基于智慧作業推進區域精準教學實踐探索

張云峰

摘要： 上海市寶山區正以智慧作業為核心推動區域精準教學實踐，解決教育數字化轉型中的難題。精準教學強調目標、診斷和干預的精準性，數據是評估學生學習質變的關鍵。面對區域整體推進精準教學的挑戰，如學校信息化基礎差異大、特色平衡難度高、數據連續性不足等，寶山區通過構建智能學習模型、提供個性化學習方案、實時數據反饋等手段，實現教學流程的創新和教師教學智慧的有效發揮。智慧作業的應用提升了教學效率，改變了學生學習方式，促進了教師團隊的合作教研和資源共建共享。未來，寶山區將繼續深化智慧作業在教學中的應用，聚焦大單元教學，推動教學創新，實現學生和教師的發展。

關鍵詞：教育數字化轉型；智慧作業；精準教學；數據支持

上海市寶山區作為教育部“人工智能助推教師隊伍建設試點區”和上海市“教育數字化轉型實驗區”，正以作業為教學應用場景的重要切入點，圍繞高質量智慧作業，推進區域精準教學實踐研究。精準教學并非新興概念，它早期是一種追蹤學生學習行為的高效教學方法^[1]。快速發展的現代信息技術，尤其是大數據技術為精準教學注入了新的活力。祝智庭教授團隊認為，精準教學是智慧教育的“壓艙石”^[2]，并提出技術支撐下精準教學模式由精準確定目標、開發材料與設計活動、測量與記錄表現、數據決策四個階段循環組成，為區域精準教學實踐指引了方向。對于師生教學做出精準的評價是促成精準教學閉環的關鍵節點，而評價必須源自更為全面有力的數據支撐。數據作為繼土地、勞動力、資本、技術之后的第五大生產要素，是教育數字化轉型的核心要素^[3]。當前，作業數據是寶山區從區域層面可獲得并可被分析的主要數據。因此，基于智慧作業推進區域精準教學實踐，核心是充分挖掘并利用作業在教學五個環節（備課、授課、作業、輔導、評價）中的重要作用，串聯教學流程，從而對教學過程的關鍵環節和核心流程進行創新。

一、區域整體推進精準教學的困難

區域整體推進精準教學是區域教育均衡發展、教育質量提升的重要途徑和方法，但因參與的學校以及師生眾多，實踐中會出現各種問題，需要我們認真思考和解決。

（一）學校基礎各異，數據獲取難度大

區域內各學校信息化基礎不同，有的學校信息化程度較高，各類軟件和工具齊全，數據采集難度低、種類多；有的學校信息化程度較低，數據采集數量少、種類少。從區域層面同步實施精準教學，需要有足夠的硬件設備、教育平臺以及學習資源，而這些都需要大量的投入。

（二）需兼顧各校校本特色，平衡難度大

區域內各校都有自己的特色積淀。如何在保證區域整體推進精準教學的同時，兼顧各學校的校本特色，發揮各學校的優勢，是當前必須解決的問題。此外，從傳統教學模式轉變為以學生為中心的教學模式，需要教師進行一定的心理調整。

（三）橫向、縱向數據龐雜，分析難度大

區域整體推進精準教學，必然涉及大量的橫向、縱向教學數據，因而對區域教育管理人員數據處理和建模分析能力提出了更高要求。由于缺乏專業的建模和分析工具，區域不具備對大量教學數據做深度分析挖掘的條件，數據的價值難以充分發揮，也就無法根據數據對作業、教學、教研和評價四大關鍵領域進行有效提升。

（四）數據不連續，難以賦能教與學變革

現有教學場景下，數據主要來自考試和課堂兩個渠道。由于一學期內統一考試的次數相對有限，間隔時間也較長，導致考試數據的連續性不足，難以反映教育教學的實時變化，也就無法幫助教師及時改善教學方法。依賴智慧教室的精準課堂，由于建設成本高，不具備區域大規模實施的可能性，而傳統課堂中的授課數據，也難以采集和記錄。這就導致目前精準教學模式只能解決階段性問題或僅能借助前測輔助備課，難以有效賦能教學改革，推動教師教學和學生學習方式的變革。

二、以智慧作業為核心的模式設計

（一）區域精準教學理念

參考祝智庭教授提出的冰山模型，在教學過程中，能夠顯見的只是學生對知識與技能的掌握情況，而學生能力品質的狀態卻是隱匿的^[4]。綜觀精準教學和個性化學習流程，其核心在于目標精準、診斷精準和干預精準^[5]。數據則可為教師提供有力的證據，用來觀察評估學生從知識技能躍升為能力品質的質變過程。根據專家學者在精準教學和智慧作業領域的研究成果，結合已有的理論，如L.迪·芬克提出的“創造有意義的學習經歷”理論^[6]，寶山區確定了“以智慧作業為核心推動區域精準教學”的理念，即從務實角度出發，充分利用作業在教學環節中的紐帶作用，以及作業數據的易獲取、結構化等特點，以作業數據串聯教學流程，形成教育閉環，挖掘教學過程中關鍵環節和核心流程的數據要素，解決當前區域精準教學面臨的困難，最終達到重塑作業形式，推動教學流程再造、學習方式轉型的目的。

（二）區域精準教學技術支撐體系

馮曉英教授團隊曾提出：在智慧學習環境下，教師應對學生的內部學習動機和技術接受度給予更多關注，以促進他們更好地融入智慧學習環境，提升學習效果^[7]。寶山區利用現代信息技術，通過信息跟蹤挖掘、數字回溯分析、科學監測評價等，為每個學生提供個性化學習方案，激發學生的內部學習動機，提升數字賦能學生個性化學習的效果。寶山區還借助人工智能技術，尤其是大數據、知識圖譜、機器學習等，根據精準教學的特征、構成要素及運行機理，構建區域層面的智能學習模型，實現規模化精準教學。

該智能學習模型包括備課、教學和作業三部分，避開了智慧課堂這類高成本的建設項目，符合寶山區“利舊”“低投入”“高復用”“全覆蓋”的信息化建設原則，有效解決了區域內由信息化基礎不同導致的數據難以采集和教學數據不連續的問題。在教研力量指導下進一步構建的多模態教育數據分析模型，則可有效解決校級特色與區域特色難以兼顧和多維數據難以分析的問題。

寶山區還以提升教師數字素養為關鍵，融合教學、資源、學情、教研、服務，形成一體化的精準教學體系，基于智能終端、優質的學科資源以及人工智能、大數據等技術，打造智能教學助手平臺，實現人工智能對“備課—授課—輔導—評價”的全面賦能（如圖1）。該平臺貫穿線上線下全方位、全場景教學，為教師提供及時、精準、有效的指導反饋。

（三）賦能師生教與學模式創新

寶山區以智慧作業體系為支撐，梳理區本特色資源，開發校級特色資源，串聯備課、授課、輔導和評價等重要教學環節，賦能師生教與學的模式創新。

1.傳統作業轉變為智慧作業

智慧作業是對傳統作業的重大突破^[8]。傳統作業模式下，教師采用標準化教材授課，統一布置課后書面作業并在批改完成后統一講解，往往難以準確把握每個學生的認知特點，很難及時滿足學生的個性化學習需求。智慧作業作為一種智慧化的作業模式，能夠為“培優輔差”提供新方式^[9]。教師能夠依托知識圖譜和基于學生認知水平的數字資源，為學生定制個性化作業。學生完成作業后，平臺可立即識別出學生出現的是個性化問題還是普遍性問題，以便教師及時對學生進行個性化輔導，并建立學生畫像，實現精準的資源推送和輔導。相比“大水漫灌”，這種“滴灌”式的“投喂”無疑更富有效率^[10]。通過人工智能技術與作業環節的深度融合，智慧作業的應用實現了教學模式從經驗支撐轉變為數據支撐、從以人力為主轉變為人機協同，教學效果從低效到高效、從單一到個性、從模糊到精準，現已成為寶山區推進區域精準教學的重要支點。

2.模糊教學轉變為精準教學

精準教學的重點在于抓好課堂教學，而課堂教學的重點在于了解學情。在傳統教學模式下，多數教師在課前依據教育理論與自身經驗預估學生的課堂反應，進而適當調整課程內容，但這極其考驗教師的教學智慧。智能時代改變了知識的創造方式，改變了“以教師為中心”的權威知識觀，教師的核心功能也不再是知識傳遞，而在于“育人”，即如何引導學生學會學習^[11]。在海量數據的支撐下，以作業為突破點，智慧作業系統可以在橫向上分析學生的課堂互動、作業、測試、學業水平、區域聯考及模擬考試等數據，在縱向上分析學生從入學到畢業各個時段的數據。這些數據精準反饋學生在不同階段的學業表現，幫助教師快速了解學情，實現精準教學。借助數據分析，教師可以及時調整教學設計、重構教學流程，提高教與學的效率，并把效率提高后多出來的時間還給學生，讓他們開展基于興趣的開放性學習。

3.標準化學習轉變為個性化學習

在智慧作業系統的助力下，學校利用智適應學習系統自動記錄學生在學習過程中存在的盲區，有效解決了數據采集不連續和數據分析不足的難題。智適應學習系統還圍繞過程數據進行縱向深度分析，大大減少了學生總結知識所需的時間，并能根據學生的學習目標和能力水平，為他們動態規劃出最佳學習路徑。針對學生的個性化問題，智適應學習系統還提供了專項訓練，確保每個學生都能獲得高質量的學習體驗。

具體來說，在精確分析學生作業數據的基礎上，智慧作業系統借助知識圖譜技術，能夠關聯每個學生的關鍵能力成長點，并生成一份翔實的學業情況報告。這份報告不僅能讓教師準確掌握學生的知識和技能水平，還能讓學生根據自己的思維習慣，獲取更為詳盡的一對一專題解題反饋。這就在減輕教師教學負擔、學生作業負擔的同時，切實提高了教與學質量，滿足了更多學生個性化發展需求，有助于實現大規模的因材施教。

4.經驗管理轉變為數據管理

區域通過構建統一分析大模型和學校特色模型，幫助教師全方位掃描學生知識掌握情況和學習品質，追根溯源，精準定位每個學生學習的薄弱點（如圖2），以學生學情為起點，開展差異化教學，從而有針對性地查漏補缺。智慧作業系統還支持布置分層作業，它可跟進學生的練習情況，動態優化作業結構和習題難度，為不同知識水平的學生提供相匹配的練習題，確保每個學生都能夠“跳一跳，摘到桃子”。此外，智慧作業系統還能根據學生的答題數據，結合學生個體知識點掌握情況及學習畫像智能推薦個性化練習作業。智慧作業成為學生鞏固知識、形成能力、養成習慣的有效手段。

三、實踐成效：以流程再造實現減負增效

將“智慧作業”置于精準教學的核心，成功解決了寶山區推進教學數字化轉型的難題，實現了作業組織形式重塑、教師教學流程再造、學生學習方式轉變以及教研組織形式創新，取得了顯著的成效。

（一）重塑作業組織形式

傳統作業模式針對性差，教師往往缺乏有效手段準確把握每個學生的認知特點、對知識的掌握程度和能力發展情況，難以滿足學生個性化的學習需求。而在智慧作業模式下，教師利用智能導卷功能，用心“備題”，細心“選題”，精心設計作業，不僅減少了紙筆作業、整齊劃一的作業，還增加了分層作業、口頭作業和實踐作業，為學生提供了更多的作業菜單。目前，寶山區教師通過教學助手端發布60萬余次作業，學生通過智慧課堂系統提交作業56萬余次，收錄錯題126萬道。

（二）再造教師教學流程

學校以日常作業、周作業、階段性測練和長周期作業為抓手，打造高質量的作業資源，并借助墨水屏、類紙護眼屏終端，實時采集學生學習活動中的過程性數據，解決數據采集和場景數據連續性問題。具體而言，智能教學助手可自動關聯學生的課堂觀察評價表、課時學習自評表以及常態化作業數據，實現對學生學習過程的全面分析。教師從備課環節就開始關注學生存在的難點問題。基于常態化作業的檢測結果，智能教學助手可以自動生成講評課件，使教學從傳統的“題題講”提升到“重難點精講”。基于智慧作業的數據分析，教師還可以了解不同學生的學習思考路徑，并據此為學生推送個性化的強化練習，以達到更好的教學效果。

在課堂上，學生通過類紙屏、墨水屏答題后，答題數據能夠通過智能教學助手實時反饋給教師。這些數據使教師能夠迅速調整教學策略，有針對性地優化教學內容和教學方法，從而提升課堂教學效率。課堂效率的提升使得教師能夠有更多精力構建以大概念為核心的高質量課程，進一步激發學生的學習興趣，提高學習效果。例如，在寶山中學的一堂“簡單串聯、并聯組合電路”物理課上，學生人手一臺墨水屏進行學習與作答，教師使用智能教學助手一鍵收發課堂測試，“正確答案是A，35名學生中有27名學生選擇了A選項，正確率77%”。教師可通過智能教學助手實時分析答題情況與授課效果，更加直觀高效地了解學生的知識掌握情況，整個過程較之傳統課堂，更加流暢高效、科學精準、綠色低碳。

下課后，課堂檢測及互動數據自動同步至云端，進入學情檔案，幫助教師基于課堂學情定位學生知識掌握程度，并圍繞教學目標設計更合理、精準化的作業任務。針對學生個性化問題，教師可在批改作業時錄制語音、視頻講解，學生可隨時聽、反復學。

目前，寶山區智能教學助手服務教師1萬余人，互動課堂登錄次數6.8萬次，教師使用智能教學助手備課次數達1.6萬次，教師使用智能教學助手新建資源4.1萬份，下載使用次數達45萬次。

（三）轉變學生學習方式

智慧作業系統有力地推動了學生學習方式的轉變。它不僅突破了傳統線下課堂的限制，還以智能教學助手為支撐，實現了線下學習空間與網絡學習空間的融合。智慧作業系統充分利用國家中小學智慧教育平臺提供的優質學科內容，拓寬學生的知識視野。通過豐富的場景實例，學生能輕松融入大單元整體教學，實現更好的學習效果。借助智慧作業系統的反饋，教師能夠發現學生的薄弱環節，從而實施差異化教學和個性化輔導。學生則可根據系統生成的個性化學習規律和記憶特征曲線，選擇更高效的學習方式。這就克服了傳統學習方式的局限，擺脫了被動學習和依賴主觀經驗判斷的困境。目前，寶山區智能教學助手學生用戶數達7.9萬位，日均訪問量達1.3萬次。

（四）創新教研組織形式

教學是一件復雜且具挑戰性的工作，而技術能夠幫助教師增強自身的教學研究能力，從而更加精準地因材施教。基于數據的智能作業系統能夠促進教師團隊的集體教研和協作備課，同時實現教學資源的共建共享。寶山區根據教師年齡結構情況，鼓勵經驗豐富的教師運用教學智慧，結合智能作業系統提供的數據分析結果，以結構化思維方式重塑教學經驗，確保精準教學的優勢能夠充分體現在每個學生的身上。與此同時，青年教師則可以利用學校共建共享的教育資源，迅速彌補自身經驗的不足，并依據學生個體數據，顯著提高學生的學習效果。此外，在線協同教研還突破了校與校之間的時空限制，實現教師之間的課前備課、課中教學、課后教研、教師培訓的“四項聯合”，推進“雙師課堂”改革，推動“三個課堂”應用，有效擴大了優質資源的覆蓋面。

四、反思與展望

綜上，以智慧作業為切入點，寶山區迅速整合了學生的常態化學習數據，形成了數據樣本，在此基礎上實現了學情的量化，并以知識圖譜呈現學生的學習盲區和薄弱點。結合“新教材新課程”的教育改革，寶山區將學生學習與真實情境相融合，將課內與課外相結合，切實提高了教師的教學效率和學生的學習效率，激發了教師的教學熱情，增強了學生的學習動力。教師利用智慧作業系統布置的基礎型作業、高質量分層作業、個性化提升作業和探究型發展作業，幫助學生實現了從學習知識點到發展素養能力的提升。借助數字化教學的優勢，寶山區克服時空的限制，實現了校內與校外、課內與課外資源的無縫整合。這種創新的教學模式，不僅有效提升了教學質量，也促進了學生的全面發展與成長。后續，寶山區將繼續圍繞教育數字化轉型服務“立德樹人”這一根本任務，繼續推進區域教學創新，并根據發現的問題，聚焦大單元教學進行專項研究，切實促進全區學生發展和教師發展。

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（作者系上海市寶山區教育局數字辦常務副主任）

責任編輯：牟艷娜