化影響，父母往往望子成龍，望女成風。特別是“獨生子女”政策實施后，人才競爭日益激烈的背景下父母對其子女期望更高，但過高的父母期望反而可能會成為孩子成長路上的阻礙。基于本研究的結果，筆者認為恰當的父母期望更有利于培養具備優良品質的學生。

近年來一些教育研究者和教育實踐者都開始意識到單純、孤立地減少校內學業負擔（例如限制時間、控制作業量、精簡課程、降低課標、控制各類競賽活動等）是行不通的，反而會造成“明減暗增”和“校內減校外增”的怪相[17]。這是因為社會對人才的需求不會隨著減負政策的出臺而降低，而只會隨著社會的發展不斷提高;并且中高考等選拔式的人才培養路徑也決定了學生所必須面臨的競爭現實。本研究發現并非所有學生在付出大量學習投入的同時都會產生較高的學習壓力，這說明僅僅靠減少投入是行不通的。值得注意的是這類學生在學習投入的時間分配上更加側重于校內投入，其校外學習投入僅略高于平均水平，由此可見，應充分利用好校內的學習資源與合理安排學習時間。“高投低負型”學生無“負”可減，應從提升學習效能角度引導其追求卓越的發展。

（四）“低投低負”型小學生的成績中等，其他品質各方面均較好

此類學生表現為學習投入少，同時學業壓力也低。他們在學習方法、學習態度和學習意志力的表現均較好，但是其成績處于中等水平，父母教育期望（家長對子女的期望和要求）最低，如圖6所示。而已有研究發現影響學生學習投入的影響因素可以分為兩類：個體變量和環境變量[18]。

在個體變量方面，學生學習倦怠（學生對學校課程學業持負面態度的一種現象）是影響學生學習投入最重要的個體變量，學習倦怠可以負向預測學習投入，即學習倦怠越嚴重，越會導致學習投入的低效[19][20]，但該類學生在學習態度和學習意志力表現均較好，推測該類學生可能自身并不存在學習倦怠的現象。在環境變量方面，首先家庭是學生學習和生活的場所，父母在學生成長中發揮了重要作用，而該類學生感受到的父母教育期望在四類學生群體中最低。其次，學校是學習投入發生時的主要環境[21]，一系列研究已經證實師生關系、學校環境等因素對學習投入有著重要的影響，融洽的師生關系、良好的學校環境可以更好地促進學生的學習投入[22]。而從數據分析結果可以看出該類學生的師生關系較好，因此建議學校在引導父母樹立合理的教育期望的基礎之上，可以從提高“低投低負型”學生的學習投入方面人手促進其發展。

五、結論與建議

（一）結論

1.小學生的負擔情況是存在差異的。按照學習投入和主觀課業負擔情況可以將小學生分為4種類型：“低投高負型”“高投高負型”“高投低負型”和“低投低負型”，不同類型之間學習投入和主觀課業負擔得分差異顯著。該分類方法避免了傳統主要以學業成績高低將學生分類的不足，更加驗證了不能僅僅以學習花費的時間長短來判斷負擔的輕重。學生學習投入低的同時可能主觀負擔感受重，學習投入高也可能主觀負擔感受輕。減負的落實要根據四類學生群體的特點，采取適合的措施對有負擔的學生群體進行科學的干預。

2.小學生的學習投入與心理負擔之間存在非線性關系。合理的學習投入對于獲得優異成績來說是必要的，但在學生的學習品質不足時，過高或者過低的學習投入都會帶來小學生過重的主觀負擔感受，從而產生過重的課業負擔。當學生的學習品質與人際關系較好時，即使是在高的學習投入情況下，學生的主觀負擔感受仍較低。因此通過各種途徑提升學生的學習品質與核心素養是減負的核心路徑。

3.高父母期望和高學業輔導可能會帶來學生學業成績的提高，但在學生學習品質不高時會令其產生較重的心理負擔。這不僅不能促進學生的全面發展、獲得良好的同伴關系、親子關系、師生關系，更不利于學生的長遠的發展。一旦處理不好，可能會導致學生后期發展吃力并產生嚴重的心理疾病。父母要保持對孩子一定的期望，做好孩子人生的榜樣，給孩子更多全面發展的機會，恰當的分配時間，才能獲得最后的成功。

（二）建議

“減負”的腳步未曾停止，人工智能時代的“減負”應進行科學的統籌規劃，在國家減負政策的指導下精確診斷，準確分類。為實現新時代以學習者為中心的育人新目標與新需求，根據學習者的個性特征刻畫相應的學生畫像，針對不同群體采取不同的措施，從減輕過重的心理負擔人手，在“減負”的基礎之上去“加負”“轉負”，從而更好地實現精準減負[23]。

1.建立學生負擔狀況的精準診斷系統

建立全國性實時動態更新的學生投入與負擔的精準診斷系統。首先，通過個人背景信息的輸入以及各項學習品質和課業負擔量表的檢驗，對學生的負擔狀況做一個初步的診斷評價，建立學生畫像的同時將其準確進行分類與定位，判斷其屬于哪一類學生群體;接著，通過學生的網絡學習痕跡信息、教師評價信息、家長評價信息以及同伴評價信息等教育大數據的不斷更新，構建多維度、多側面的動態個性學習特征庫，以實現對學生的畫像進行實時動態的調整;最后，采用大數據分析方法對大規模的測評數據進行挖掘信息、探索規律，從多視角為學生的負擔狀況提供解決方案[24]。

2.設計基于學生畫像的精準減負體系

精準減負體系包括危機干預系統與白適應學習系統。首先，面對不同負擔狀況的學生群體要及時做好預警工作，如面對“低投低負型”學生，在增加學習投入的過程中若其主觀課業負擔值也在上升，在達到臨界值前危機干預系統可以及時提醒教師與家長，在要求或鼓勵學生的學習投入時應當以保護和增強學生的內在學習動機為前提，營造輕松、愉悅的學習氛圍，使學生的主觀負擔感受值始終維持在健康水平;其次，利用白適應學習系統提供給學生個性化的學習支持，如面對不同對象開展的微課程設計與學習[25]、幫助家庭選擇不同類型的課外興趣班、提供給學生相應的批判性思維能力訓練與測[26]，使得對學生的學習、訓練與發展做到精準化、常態化，從“因材施教”走向“可因材施教”[27]。

3.充分做好社會、學校與家庭的向導

“減負”不能一蹴而就，需要社會、學校和家庭三個層面共同出發，加減齊做、內外共抓[28]。教育部門應加強宣傳工作和輿論導向，明確“減負”的目的并不是為了服務于升學的教育觀，而是為了全面提高學生的核心素養，培養社會主義現代化的高質量人才。同時，改進“唯分數”的評價方式，加強學生學習品質等核心素養的評價，在學業考試中增大對學生思維能力的考察比例。提高全社會加強基于測評數據的精準減負的意識，切勿一刀切，使得社會、學校、家長共同意識到“減負”的真正目的、真正做法、真正價值和意義，全社會相互配合共同“減負”增質，為學生營造全面發展的育人新環境。

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作者簡介：

張生：副教授，博士，研究方向為教育大數據、智慧測評、信息技術與學科深度融合（zhangsheng@bnu.edu.cn）。

張平：在讀碩士，研究方向為教育測量、評價與統計（ping.z@mail.bnu.edu.cn）.

曹榕：碩士，研究方向為教育測量、評價與統計（18813192326@163.com）.

程姝：碩士，研究方向為教育測量、評價與統計（chengshu29@163.com）.

方丹：高級教師，研究方向為基礎教育學校發展、教育質量評價（fdforever@foxmail.com）。