开发智能化作业平台的实践研究
郁龙
目前,不少教师对作业价值的认识存在一定的片面性,于是,产生了违背教育规律的有害做法。
例如:为了弥补课堂教学的不足,就靠超量的课外作业来补充;为了取得应试中的高分数,频繁地“练兵”、模拟考试……在这种“题海战术”中,所有的学生都是“齐步走”,这样做毫无疑问忽视了学生学习水平的差异、学习习惯的差异、学习能力的差异。
这些做法既削弱了教师的主导作用,又忽视了学生学习主体地位。这直接导致了学生把有限的学习精力浪费在低效的重复练习上。即使是对于那些已经掌握的知识点,学生还是得重复练习,而未掌握的知识点却可能迟迟得不到加强,这样的作业效率自然不会高。
如果能根据每个学生的实际情况对症下药,布置有针对性的作业,其效果肯定是事半功倍。但是,教师平时的工作强度大,因此,这几乎是不可能完成的任务。
但是,如果能借助教育信息化技术开发一个智能化作业平台,就能既实现对症下药的针对性作业的布置,又不增加教师的劳动强度,从而极大地提高学生的作业效率,改善作业效果。
一、智能化作业平台研究的理论框架
美国当代著名的教育心理学家奥苏伯尔认为,学生学习的真正价值应该与其学习的意义直接相关,越有意义则越有学习价值。
同时,奥苏伯尔指出了意义学习的两大条件:学习者是否具有将新知识、新事物与现有的认知结构相结合的意愿;对学习者而言,所要学习的新知识、新事物是否能够和学习者现有的认知水平相结合。
他认为,学生能否获得新的知识主要取决于学生已经掌握的知识,而教学的展开应该在教师了解学习者的现有学习水平的基础上展开,而这正是影响学习的唯一重要的因素。
二、智能化作业平台的设计理念及主要特点、功能介绍
1、设计理念
根据奥苏伯尔的学习理论,我设计并开发了智能化作业平台(该平台获得第十八届全国教育教学信息化大奖赛二等奖)。
在该平台中,作业的题目形式主要是选择题。教师首先根据当天或当前阶段的教学情况和所教知识点,从平台的题库中选择练习题。
该平台能根据每个学生作业的答题情况,自动整理出该学生掌握得比较差的知识点,从而智能地针对每个学生的实际情况给出有针对性的练习题,这些针对性习题是随机从题库中抽取的,但抽取的原则是与学生掌握不理想的知识点相同、难度相同的不同练习题。
学生在进行有针对性的练习时,该系统还可能根据答题情况产生新的诊断性的练习题。一言以蔽之,就是学生掌握得越差的知识点练习就越多,掌握得越好的练习就越少,总之是为了让学生对于自己薄弱的知识点进行有针对性的练习。
这体现出了计算机自动高效的优势,并能精细地针对每一个学生的不同知识水平进行辅导。
另外,智能化作业平台还能根据教师输入的学号范围,呈现该套作业的相应学生群体的答题情况,包括每道作业的答题人数以及得分率,按照答题人数和试题失分率降序排列,并把错误率最高的5道题的对应知识点名称显示在显眼的位置,以提醒教师在下一阶段的教学中对这一学生弱项予以强化,使得教师的教学更具有针对性。
这正体现了奥苏伯尔的“在了解学习者现有的学习水平的基础上展开有效的教学活动”的教育理念。
2、智能化作业平台的主要特点
(1)智能化
在传统题库系统下,学生容易陷入茫茫“题海”。如果学生仅对答错的原题进行机械性的重复操练,那么他很难真正掌握知识点。而智能化作业平台则能根据每个学生作业的实际情况,以查漏补缺的方式有针对性地抽取相应但不同的试题给学生进行练习,提高练习的有效性。
(2)自助性
学生在进行作业时所做的所有题目和错题,都会自动录入该生的习题集和错题集,以便学生后续复习时自主查看。另外,每道试题后都有相关的知识点详解,即使没有教师,学生不用翻书也可以十分方便地进行知识点的温习。
(3)针对性
系统可以自动侦测出某学生群体掌握得最差的若干个知识点以及得分率最低的试题。教师可以在讲评时对照各试题的选项分布有的放矢地进行讲评,从而提高教师开展后续的集体性教学工作的针对性。
(4)易用性
智能化作业平台的操作界面简洁友好,用户信息以EXCEL形式批量导入,管理起来轻松、便捷;同时,引入图形化的数据呈现方式,数据分析结果也一目了然。
(5)移动性
每个用户都可以随时随地通过移动互联设备使用智能化作业平台。
3、智能化作业平台的主要功能
(1)学生作业情况查询功能
在学生作业情况查询子系统中,教师可以在“起始学号”和“截止学号”中输入学号范围(如130201和130244),并选择要查询的练习单元(如第一单元),然后点击“查询”按钮,系统会根据输入的学号和作业单元,将某学生群体在该单元的答题情况呈现出来(包括答对题数、已答题数、剩余题数),方便教师及时、准确、方便地掌握学生练习的进度。
另外,教师还可以通过点击学生的学号(如130201),来查看该生所做的每一道练习题,进而更有效地开展一对一的辅导工作。
(2)试题得分率查询功能
在试题得分查询子系统中,教师可以在“起始学号”和“截止学号”中输入学号范围(如130201和130244),并选择要查询的练习单元(如第一单元),然后点击“查询”按钮,系统就会根据输入的学号范围和练习单元,显示该单元该学生群体回答试题的得分率,并把错误率最高的5道题的知识点名称(红颜色文字)显示在显眼位置,以提高教师后续教学的针对性,从而提高教学效率。
(3)错题集功能
在智能化作业平台上,学生通过在“请按单元选择错题集”右侧的下拉列表框中选择相应单元,然后点击“开始浏览”按钮,系统会将该生在该单元所有做错的题目的内容、选项、正确答案、学生当时的答案一一呈现,方便学生进行复习与反思。
为了增强学生反思的效果,智能化作业平台在每道试题下都放置了一个“知识点详解”的按钮,学生通过点击后面的知识点代号即可查阅该试题所对应的知识点,以及该知识点的主要内容,大大提高了学生自主复习的效率和针对性。
(4)智能作业功能
系统会根据学生完成单元作业时的答题情况,智能地为学生出诊断性的作业题。另外,学生在完成智能作业的过程中,该系统还能根据学生的答题情况产生新的诊断性的作业题,让学生根据自己薄弱的知识点完成有针对性的作业。
值得一提的是,智能作业开始的条件是该生已经完成了本单元的所有单元练习题。否则,系统会给出提示“在本单元作业还未完成前,您还不能开始智能作业,请先完成本单元的作业任务”。
学生点击“开始作业”左边的+号,然后点击“智能作业”,在“请选择智能作业单元”右边的下拉列表框中选择相应智能作业单元(如第一单元智能作业),然后点击“开始作业”按钮,系统会将该单元还未完成的试题序号以竖直方向呈现在界面左侧,学生用鼠标点击试题序号(如第1题),系统就会将试题内容呈现在其右侧的实线框中。
学生浏览试题,并点击符合题目要求的选项前的单选按钮,最后点击“提交答案”按钮。若答案成功提交,系统就会给出提示“答案提交成功”。然后,学生按照上述方法可以继续做后面的试题,直至完成所有试题。如果该单元的所有题目均已完成,系统就会给出提示“恭喜,本单元智能练习已结束”。
三、智能化作业平台的实践效果
智能化作业平台已上线运行了4年,经测试,该系统运行流畅且稳定性好,由于我任教信息科技学科,所以,以下关于该平台的实践效果的叙述,主要针对信息科技学科。
1、复习课的时间利用率得到了提高
在复习课中,教师往往会在课堂上布置一定量的练习。学生一边做题,教师一边巡视,发现典型问题后集中起来讲解。但是,由于学生学习能力、学习水平方面存在客观差异,所以练习题量的多少比较难把握。
如果题量布置得不合适,就会造成两种比较极端的情况:答题速度慢的学生永远做不完,而答题快的学生很快完成,然后陷入无聊的等待状态,在浪费了宝贵的复习时间的同时,还可能为课堂纪律的管理和维持带来负面影响。
我校其他学科任课教师普遍反映在使用了智能化作业平台后,学生无所事事的情况不再发生了,因为系统会根据学生的练习情况重新随机抽取不同试题再让学生回答,学生觉得这很像游戏中的闯关升级,因此自觉地学习,提高了复习课的时间利用率。
2、练习更具有针对性
管理员在为题库添加试题的时候不但录入了试题,而且为每道试题标明了所属的知识点以及难度系数。系统根据每个学生不同的答题情况随机抽取相同知识点且该生未做过的习题,这样既避免了学生重复回答相同题目,又使得练习更加有效且具有针对性。
同时,学生做题的积极性也更高了。通过与学生谈话,我得知,学生更喜欢用该作业平台来完成作业。学生反映相对于传统的考试模式,他们更喜欢该系统的智能练习模式。
学习能力强的学生完全可以在课堂上完成所有练习任务,而不需要再花费其他时间在这门课的作业上。而对于信息科技学科底子相对较弱的学生,也只需要利用课余时间在家里通过互联网就能跟上进度。
3、低碳环保,节约资源,减少师生所花费的时间精力
在传统的练习方式中,油印试卷让学生完成是最普遍的方式。但是,这样需要耗费大量的纸和墨水。如果要算笔经济账就不难发现其成本很高,而且这也与“低碳”的理念相悖。
另外,教师需要花费大量的时间和精力批改试卷,统计成绩。学生如果需要进行积累,则需要花大量的时间和精力进行错题集的整理。智能化作业平台具有自动生成错题集和习题集的功能,并保留学生原始的答题情况,同时给出相关的知识点详解,更加有利于学生的自主学习、知识点的复习与巩固。
4、对学生的管理更轻松
在采用纸张作为作业的载体时,教师如果想要掌握学生的作业进度就要收作业上来进行批阅。但是,班级学生人数众多,教师想要关注到每一个学生的具体情况就必须花费大量精力。而在使用了智能化作业平台后,教师不再需要亲自批改每个学生的作业了。
因为平台会自动生成学生答题的进度和准确度,教师只需动一动鼠标就可以轻松浏览,从而发现偷懒的学生和学习态度有待改善的学生,并加以督促和管理。
不少教师都觉得使用智能化作业平台后再也不用因为批作业而占用大把的时间,转而可以更有效地对学生作业普遍错题进行梳理或是开展个别化的针对性辅导。
5、教师对后一阶段的教学要点更清晰明确
在传统模式下,教师要对每道题的得分率进行手工统计,然后排序,才能知道哪些题目是学生掌握得不好或是下一阶段需要重点教学的内容。这都要花费教师大量的时间和精力。而且针对不同的班级,教师往往都需要重新统计,这样的重复劳动让教师叫苦不迭。
而智能化作业平台能够根据教师的需要呈现出相应学生群体在作业中掌握得最差的5个知识点,并呈现出作业中各题目的得分率情况,方便教师对下一阶段的教学做到有的放矢,进一步减轻教师的工作压力,提高工作效率。
四、总结与展望
通过多年的实践,我发现,智能化作业平台由于我个人能力有限加之时间紧迫,在很多方面都仍需要进一步加强改进。其中,我认为以下几个方面需要重点关注。
1、题库建设有待改进
智能化作业平台的题库建设毫无疑问是十分重要的。具备大量的可扩充的高质量题库很有必要,但是,本系统目前仅支持客观题类型(选择题),主观题由于实现难度较大,需要考虑的因素众多,而未在系统中实现,这使得该系统具有一定的局限性。
在作业题目录入时,该平台还未做到真正高效,如果能够自动导入试题,我想那一定会起到事半功倍的效果。
2、系统的安全性需要改进
目前,智能化作业平台的安全性有待加强,尤其是当这一平台被推广到Internet上时,它要具备防止各种恶意攻击的侵扰,从而保证学生“安全作业”的能力。
总之,随着互联网技术的不断发展与进步,智能化作业平台的优越性会越来越明显地显现出来。该平台能够为今后更加完善的作业平台的出现做一个垫脚石,让未来的作业平台更加关注用户的年龄因素、心理因素,从而更加适应学生的特点,更能提高学生作业的有效性。
郁龙:上海大学附属中学
文章来源:《现代教学》2016年1AB合刊《有效作业专辑》