人工智能在数学作业布置中的应用

钟雪梅

【摘 要】科学技术的发展，推动着教育的进步。“大数据”时代背景下，人工智能技术开始应用到教育教学的各个领域。本文从数学个性化作业的支持、数学作业布置的策略、数学作业布置的作用三个方面，对人工智能技术在小学数学作业中的应用进行初步探讨，希望对数学教师如何有效布置数学作业有所帮助。

【关键词】数学作业;人工智能;作业布置

【中图分类号】G434 【文献标识码】B

【论文编号】1671-7384（2021）01-076-02

《义务教育数学课程标准》指出：“数学要面向全体学生，学生学习应当是一个生动活泼的、主动的和富有个性化的过程”。对数学教师而言，无论是课堂教学还是作业布置，都应该关注学生的个体差异，尊重学生的身心发展规律和个体差异，真正做到“因材施教”。

当前，人类社会已经进入大数据和人工智能时代，人工智能技术在教育教学中的应用已经势不可挡。在小学数学教学中，笔者尝试利用人工智能技术破解作业难题，取得了很好的效果。

人工智能为学生个性化作业提供支持

作业是教学过程的一个重要环节，而个性化作业则是提高学习效果的重要手段。

在传统的小学数学教学过程中，作业作为教学过程的一个重要环节，都是统一布置，没有梯度，不分层次。教师利用“题海战术”，对学生进行课堂知识的巩固，这种做法十分低效。为此，很多教师尝试运用不同的方法，为学生布置个性化作业。比如，依据学生对数学知识的掌握情况和能力水平，将学生分组，布置不同的作业内容，由此照顾学生差异，满足不同学生的学习需求，最终实现学生的共同进步。但这些尝试还是基于传统的教学方法，因此未能从根本上解决学生作业布置的个性化、精准化、高效化等问题。

目前的人工智能技术可以对客观题做到智能批改。利用大数据和人工智能，可以对学生作业进行合理有效的布置，对学生的作业行为进行精准分析，为学生个性化作业提供有力的支持。

对学生而言，在此基础上对学生掌握的数学知识进行精准的干预，通过针对作业的查缺补漏，巩固提升所学知识，避免了繁重的作业练习，既提升了学习的效率又减轻了学习负担。

对教师而言，避免了批量重复改作业的负担，把原先用来批改作业的时间用来分析学生，在全面了解学生对数学知识掌握程度的基础上，为每一个学生设计出更适合的作业，充分发挥作业的基本功能，使学生不用苦于题海战术，教师不苦于整体改作业，实现师生共同减负，促进学生的个性化发展，提高班级的整体教育教学质量。

人工智能技术支撑下的数学作业布置策略

为每个学生“量身定做”作业——利用大数据和人工智能技术，教师可以针对每个学生的具体情况，为其提供合适的作业练习题。用少而精的作业练习，帮助不同层次的学生不断的进阶，并根据学生的学情进行动态调整。

对于做题速度快、学有余力的学生，教师可对其进行数学高阶思维的培养，可推送难度较大的题目，甚至是奥数题目。

对于中等层次的学生，主要对其进行学习过程与学习方法的指导，提升学习效率和学习质量。

对于学习困难的学生，主要是推送基础性题目，打好数学基础，增强学生的学习信心和学习数学的兴趣，促进学生积极主动地参与数学学习。

错题的诊断或查漏补缺——一个班上，每位学生的学习能力、学习问题不尽相同。如果采用传统的作业批改方式，教师想了解每个学生的错题原因和所学数学知识的薄弱环节，就需要进行大量数据的积累，費时费力。因此，教师在这个环节上就要借助智能诊断系统，不仅有利于布置作业和辅导讲解，更能深入帮助学生解析错题。

为个性化作业布置提供有效依据——传统的数学作业布置，通常只能检查学生对于当天所学数学知识的掌握程度。如果通过数据平台收集学生的作业情况，把学生每天的作业情况记录下来，比如作业的正确率、知识点的掌握程度、作业的用时、错题的原因等，就可以对学生的学习情况了然于胸。在精准分析学生的同时，为布置个性化作业提供有效的依据。

人工智能对数学作业布置的作用

高效反馈，即时巩固——传统的数学作业布置和批改方式耗时太长，无论是教师想及时了解学生对知识点的掌握情况，还是学生想及时了解教师对自己作业的批改情况，都不可能立即做到。如果教师利用人工智能系统批改作业，师生都可以通过系统及时收到反馈，通过解疑释惑，当场解决作业中出现的问题。这样不仅大大节省时间，更重要的是学生能及时了解自己的学习情况，通过查缺补漏，分析错误原因，及时改正，巩固提升。

阶段提升，训练思维——在学生提交作业后，教师利用人工智能系统，可以掌握每个学生的学习情况，并为其推送合适的作业题，增强学生对数学知识的应用能力，帮助学生建构数学知识网络，不断提高数学能力。

精准施策，温故知新——人工智能系统能帮助学生把学习过程记录下来，一旦学生的某个知识点不过关或经常做错某类题目，系统会生成错题本，根据学生的学习情况，判断学生对于数学知识的掌握程度，精准分析学情，定位薄弱知识点，为学生推送适合的作业，强化知识点，逐步帮助学生掌握知识体系。当学生达到某一水平，或者掌握了相应的知识体系后，再进入下一阶段的作业练习推荐，直到学生完全掌握。

高效讲评，共同进步——教学实践中，教师可根据学生提交作业的情况，借助大数据平台，掌握学生的学习情况，分析哪个知识点学生容易出错，哪个学习步骤需要进一步优化。这样可以有效发现学生的薄弱点，做好课前教学准备。在上课时聚焦课堂问题，“对症下药”，提高课堂教学效果。在评价作业时，定位更加清晰，理清数学知识点，讲通讲透。

人工智能技术背景下，小学数学教学应该紧跟时代发展，将人工智能技术应用到数学教学中，让学生的数学作业更加高效。

作者单位：广东广州市南沙区实验小学

参考文献

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