人工智能在數學作業布置中的應用

鐘雪梅

【摘 要】科學技術的發展，推動著教育的進步。“大數據”時代背景下，人工智能技術開始應用到教育教學的各個領域。本文從數學個性化作業的支持、數學作業布置的策略、數學作業布置的作用三個方面，對人工智能技術在小學數學作業中的應用進行初步探討，希望對數學教師如何有效布置數學作業有所幫助。

【關鍵詞】數學作業;人工智能;作業布置

【中圖分類號】G434 【文獻標識碼】B

【論文編號】1671-7384（2021）01-076-02

《義務教育數學課程標準》指出：“數學要面向全體學生，學生學習應當是一個生動活潑的、主動的和富有個性化的過程”。對數學教師而言，無論是課堂教學還是作業布置，都應該關注學生的個體差異，尊重學生的身心發展規律和個體差異，真正做到“因材施教”。

當前，人類社會已經進入大數據和人工智能時代，人工智能技術在教育教學中的應用已經勢不可擋。在小學數學教學中，筆者嘗試利用人工智能技術破解作業難題，取得了很好的效果。

人工智能為學生個性化作業提供支持

作業是教學過程的一個重要環節，而個性化作業則是提高學習效果的重要手段。

在傳統的小學數學教學過程中，作業作為教學過程的一個重要環節，都是統一布置，沒有梯度，不分層次。教師利用“題海戰術”，對學生進行課堂知識的鞏固，這種做法十分低效。為此，很多教師嘗試運用不同的方法，為學生布置個性化作業。比如，依據學生對數學知識的掌握情況和能力水平，將學生分組，布置不同的作業內容，由此照顧學生差異，滿足不同學生的學習需求，最終實現學生的共同進步。但這些嘗試還是基于傳統的教學方法，因此未能從根本上解決學生作業布置的個性化、精準化、高效化等問題。

目前的人工智能技術可以對客觀題做到智能批改。利用大數據和人工智能，可以對學生作業進行合理有效的布置，對學生的作業行為進行精準分析，為學生個性化作業提供有力的支持。

對學生而言，在此基礎上對學生掌握的數學知識進行精準的干預，通過針對作業的查缺補漏，鞏固提升所學知識，避免了繁重的作業練習，既提升了學習的效率又減輕了學習負擔。

對教師而言，避免了批量重復改作業的負擔，把原先用來批改作業的時間用來分析學生，在全面了解學生對數學知識掌握程度的基礎上，為每一個學生設計出更適合的作業，充分發揮作業的基本功能，使學生不用苦于題海戰術，教師不苦于整體改作業，實現師生共同減負，促進學生的個性化發展，提高班級的整體教育教學質量。

人工智能技術支撐下的數學作業布置策略

為每個學生“量身定做”作業——利用大數據和人工智能技術，教師可以針對每個學生的具體情況，為其提供合適的作業練習題。用少而精的作業練習，幫助不同層次的學生不斷的進階，并根據學生的學情進行動態調整。

對于做題速度快、學有余力的學生，教師可對其進行數學高階思維的培養，可推送難度較大的題目，甚至是奧數題目。

對于中等層次的學生，主要對其進行學習過程與學習方法的指導，提升學習效率和學習質量。

對于學習困難的學生，主要是推送基礎性題目，打好數學基礎，增強學生的學習信心和學習數學的興趣，促進學生積極主動地參與數學學習。

錯題的診斷或查漏補缺——一個班上，每位學生的學習能力、學習問題不盡相同。如果采用傳統的作業批改方式，教師想了解每個學生的錯題原因和所學數學知識的薄弱環節，就需要進行大量數據的積累，費時費力。因此，教師在這個環節上就要借助智能診斷系統，不僅有利于布置作業和輔導講解，更能深入幫助學生解析錯題。

為個性化作業布置提供有效依據——傳統的數學作業布置，通常只能檢查學生對于當天所學數學知識的掌握程度。如果通過數據平臺收集學生的作業情況，把學生每天的作業情況記錄下來，比如作業的正確率、知識點的掌握程度、作業的用時、錯題的原因等，就可以對學生的學習情況了然于胸。在精準分析學生的同時，為布置個性化作業提供有效的依據。

人工智能對數學作業布置的作用

高效反饋，即時鞏固——傳統的數學作業布置和批改方式耗時太長，無論是教師想及時了解學生對知識點的掌握情況，還是學生想及時了解教師對自己作業的批改情況，都不可能立即做到。如果教師利用人工智能系統批改作業，師生都可以通過系統及時收到反饋，通過解疑釋惑，當場解決作業中出現的問題。這樣不僅大大節省時間，更重要的是學生能及時了解自己的學習情況，通過查缺補漏，分析錯誤原因，及時改正，鞏固提升。

階段提升，訓練思維——在學生提交作業后，教師利用人工智能系統，可以掌握每個學生的學習情況，并為其推送合適的作業題，增強學生對數學知識的應用能力，幫助學生建構數學知識網絡，不斷提高數學能力。

精準施策，溫故知新——人工智能系統能幫助學生把學習過程記錄下來，一旦學生的某個知識點不過關或經常做錯某類題目，系統會生成錯題本，根據學生的學習情況，判斷學生對于數學知識的掌握程度，精準分析學情，定位薄弱知識點，為學生推送適合的作業，強化知識點，逐步幫助學生掌握知識體系。當學生達到某一水平，或者掌握了相應的知識體系后，再進入下一階段的作業練習推薦，直到學生完全掌握。

高效講評，共同進步——教學實踐中，教師可根據學生提交作業的情況，借助大數據平臺，掌握學生的學習情況，分析哪個知識點學生容易出錯，哪個學習步驟需要進一步優化。這樣可以有效發現學生的薄弱點，做好課前教學準備。在上課時聚焦課堂問題，“對癥下藥”，提高課堂教學效果。在評價作業時，定位更加清晰，理清數學知識點，講通講透。

人工智能技術背景下，小學數學教學應該緊跟時代發展，將人工智能技術應用到數學教學中，讓學生的數學作業更加高效。

作者單位：廣東廣州市南沙區實驗小學

參考文獻

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