开发高中化学智能作业系统

杨春峰

化学作业对学习质量一直起着举足轻重的作用。通过作业及时巩固当天学习的内容，纠正理解上的偏差，在练习、应用、反思的过程中理解物质的性质。当前化学作业需要从零散作业向作业数据库、从批阅“对”与“错”向指出错误的原因、从临时作业向连续化作业转化，将多媒体技术与高中化学结合在一起开发高中化学智能作业系统，以下简称作业系统。作业系统能够实现作业的数字化，动态地记录每位学生作业完成情况，积累学生成长的信息，发现学习历程中的拐点，实现作业的精细化、数字化和连续性。作业系统由作业数据库、作业数据库管理系统、作业纸、扫描打印一体机四部分组成。

一、作业数据库

高中化学教学内容的一贯性是建立作业数据库的充分条件。作业数据库是实现智能作业系统的基础，它有三个来源：第一个来源是与教学进度同步随教材附带的电子版作业数据库，每课时有具体的作业。习题按指定的格式存储在作业数据库中，每道题都有编号，表明了试题依据的教材、章节、生成时间、难度、区分章节测试与历年真题的符号位、引用次数等信息，这样便于按要求根据习题的属性加以调配，提高作业的质量和效率。第二个来源是原创题，教师依据循序渐进的要求结合工作经验自行命题，融合了备课集体的创新内容。第三个来源是吸收兄弟学校、各类竞赛以及网络资源整合的作业，针对学生集体，适应所有层次学生的要求，不断更新作业数据库的数据。可以针对每位学生设计不同要求的作业，实现个性化作业。作业的难度、效度、区分度由教师自主控制，使作业达到最佳标准。作业数据库有利于发挥集体的优势，融合创新内容，积累并更新化学信息。每年更新一次作业数据库，提高作业信息质量。

二、作业数据库管理系统

作业数据库管理系统由计算机完成命题、组卷、阅卷、分数统计的工作，它的功能是管理作业数据库、生成每位学生的作业、记录学生每次作业完成情况、收集典型错误、分析作业的有关数据。一份作业分成三个电子文档：学生作业文档、答案文档、参考文档。在本校内制订了电子文档的统一模板和统一格式，保证卷面整洁、突出核心内容以及数据的兼容性。作业分客观题、主观题二种题型。客观题选项后紧跟填涂标志，由机器批阅。主观题后留有足够的空间便于学生填写答案，由人工批阅。答案文档是机器批阅题目的依据，仅保留答案项目。参考文档复合了题目和答案，能看到作业全文的最终效果，用于教师批阅作业、衡量作业是否合适、分析学生完成作业情况，是人工批阅主观题的依据。

作业数据库管理系统维护作业数据库。教师依据教材并且结合自己的工作经验，从大量的习题中精选代表性的习题，或者根据临时要求调换作业，生成学生作业的电子文档。布置作业时，作业管理系统将学生作业文档传递到扫描打印机，批量打印成作业纸分发给学生，作业纸采用A4纸张，统一页面设置，双面打印。条码在作业纸的右上角，采用一维条码，由学号、姓名、作业类别、作业日期、页码、总页数组成，便于机器阅读和人工阅读。定位孔在页眉与正文的分界线左侧，有利于学生收交作业，整理作业纸。

三、化学智能作业系统的使用

收交作业后，由扫描打印机一体机读取条码获得作业文档的信息，先由教师完成主观题的批阅工作。在批阅学生作业时，教师将作业纸顶端朝前将作业纸送入扫描仪打印一体机将作业扫描成图像文件，程序同步完成了客观题的批阅过程，同时读取条码，记录该生的信息，自动进入主观题批阅界面。学生作业文档、答案文档在不同图层显示，答案文档中的答案项红色百分之五十透明度显示在答题区域附近，批阅框自动随光笔或者光标移动位置，手动模式下答案项位于答题区域上方，以半透明方式显示。已经批阅的题目绿色显示，待批阅的题目红色显示，当前处于批阅状态的题目黄色显示，默认为按顺序直接给出主观题的分值，按回车键进入下一题的给分过程。主观题编号按二级编码。

对于一道题目，当本班有一半学生得分小于百分之五十的分值时，该题目划入需要集体讲解的内容，程序自动将题目编号中生成年份一项减一，表明该题目有较强生存力，属于保留题目。

四、化学智能作业系统的容错能

力

作业数据库与其他程序兼容性强，能够书写复杂物质的电子式、结构式、图像、化学反应方程式等，能够完成数据的相互转换。学生作业可能污损、重号、多次修改等，要求作业数据库管理系统具有一定的容错能力。当自动程序失败时，能够切换到人工模式由手工操作完成全部工作。当需要长期保留电子版学生作业时，能够批量完成作业的扫描操作，并保存成一系列图像文件。

开发高中化学智能作业系统，能够做到作业的精细化、连续性、规范化，指出每位学生每道错题的原因并提出更正的建议，提高了作业的质量和效果，记录学生全部作业信息及完成情况，发现学生成长过程中的拐点，为学生的全面发展积累原始素材，使学生作业逐步实现数字化。