唐旭 張遠偉 張國強

摘要：AI技術(shù)促進中小學(xué)作業(yè)創(chuàng)新需要重塑作業(yè)生態(tài)，加強生態(tài)圈建設(shè)有利于智慧作業(yè)助力中小學(xué)作業(yè)減負增效取得良好實效。AI自動批改為智慧作業(yè)支持服務(wù)能力提升加注“智”動力，核心是加強圖像識別、自然語言處理、過程精細批改和自動解題等能力建設(shè)。通過AI智批系統(tǒng)賦能江西智慧作業(yè)的試點實踐發(fā)現(xiàn)，AI自動批改為學(xué)生、教師和學(xué)校帶來了多方面的促進作用，同時也存在一些亟待解決的技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用方面的問題。需要結(jié)合中小學(xué)學(xué)科教學(xué)實踐不斷加強政府、學(xué)校、專家和企業(yè)等各類機構(gòu)協(xié)同聚力，共同推進智慧作業(yè)生態(tài)圈內(nèi)的作業(yè)AI自動批改技術(shù)與應(yīng)用創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞：“雙減”政策；智慧作業(yè)；AI自動批改

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A

本文系“華東師范大學(xué)-云思智學(xué)教育數(shù)字化戰(zhàn)略實驗室”2022年度開放課題“‘智慧作業(yè)’生態(tài)圈內(nèi)的作業(yè)AI自動批改探索與實踐”（課題編號：202209009）、2022年度教育裝備科研課題“‘雙減’背景下落實減負增效的高質(zhì)量作業(yè)設(shè)計與實施研究”（課題編號：CEFR22016R11）階段性研究成果。

作為學(xué)校教育教學(xué)的重要活動，作業(yè)不僅僅表現(xiàn)為一些需要學(xué)生完成的練習題或任務(wù)，還是在科學(xué)教育教學(xué)理論指導(dǎo)下的、承載著特定育人目標的、通過一定形式開展的師生互動的教學(xué)育人過程。受傳統(tǒng)教育觀念和應(yīng)試教學(xué)模式的影響，長期以來中小學(xué)作業(yè)存在目標過于知識導(dǎo)向、作業(yè)布置形式單一、數(shù)量與質(zhì)量的失衡、作業(yè)的評價與反饋有效性差、教師作業(yè)設(shè)計的知識與能力缺乏、作業(yè)設(shè)計系統(tǒng)性弱等問題[1][2]。2021年7月，中辦國辦聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于進一步減輕義務(wù)教育階段學(xué)生作業(yè)負擔和校外培訓(xùn)負擔的意見》，明確提出“全面壓減作業(yè)總量和時長，減輕學(xué)生過重作業(yè)負擔”。2022年教育部基礎(chǔ)教育司工作重點進一步強調(diào)，“在‘壓總量、控時間’的基礎(chǔ)上，注重‘調(diào)結(jié)構(gòu)、提質(zhì)量’”。傳統(tǒng)作業(yè)模式已不再適用，必須實現(xiàn)質(zhì)量變革和效率變革[3]。智慧作業(yè)是新一代信息技術(shù)支持下的作業(yè)創(chuàng)新形式之一，探索AI技術(shù)賦能作業(yè)批改對于提高智慧作業(yè)支持服務(wù)能力促進作業(yè)減負增效具有非常重要意義和價值。

智慧作業(yè)是在先進教育教學(xué)理論指導(dǎo)下，科學(xué)運用人工智能、大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)創(chuàng)新作業(yè)類型、流程和模式，以有效實現(xiàn)學(xué)校作業(yè)減負增效的數(shù)字化、智能化的作業(yè)支持服務(wù)系統(tǒng)。由于中小學(xué)生作業(yè)負擔過重問題受到地方經(jīng)濟、社會文化、學(xué)校基礎(chǔ)條件、教育教學(xué)理念、師生素質(zhì)、教學(xué)組織方式、教學(xué)資源供給、教育教學(xué)評價模式等諸多因素影響，通過智慧作業(yè)推動學(xué)校作業(yè)減負增效，不僅僅是通過技術(shù)推動作業(yè)資源與活動的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能升級，更需要綜合各方面力量形成能夠協(xié)同合作、持續(xù)供給、動態(tài)優(yōu)化的支持服務(wù)生態(tài)。

（一）智慧作業(yè)生態(tài)圈概念闡釋

“生態(tài)圈”概念最初來自生物學(xué)領(lǐng)域，意指某一空間范圍內(nèi)的所有生物與環(huán)境的綜合體[4]。在這個綜合體中，各成員分工協(xié)作、相互依存，同時內(nèi)部關(guān)系不斷優(yōu)化推動生態(tài)圈持續(xù)進化[5]。隨著生態(tài)環(huán)保等問題日益得到社會關(guān)注，生態(tài)學(xué)研究的視角、方法等也越來越廣泛地被應(yīng)用于社會政治、經(jīng)濟、教育等領(lǐng)域，強調(diào)整體性和綜合性，強調(diào)不同主體間的結(jié)構(gòu)關(guān)系以及主體與環(huán)境的關(guān)系，“把各種教育機構(gòu)與結(jié)構(gòu)置于彼此聯(lián)系中，以及與維持它們并受它們影響的更廣泛的社會聯(lián)系中來加以審視”[6]。中小學(xué)生作業(yè)負擔過重問題受到多種因素的影響，需要從作業(yè)管理、作業(yè)設(shè)計、作業(yè)評價等多方面入手，充分整合教育管理部門、學(xué)校、教師、社會組織和企業(yè)等多方面力量，豐富優(yōu)質(zhì)資源、創(chuàng)新作業(yè)類型、重塑作業(yè)結(jié)構(gòu)、再造作業(yè)流程，打造作業(yè)新生態(tài)。智慧作業(yè)生態(tài)圈就是在教育生態(tài)學(xué)理論指導(dǎo)下建設(shè)形成的一個以落實作業(yè)育人為價值核心、以減輕師生作業(yè)負擔和提升作業(yè)質(zhì)量為目標指向、以人工智能和大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)教育應(yīng)用為主線，匯聚政府、學(xué)校、家庭、社會多方力量，能夠良性運行并不斷自我完善的生態(tài)體系。

教育信息化發(fā)展進入融合創(chuàng)新階段，服務(wù)能力建設(shè)至關(guān)重要。智慧作業(yè)生態(tài)應(yīng)該是一個以作業(yè)減負增效為目標的教育服務(wù)生態(tài)，由政府、學(xué)校、各類教育服務(wù)供應(yīng)商多元主體協(xié)同構(gòu)建。不僅包括教師和學(xué)生，還包括為提升作業(yè)質(zhì)量和優(yōu)化作業(yè)活動過程而提供相應(yīng)支持和保障的各類服務(wù)類主體。這種多方參與、協(xié)同構(gòu)建的方式有效保障了整個智慧作業(yè)生態(tài)的常態(tài)化運轉(zhuǎn)。整個智慧作業(yè)生態(tài)圈（如圖1所示）由兩層構(gòu)成：內(nèi)層是由教師、學(xué)生、作業(yè)媒介（如練習冊）、信息平臺+終端顯示設(shè)備（如電視）等構(gòu)成的應(yīng)用生態(tài)，在技術(shù)支持下師生通過利用數(shù)字化教輔材料、智能采集設(shè)備、作業(yè)平臺、微課資源等共同參與和完成學(xué)校作業(yè)活動。外層主要有出版集團、科技企業(yè)、教研員和名師、廣電網(wǎng)絡(luò)和運營商等組成，分別為內(nèi)層應(yīng)用所需要的數(shù)字化教輔材料、智能采集設(shè)備、作業(yè)平臺、微課資源等提供技術(shù)、資源、服務(wù)、設(shè)備等方面的相應(yīng)支持，構(gòu)成了外層支持生態(tài)。多元參與、協(xié)同共建保證了智慧作業(yè)生態(tài)的功能發(fā)揮和良性運轉(zhuǎn)，而教育管理部門在其中發(fā)揮著重要的整體規(guī)劃、機制協(xié)調(diào)和組織統(tǒng)籌作用。

（二）生態(tài)協(xié)同落實作業(yè)減負增效的機理分析

作為一個多主體共建的復(fù)雜生態(tài)體系，合理分工和協(xié)調(diào)合作機制保證了智慧作業(yè)的良性運轉(zhuǎn)和作用發(fā)揮。第一，教育信息化主管部門在系統(tǒng)設(shè)計、資源審核、模式打造等方面扮演重要角色，并主導(dǎo)教育專網(wǎng)、作業(yè)平臺和微課資源建設(shè)。第二，分層作業(yè)、個性化作業(yè)要求對教師作業(yè)輔導(dǎo)提出了嚴峻挑戰(zhàn)，集中地方教研和名師力量研發(fā)錄制與課程教材配套的成體系作業(yè)解析微課可以有效提升智慧作業(yè)服務(wù)能力和滿足學(xué)生個性化輔導(dǎo)服務(wù)需求。第三，在智慧教育服務(wù)生態(tài)中，企業(yè)作為應(yīng)用服務(wù)商即服務(wù)提供方扮演著重要角色[7]。廣播電視網(wǎng)絡(luò)和三大網(wǎng)絡(luò)運營商負責電視機頂盒專屬微課學(xué)習、錯題本查閱等功能實現(xiàn)和服務(wù)支持；出版社等支持教材配套電子教輔資料出版、練習本鋪碼等；教育科技企業(yè)則負責提供點陣筆、高拍儀、高速掃描儀、留痕打印機等硬件設(shè)備，智慧云平臺和大數(shù)據(jù)分析服務(wù)，以及題庫資源、信息化作業(yè)模式等。

在教育管理部門的組織統(tǒng)籌和政策支持下，各類社會組織充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，不斷優(yōu)化合作模式、提升服務(wù)水平，生態(tài)協(xié)同為智慧作業(yè)落實作業(yè)減負增效提供了重要保障。一般操作流程如下：第一步，教師根據(jù)教學(xué)進度安排布置教材教輔和練習本作業(yè)；第二步，學(xué)生完成作業(yè)，相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸至智慧作業(yè)平臺進行作業(yè)自動批改和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析；第三步，智慧作業(yè)平臺向?qū)W生端/家長端推送作業(yè)完成情況和學(xué)習支持資料包（包括習題微課、錯題本及舉一反三習題等）；第四步，學(xué)生回家后根據(jù)自身情況通過電視機頂盒開展微課學(xué)習、錯題歸納分析或完成鞏固練習等。其中，人工智能技術(shù)在有效識別學(xué)生信息和進行學(xué)習資源定制化推送方面發(fā)揮了重要作用，使得每一個學(xué)生都能夠得到有針對性的反饋和指導(dǎo)，學(xué)生自己看視頻微課學(xué)習屬于主動學(xué)習行為，積極性和興趣較高，沒有太多負擔和壓力，從而有效實現(xiàn)學(xué)生作業(yè)減負增效目標。作業(yè)減負政策施行后，教師對作業(yè)的設(shè)計與安排難度增大[8]，而依托智慧作業(yè)可以幫助教師布置分層作業(yè)、個性化作業(yè)，自動采集學(xué)生作業(yè)數(shù)據(jù)并進行智能批改、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析和自動資源推送，無疑大大減輕了教師的作業(yè)批改和輔導(dǎo)工作，并幫助教師由過去的經(jīng)驗式抽象學(xué)情判斷轉(zhuǎn)向精準判斷，有效支持教學(xué)優(yōu)化創(chuàng)新。另外，針對學(xué)生個性化錯題提供的學(xué)情反饋和知識點微課推薦服務(wù)有效緩解了家長批改作業(yè)和輔導(dǎo)學(xué)生的負擔，進一步降低了家庭課外輔導(dǎo)經(jīng)濟和精力負擔，也促進了家庭關(guān)系和家校關(guān)系的協(xié)調(diào)發(fā)展。

智慧作業(yè)實現(xiàn)作業(yè)減負增效的優(yōu)勢是依托先進技術(shù)可以采集學(xué)生作業(yè)活動數(shù)據(jù)、完成作業(yè)智能批改、自動統(tǒng)計作業(yè)數(shù)據(jù)和分析作業(yè)學(xué)情，不僅能夠為教師了解學(xué)生提供實證數(shù)據(jù)支持，還可以針對學(xué)生作業(yè)自動生成個性錯題并推送適應(yīng)性資源支持學(xué)生個性化學(xué)習等。因此，通過數(shù)據(jù)聯(lián)通整個生態(tài)，實現(xiàn)作業(yè)活動的自動化和智能化是智慧作業(yè)的基本要求，AI自動批改能力則是智慧作業(yè)生態(tài)圈建設(shè)的核心能力。

（一）AI自動批改核心能力建設(shè)

人工智能教育應(yīng)用的本質(zhì)是利用智能技術(shù)將教師和學(xué)生從低效重復(fù)的工作中解放出來[9]。AI自動批改就是利用人工智能技術(shù)實現(xiàn)學(xué)生作業(yè)批改的自動化、智能化，包括對學(xué)生做題的過程和結(jié)果進行對錯自動識別、自動評分、自動因果推斷等。與傳統(tǒng)教師手動批改作業(yè)相比，AI自動批改能夠更加快捷地幫助教師完成學(xué)生作業(yè)批改，減少簡單重復(fù)性勞動，減輕教師工作壓力，使教師能夠有更多時間投入到專業(yè)素質(zhì)提升和教學(xué)創(chuàng)新中。同時，還可以智能統(tǒng)計分析學(xué)生作業(yè)學(xué)情，為教師實施有針對性指導(dǎo)和優(yōu)化教學(xué)提供參考。

近年來，知識圖譜、OCR識別等技術(shù)與教育教學(xué)的融合不斷加深，AI自動批改應(yīng)用已經(jīng)在試卷批閱、中英語作文批改等領(lǐng)域得到有效驗證，也有大量智能批改產(chǎn)品問世[10]。從實踐應(yīng)用情況來看，手寫識別精準度和語義識別準確率方面有待提升，尤其當學(xué)生作答過程中出現(xiàn)涂抹、筆跡潦草、書寫字體不規(guī)范、圈勾點劃和畫圖、復(fù)雜算式等情況時，目前圖像識別和數(shù)據(jù)采集的準確率會明顯下降，直接影響自動批改的效果。而且，雖然目前AI自動批改可以針對學(xué)生作答關(guān)鍵步驟是否符合題意、步驟本身是否存在計算錯誤或邏輯錯誤等進行判斷，但是關(guān)于過程性步驟的分析判斷主要還是以標準答案進行逐步比對，關(guān)于作答邏輯的判斷分析還不夠精準，對錯誤原因的判定也大多是基于提前設(shè)定的常見錯誤大類歸因，針對性不強，尤其是針對有多種解法的題目，過程批改甚至會出現(xiàn)錯誤判定。

為了充分發(fā)揮智慧作業(yè)實效，需要在以下方面加強AI自動批改能力建設(shè)。一是精準的圖像識別技術(shù)和數(shù)據(jù)采集能力。能夠根據(jù)實際批改需求，精確識別版面信息、試題結(jié)構(gòu)與類型信息，針對學(xué)生作答過程中出現(xiàn)的特型內(nèi)容（如豎式、方程、復(fù)雜公式等）、特殊作答（如圈畫、勾選、劃線、加點等）、涂抹內(nèi)容、潦草字跡等進行精準鑒別，對相關(guān)過程進行專項處理與優(yōu)化，為批改提供強有力保障。二是強大的語義識別能力和豐富的算法模型。在批改過程中，能利用自然語言處理技術(shù)，精準理解批改意圖，定位試題的批改標準與采分點，做到因題制宜、準確批改。例如，通過公式等價模型，可以精確地對形式不同的兩個代數(shù)式進行數(shù)學(xué)形式上的等價判定，滿足學(xué)生書寫公式時的多樣性情境；利用語義一致判別模型，可以更好地理解作答內(nèi)容與標答內(nèi)容在表述上的差異及一致性，真正做到一個核心多種表達的甄別能力。三是過程精細批改能力。利用先進的符號計算引擎和邏輯推理引擎，能準確檢測出每個作答步驟是否符合題意、步驟本身是否存在計算錯誤、步驟與步驟之間是否存在邏輯推導(dǎo)關(guān)系等，以及作答過程中是否存在缺步跳步，采分點、解法要求、最終結(jié)論等關(guān)鍵要素是否完備等。四是為了適應(yīng)不同學(xué)科、不同學(xué)生的差異化需要，還要加強自動解題技術(shù)建設(shè)，以滿足解決答案不唯一、一題多解等題目的批改需要。

（二）AI賦能的作業(yè)自動批改模式

盡管各類AI自動批改應(yīng)用彼此存在差異，但其內(nèi)在技術(shù)邏輯基本相同，大都包括“信息識別—語義解讀—策略支持—反饋”等環(huán)節(jié)。當學(xué)生們完成作業(yè)后，通過OCR等多類型信息識別技術(shù)采集作業(yè)相關(guān)信息，通過語義分析技術(shù)解讀題目意義和答案判讀，通過專家?guī)旌椭R庫信息匹配抽取相應(yīng)支持服務(wù)策略，然后將正確結(jié)果、得分、相關(guān)知識點、推薦資源等各類信息根據(jù)需要向教師、學(xué)生、家長等進行反饋輸出。隨著青少年視力防護問題日益突出，平板電腦等帶屏電子產(chǎn)品在學(xué)校使用受到限制，基于智慧筆和紙質(zhì)練習冊的智慧作業(yè)“紙筆”方案由于其數(shù)據(jù)采集便利、不改變教師和學(xué)生的作業(yè)習慣而備受關(guān)注。在此以智慧作業(yè)“紙筆”方案為例對融入AI自動批改的智慧作業(yè)批改模式（如圖2所示）進行闡釋。

首先，依托統(tǒng)一鋪碼后的教輔材料，教師向?qū)W生布置紙質(zhì)作業(yè)，學(xué)生可以在學(xué)?；蚧丶液笥弥悄芄P在鋪碼教輔上做答，然后提交作業(yè)， AI智批系統(tǒng)會實時采集學(xué)生做答筆跡，進行過程數(shù)據(jù)采集。其次，學(xué)生作業(yè)數(shù)據(jù)自動提交到AI智批系統(tǒng)，系統(tǒng)會根據(jù)教師提前設(shè)計好的作業(yè)答案自動完成作業(yè)題目批改，批改精度精細到每一空、每一小題維度，同時系統(tǒng)會自動完成對學(xué)生作業(yè)批改結(jié)果數(shù)據(jù)的分析，生成班級作業(yè)學(xué)情報告、學(xué)生作業(yè)學(xué)情報告，教師和學(xué)生分別通過電腦、平板、電視機頂盒等終端接收學(xué)情報告。再次，教師依據(jù)班級學(xué)情全面了解學(xué)生完成作業(yè)情況和各作業(yè)題目作答情況，針對班級錯題在后續(xù)課堂教學(xué)中為學(xué)生進行精細化講解分析，針對個性化錯題多途徑進行個別化指導(dǎo)，以幫助學(xué)生更好掌握知識內(nèi)容，實現(xiàn)精準教學(xué)、因材施教。同時，系統(tǒng)也向?qū)W生反饋作業(yè)批改結(jié)果，針對學(xué)生錯題情況提供相應(yīng)的錯題微課和習題鞏固練習支持服務(wù)，學(xué)生通過終端及時了解作業(yè)完成情況、進行錯題微課學(xué)習和舉一反三練習，保證學(xué)習質(zhì)量和效果，其相關(guān)過程數(shù)據(jù)也被系統(tǒng)自動采集，匯集到相關(guān)數(shù)據(jù)庫中，以備學(xué)生畫像、班級畫像、教學(xué)參考應(yīng)用。

通過模式描述可以看出，AI自動批改的實現(xiàn)不僅僅要需要智能硬件和智能批改系統(tǒng)的支持，還需要同步推進作業(yè)題目電子化、題庫資源建設(shè)、題目屬性標注、配套練習冊鋪碼印刷、知識點微課制作、學(xué)情數(shù)據(jù)分析等一系列工作來保障。因此，整個智慧作業(yè)生態(tài)圈中各主體的協(xié)同配合至關(guān)重要。

2018年江西省教育廳開始建設(shè)和推進智慧作業(yè)項目，充分整合廣播電視系統(tǒng)及三大運營商、教材教輔出版集團、教育科技企業(yè)等多元力量，構(gòu)建江西智慧作業(yè)生態(tài)圈，利用信息化手段增加優(yōu)質(zhì)資源供給，搭建在線免費輔導(dǎo)平臺，“幫助江西省義務(wù)教育階段的絕大多數(shù)師生、學(xué)校達成學(xué)習高效化、溝通無縫化、教學(xué)智能化、管理精準化”[11]。但是技術(shù)與教育教學(xué)的融合還有待進一步加深，如何提高作業(yè)批改的智能性、準確性和適用性，既是智慧作業(yè)系統(tǒng)亟待突破的技術(shù)難點也是掣肘智慧作業(yè)系統(tǒng)能否常態(tài)化使用的關(guān)鍵。為了進一步助力“雙減”政策落實，提升智慧作業(yè)應(yīng)用水平，在不斷完善智慧作業(yè)平臺、資源建設(shè)和創(chuàng)新作業(yè)模式的同時，選擇部分學(xué)校進行AI智批系統(tǒng)融入智慧作業(yè)試點實踐，探索智慧作業(yè)更好促進作業(yè)減負增效的有效途徑和可操作模式。

（一）試點選擇與方案設(shè)計

在充分考慮地方推進智慧作業(yè)的實際情況和學(xué)校參與試點的積極性、可行性的基礎(chǔ)上，我們遴選了南昌市灣里區(qū)第五小學(xué)和南昌市第二十三中學(xué)作為試點校，在小學(xué)五年級和初一年級分別挑選了已經(jīng)部署智慧紙筆課堂的班級參與實驗試點，試點應(yīng)用學(xué)科包括數(shù)學(xué)和英語?；诮魇≈腔圩鳂I(yè)系統(tǒng)已有功能和實施模式，結(jié)合未來智慧作業(yè)發(fā)展趨勢，我們規(guī)劃設(shè)計了“AI賦能教師作業(yè)批改減負增效”實驗方案（如圖3所示）。

AI智批系統(tǒng)賦能的江西智慧作業(yè)系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)展示和數(shù)據(jù)應(yīng)用四部分組成，其中AI自動批改技術(shù)應(yīng)用實驗主要針對數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)中采集上來的學(xué)生作業(yè)作答數(shù)據(jù)，進行智能自動批改，切實降低教師作業(yè)批改負擔。在數(shù)據(jù)采集方面，增設(shè)了“學(xué)生智慧筆+紙質(zhì)作業(yè)”采集方式，滿足學(xué)生使用普通筆和智慧筆做答等多場景下作業(yè)數(shù)據(jù)采集的需要；作業(yè)批改環(huán)節(jié)包括了AI全批和AI秒批兩種自動批改模式，同時也支持教師網(wǎng)上手工批改，切實保證作業(yè)批改的效率、準確率和所有題目全覆蓋。此外，在數(shù)據(jù)應(yīng)用環(huán)節(jié)增設(shè)了學(xué)生作業(yè)便簽打印功能，將自動批改記錄轉(zhuǎn)換為手工批改痕跡，以更親切的方式向?qū)W生提供作業(yè)批改結(jié)果。

（二）融入AI自動批改技術(shù)的智慧作業(yè)技術(shù)實現(xiàn)

AI自動批改的覆蓋范圍和準確率是影響作業(yè)批改效果和質(zhì)量的重要指標，不僅與OCR等技術(shù)先進性有關(guān)，還受到題目類型、標注精細度、答案標準度、書寫規(guī)范程度等因素影響。首先，我們聯(lián)合各出版社在對實驗涉及的8本教輔進行題目電子化轉(zhuǎn)換和系統(tǒng)錄入，同時引入外部高質(zhì)量同步作業(yè)題目，形成包含豐富高質(zhì)量作業(yè)資源的校本作業(yè)題庫。其次，對題型生產(chǎn)標準進行優(yōu)化，將原生產(chǎn)模式下無法進行自動批改的圖形匹配題、看圖示意題等轉(zhuǎn)換為選擇題、填空題、簡答題等題型，以方便機器識別和數(shù)據(jù)采集，提高自動批改覆蓋率。再次，我們聯(lián)合教育科技企業(yè)開發(fā)了全新的教輔原冊標注系統(tǒng)，在題目電子化的基礎(chǔ)上，針對不同題目類型對原冊圖片進行題目區(qū)、小題區(qū)、作答區(qū)等多區(qū)域標注，以保證提升學(xué)生作答信息采集的有效度和準確率。另外，為適應(yīng)“一題多答”的題目情形需要，我們組織了專門教研團隊，對全部同步教輔的題目和答案進行了逐一核對，為存在多種作答方式的題目進行非標準答案以外的策略答案補錄，提升批改準確率。

AI智批系統(tǒng)是江西智慧作業(yè)系統(tǒng)的有益補充，實驗?zāi)康木褪翘剿魅谌階I自動批改的智慧作業(yè)批改新模式，必須將兩個系統(tǒng)有機融合才能夠更好發(fā)揮作用，其中一個重要工作就是數(shù)據(jù)打通。依托企業(yè)技術(shù)支持進行了軟件系統(tǒng)的升級迭代，將完整的作業(yè)發(fā)布、采集、自動批改、批改結(jié)果回傳贛教云等全流程完美的嵌入到江西智慧作業(yè)的軟件生態(tài)中。通過大屏軟件，教師在課堂上進行作業(yè)數(shù)據(jù)采集的同時即可同步完成作業(yè)發(fā)布；AI智批系統(tǒng)完成作業(yè)自動批改和多維數(shù)據(jù)分析后，相關(guān)數(shù)據(jù)和分析報告自動傳送至江西智慧作業(yè)系統(tǒng)；老師可以通過贛教云查看作業(yè)批改結(jié)果，也可以登錄云思web端查看更多維度更細粒度的作業(yè)學(xué)情數(shù)據(jù)和分析報告。

（三）實驗效果評估

經(jīng)過周密設(shè)計和充分準備，我們在南昌灣里五小分別進行了六年級英語和數(shù)學(xué)的基于AI的作業(yè)智批模式實驗，并在南昌三十二中組織開展八年級英語和數(shù)學(xué)AI智批作業(yè)應(yīng)用的實踐探索。經(jīng)過一學(xué)期的試點實驗發(fā)現(xiàn)，AI智批系統(tǒng)使智慧作業(yè)生態(tài)圈結(jié)構(gòu)更優(yōu)化、系統(tǒng)功能更完善，在減輕教師作業(yè)批改負擔方面效果明顯，大大提高了智慧作業(yè)促進學(xué)校作業(yè)減負提質(zhì)增效的服務(wù)能力和水平。

首先，提升了作業(yè)批改的時效性和智能性，有效幫助教師減輕作業(yè)批改負擔。通過教輔鋪碼、題目電子化和題型轉(zhuǎn)換，AI智批系統(tǒng)很好地匹配了江西省小初數(shù)學(xué)、英語教輔，作業(yè)題目平均覆蓋率達到89%，全班作業(yè)（50人）提交后20s內(nèi)完成自動批改，自動批改平均準確率達到98.58%。其中數(shù)學(xué)作業(yè)平均批改覆蓋率為85%、批改準確率為98.5%；英語作業(yè)平均批改覆蓋率為90%、批改準確率為98.6%。除去部分必須通過主觀題、實踐題等來布置的作業(yè)，絕大多數(shù)作業(yè)都可以通過自動批改來實現(xiàn)，在提高作業(yè)批改時效的同時，大大減少了教師手工批改作業(yè)的時間和精力投入。

其次，優(yōu)化了作業(yè)數(shù)據(jù)采集和學(xué)情分析等服務(wù)能力和水平，為學(xué)習、教學(xué)和管理優(yōu)化提供了有力支持。對學(xué)生來說，在不改變學(xué)生的作業(yè)作答習慣的同時，及時為學(xué)生反饋作業(yè)結(jié)果，并推薦個性化錯題和微課講解，切實實現(xiàn)了學(xué)生個性化自主學(xué)習的閉環(huán)，有效保障了學(xué)習效果。對教師來說，通過AI智批收集了大量學(xué)生作業(yè)的過程性數(shù)據(jù)和學(xué)習水平數(shù)據(jù)，多維度的作業(yè)學(xué)情分析幫助教師更全面、更深入了解和掌握學(xué)生學(xué)習情況，助力教師不斷提高作業(yè)設(shè)計能力，支持教師開展精準教學(xué)。對學(xué)校來說，通過智慧作業(yè)平臺，全面掌握師生教與學(xué)活動情況，在作業(yè)設(shè)計、學(xué)生作業(yè)輔導(dǎo)、作業(yè)監(jiān)督管理等環(huán)節(jié)全面實現(xiàn)質(zhì)量和效率的雙重提升，確保作業(yè)減負提質(zhì)增效。

利用現(xiàn)代信息技術(shù)，優(yōu)化作業(yè)設(shè)計，提升作業(yè)質(zhì)量，創(chuàng)新作業(yè)模式，是進一步落實“雙減”政策、減輕學(xué)生作業(yè)負擔的必經(jīng)之路和主攻方向。經(jīng)過AI自動批改融入智慧作業(yè)生態(tài)圈的實踐探索發(fā)現(xiàn)，AI自動批改是智慧作業(yè)系統(tǒng)的核心技術(shù)之一，不僅提高了批改速度與批改準確度，并搜集到更豐富的作業(yè)數(shù)據(jù)供學(xué)情分析，還促進了學(xué)校作業(yè)活動的結(jié)構(gòu)重組和流程再造，直接影響到作業(yè)改革創(chuàng)新的模式和實效，但AI自動批改技術(shù)及其應(yīng)用仍存在亟待解決的問題。

（一）AI自動批改技術(shù)及應(yīng)用存在的問題

首先，目前AI自動批改在面向數(shù)學(xué)、英語等科目的客觀題批改方面已經(jīng)較為成熟，但在面對更加復(fù)雜的解答題、邏輯推理式的主觀題方面面臨重重困難，AI機器閱讀理解能力和自動解題能力還有待提高。其次，不同科目、不同題型、不同年級，以及學(xué)生的不同書寫習慣、教師的不同批改偏好，都對AI自動批改技術(shù)的批改邏輯提出了差異化需求，但目前AI自動批改技術(shù)的算法成熟度還有待提高，需要針對不同場景進行分析研究，以持續(xù)提高AI自動批改的多場景應(yīng)用能力。再次，過程性批改是AI自動批改技術(shù)中的前瞻領(lǐng)域，通過過程分析自動識別學(xué)生錯因，是突破主觀題、應(yīng)用題自動批改的關(guān)鍵技術(shù)，目前受制于自然語言識別技術(shù)的限制，還沒有很好地應(yīng)用于AI自動批改技術(shù)中，是亟待突破的技術(shù)難點與要點。

（二）AI技術(shù)賦能智慧作業(yè)自動批改研究展望

新一代智能技術(shù)的發(fā)展為中小學(xué)落實“雙減”促進師生作業(yè)減負增效提供了新機遇，也帶來了新挑戰(zhàn)。我們將持續(xù)關(guān)注AI自動批改技術(shù)發(fā)展前沿與未來趨勢，根據(jù)學(xué)段、年級和學(xué)科差異，結(jié)合中小學(xué)作業(yè)場景開展AI自動批改邏輯剖析，從而明確AI自動批改應(yīng)該突破的方向和順序，重點探悉不同場景下，手寫字體、個人習慣、動態(tài)修改、答題方式等多樣化特征對自動批改的影響和解決路徑。同時還將結(jié)合具體學(xué)科加大過程化批改技術(shù)及其應(yīng)用探索，以不同學(xué)段和年級某一學(xué)科為依托，加強對學(xué)生做題過程的拆解分析，針對學(xué)生作業(yè)的每一步每一行進行分析精細化批改，從而把握學(xué)生做題的思維邏輯和問題解決方法，進一步加強錯因分析，為教師指導(dǎo)和學(xué)生自我補救提供更有針對性地支持。上述研究不僅涉及技術(shù)研發(fā)，還關(guān)系到產(chǎn)品設(shè)計、資源匹配、應(yīng)用服務(wù)等一系列工作，需要政府、學(xué)校、專家和企業(yè)等各類社會機構(gòu)凝聚合力、協(xié)同推進。

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作者簡介：

唐旭：中學(xué)高級老師，碩士，主任，研究方向為教育技術(shù)支撐下的高質(zhì)量作業(yè)設(shè)計、作業(yè)的自動化批閱。

張遠偉：工程師，研究方向為人工智能在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的應(yīng)用和實踐、信息技術(shù)與教育教學(xué)深度結(jié)合的應(yīng)用和實踐、智慧作業(yè)的深度應(yīng)用和實踐。

張國強：副教授，博士，研究方向為教育政策分析、基礎(chǔ)教育信息化理論與實踐。

Exploration and Practice of AI Automatic Assessment of Homework Based on the Intelligent Homework Ecosystem

Tang Xu1， Zhang Yuanwei2， Zhang Guoqiang2

（1.Jiangxi Province educational technology and equipment development center， Nanchang 330200， Jiangxi； 2.Institute of Yunsizhixue intelligent education， Beijing 100089）

Abstract： Using AI technology to promote homework innovation in primary and secondary schools needs to reshape the homework ecosystem. By strengthening the construction of the Intelligent Homework Ecosystem， Intelligent Homework has achieved good results in reducing the burden and increasing the homework completion efficiency of primary and secondary school students. AI automatic assessment can further add “intelligent” power to the Intelligent Homework that can promote the improvement of service ability， and the core is to strengthen the capacity building of image recognition， natural language processing， process fine correction and automatic problem solving. Through the experimental practice of AI intelligent assessment system enabling Intelligent Homework in Jiangxi Province， it is found that AI automatic assessment has brought many promotion effects to students， teachers and schools. At the same time， there are some problems in technology research and application that need to be solved urgently. Combined with the practice of subject teaching in primary and secondary schools， it is necessary to continuously strengthen the coordination and cohesion of various institutions， such as the government， schools， experts， and enterprises， to jointly promote the innovation of the AI automatic correction technology and application in the “intelligent homework” ecosystem.

Keywords： "Double Reduction" policy； intelligent homework； AI automatic assessment

責任編輯：宋靈青