基于设计思维提升非认知能力的智慧作业设计研究与案例分析*

刘 妍 卢鸿皓 戴蕴秋

1. 上海交通大学教育学院 2. 华东师范大学教育信息技术学系

一、 问题提出

“停课不停学”在线学习过程中，学生表现出的自主学习能力不足和学习习惯薄弱的问题正引起各方关注。在国家教育“双减”政策下，关注课堂教学实效尤为重要。然而，“双减”之后的教育也面临着众多问题。有的课堂低效甚至无效，导致了一系列学生学习负担问题。部分家长源于对子女未来教育前景的不确定性，患上了严重的“教育焦虑症”，盲目追求教育的“安全感”而导致了过度教育；也有不少家长为在升学竞争中抢得先机，坚信所谓“不让孩子输在起跑线上”，违背了孩子全面发展的规律，导致教育走向内卷化的“剧场效应”和“囚徒困境”。不可否认，这种过度教育不仅违背了教育的基本规律，同时也忽略了学习者的综合素养的培育、个性的发展和能力的提升。2021年7月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》，明确提出要“全面压减作业总量和时长，减轻学生过重作业负担”。作业是课堂的延续，不仅是为了学生巩固知识，也是为了教师检验教学效果，了解学生的知识掌握情况。在“双减”政策下，要想从繁重的作业中解放学生，减轻作业负担，关键问题之一是要解决作业设计问题。作业是提升教育质量的关键领域，作业改革是落实“双减”政策、撬动教育减负增效提质的杠杆。如何进行最高效的作业设计，帮助学生从繁重的作业中解放出来，解决当前中小学生作业量过多、作业质量不高、作业功能异化的问题？

教师和学校管理者应切实以作业管理促进教学质量提升。教师作为作业的设计者和评价者，要提升作业设计能力，系统化思考作业的各关键要素，合理设计学生的作业内容与作业时间，利用智能应用助力高效地设计作业。后疫情时代，教育改革面临新的形势和挑战。面对突如其来的授课方式的变化，如何灵活运用智能应用进行作业设计和布置，及时利用在线学习过程数据进行学情诊断，成为当前教师面临的严峻问题之一。

二、 人工智能教育研究联盟助推未来教育发展

真正落实减负，就需要在有限的课堂时间内，帮助学生实现有效率地掌握知识、习得技能、学会学习、形成问题解决能力、提高创新思维能力。发展学生的核心素养，不能仅仅依靠重复性、机械化的作业或者培训，而是要不断强化真实教学场景的主阵地作用，关注学生的综合素质培养，提升作业质量和学习效率，这样才能够做到“减负不减责任，减负不减质量”。随着数字技术与教育的深度融合应用，传统的教育生态不断受到冲击，同时也为教育数字化转型和创新智慧教学环境带来了新的机会。面对教育数字化转型的发展契机，如何利用智能技术的优势助力高质量作业设计，切实减轻学生负担，持续优化作业设计，实践作业的“减量增质”，成为教师解决作业设计问题的机遇，也是教师面临的挑战。

人工智能教育研究联盟成立于2021年7月，拥有全国上百所实验校和几十个实验区，是一个试图将前沿研究扎根于教育一线的研究与实践者共同体，依托国家社会科学基金重大项目“人工智能促进未来教育发展研究”以及国家智能社会治理实验基地（教育）等项目平台，面向区域与学校的志同道合者，秉持开放共享、合作创新的发展理念，共同践行人工智能教育的发展愿景与使命。

为进一步助推“双减”政策有效实施，加强数字技术与教育教学的深度融合，探索智能技术在作业内容设计、布置、评价等方面的实践创新，人工智能教育研究联盟开展了以“花式作业”为抓手的智慧学习主题工作坊活动，并推出涵盖“在线作业发布、测验及学情分析”多重功能于一体的公益教学平台。“花式作业”公益平台旨在为学生设计多样化、个性化、开放性及精准性的混合式作业，利用科学、智能、有效的技术手段动态追踪学习者的学习过程，提高学生的学习兴趣，促进学生德智体美劳全面发展。同时，良好的智能技术保障为在线教学过程中的作业设计提供应对策略，满足了新冠肺炎疫情期间突发的教与学需求。

三、 基于设计思维理念下的智慧作业设计案例分析

在美国兴起的“设计思维教学法”（Design Thinking Pedagogy）是一种风靡全球的创新能力培养方法［1］。它承载着一种新型教学理念。设计思维是一种特殊的思维形式，在处理问题的流程上表现为“现象分析”“问题识别”“事实表征”“概念产生”“方案形成”“方案评价”等过程［2］。设计思维运用于教学设计的优势体现在两个方面：一是通过移情允许学生自己构建问题，而非仅仅是处理预先确定好的问题，学生可以在移情中通过自身的洞察力来发现解决问题的焦点［3］；二是在教学的各个环节都提供了明确的设计思维策略与工具以支持教学活动的开展［4］。教师要准确把握设计思维的理念并融入教学设计中，可以依据学生的心理特点［5］，设计形式多样、内容有趣、富有思考性、具有探究性和开放性的作业，以此调动学生的学习兴趣，激发学生的学习潜能［6］，让学生在组建活动中体验设计思维的理念。

2022年4月，本研究依托人工智能教育联盟重大课题组，开展智能技术如何促进未来教育的研究，重点围绕人工智能技术在学生“学、教、管、评”等教育场景开展兼具理论突破与实践探索的合作研究，旨在推进人工智能全方位赋能教育。本研究组织和开展了系列工作坊，其中之一是“智慧作业”工作坊。该工作坊主要围绕“双减”政策下的作业研究设计、教师教学案例的撰写与表达，以及智慧作业的技术支持等议题展开深入研讨，以研究者的视角探索智慧作业的创新实践与发展。以下优秀案例来自人工智能教育联盟实验校和实验区域，为一线教育教学带来了新的启示和思考，促进了学生德智体美劳的全面发展，培育了学生的非认知能力等综合素养。

（一） 表达能力与创新思维的培育

案例一来自广州市某小学三年级的英语课堂，教师通过创编表演情景对话，提高学生的英语综合能力。英语教师让学生参考本学期的课文对话，选择喜欢的话题（如打招呼、介绍家庭、借物品等），创编一个新的情景对话并尝试有感情地流利朗读。有条件的学生还可以和亲友表演出来，拍下视频和大家一起分享。本次作业设计的目标分别从语言能力、学习能力、思维能力和文化意识等方面，培养学生在合作表演中的沟通能力、语言表达能力、英语技能，同时也提升了学生的想象力、创造力和思维能力。

本案例的作业设计减少学生被动地多次机械抄写课文和背诵课文情景对话，而是布置成可以让学生主动参与的作业，如让学生主动地创编和表演情景对话。这样，学生在做作业时会以单个话题或不同话题融合为单位，在过程中巩固并重新组织语言输出所学的主要句型，从而发展了学生归纳和演绎的思维能力。同时，学生在创设的新的语言情景里，可以对某个单元话题或跨单元话题进行对话创编表演，发展想象力和创造力。在创编和表演的过程中，学生需要把学习内容与自身知识、经验和情感建立关联，既提高了英语口语表达能力，也在合作中提高了协作交流能力。

在内容上，学生可以根据自己的喜好选择不同的内容进行情景创编。在难度上，基础相对薄弱一点的学生，可以选择相对简单的内容创编对话并进行朗读；基础好的学生可以挑战难度，在情景对话中融入生活化元素，并与亲友合作表演情景对话。这样，学生在完成作业的过程中就不知不觉地对已学的语言知识进行重现、巩固并在新的语境下进行迁移、整合和创新。

三年级学生接触英语的时间不长，在创编的过程中很容易拘泥于课本原文，所以语言往往比较单一，声音的情景性也不是特别强，表演时语言也不够得体，因此就需要去引导和鼓励他们。教师可以在学生完成作业后及时导出视频，并在班级进行分享，让学生互相点评学习，由此在班级里营造一种积极的氛围，让学生乐于表达自己、表现自己。时间长了以后，就会有越来越多的学生乐于去进行对话内容创编，甚至进行表演。长此以往就可以培养学生的自信，形成良性循环。

教师在设计作业中通过让学生选择熟悉的话题，加入生活化的元素，在真实的情境、开放的空间中锻炼学生的沟通力、表达力、创造力等综合能力，让学生的思维“活”起来。

（二） 兴趣是学习的起点

案例二是来自上海市某中学的两位生物教师共同设计和研发的在线课堂作业。“观察和解剖鲫鱼”是上教版《生命科学》八年级第二学期第四章“生物的类群”第二节“动物”中的一节实验解剖课。学生通过动手实践，初步学会观察和解剖鲫鱼的方法和技能，并认识鱼类的形态结构与生活环境。

在线下上课时，学校会统一购买一定数量的鲫鱼，教师组织班级学生进入生物实验室进行学习。课上教师讲解操作规范和操作要求，学生两人一组进行鲫鱼解剖，并且进行解剖作品的展示、交流。实验结束后，被解剖的鲫鱼身体由学校后勤部统一回收处理。当线下教学改为线上教学，学生动手解剖实验则变成了云解剖实验。由此引发了一系列问题：如何让学生在线上教学时也能够体会亲手参与解剖实验的乐趣？在“双减”政策背景下，生命科学学科如何设计量少但有效的课堂作业？线上教学背景下，实验教学又如何在线上开展？线上实验教学和课堂作业是否可以合二为一？是否可以把解剖实验设计成一项有趣的课堂作业，让学生都能参与其中？教师如何设计和批改这项作业？

本案例中，教师分别在课前、课中、课后进行了相关工作。解剖实验课的前几节课，教师就开始为“观察和解剖鲫鱼”实验课做大量的宣传，增加学生对于解剖鲫鱼的好奇心。当天上课时，很多学生自备一条活鲫鱼，家长从旁进行了协助，帮助提醒学生的同时也起到保护学生的作用。在解剖的过程中，学生将遇到的各种问题填写在线上平台的评论区中进行讨论。学生提出了诸多问题，如“鱼一直在跳怎么办？”“剪不开鱼体怎么办？”“怎么看是雌鱼还是雄鱼？”等等，整节课气氛热烈，大部分学生沉浸在解剖的乐趣中。课后，教师在平台发布了上传鲫鱼解剖作品的讨论作业，并设置全员都可以看到相关作业内容。参与解剖的学生积极上传解剖作品，未解剖的学生认真评价其他学生的作品。在课堂中，学生收获了知识、技能和快乐；教师收获了线上解剖课程的一些教学经验；家长则收获了餐桌上一条美味的红烧鲫鱼。

案例中的作业设计不仅建立了师师、师生、生生的学习共同体，还通过家校协同的方式，让学生安全、有趣地体验了实验流程，调动了学生学习兴趣的同时还能够引导学生在学习互动中产生思考，培养学生的自主探究能力。

（三） 精准定位，培养学生的时间管理能力

案例三来自上海市某高中的地理课程，教师通过应用学校智能测评系统，将在线学习内容与作业内容有机地结合在一起。在地理教学中，学生会接触到各种测试题，教师借助在线学习测评系统，完成发布练习、组卷、发布测评、教学监管、教学诊断等工作，收集学生学习数据并进行学习诊断、了解学生学情，从而实现个性化学习、精准学习。地理教师利用测评系统布置作业和周测练习，通过平台推送周末作业。当学生提交作业后，系统会对作业的质量和疑难点进行分析和反馈，并生成相应的可视化图表，方便教师发现学生存在的问题。另外，在线学习过程中，教师在课前录制微课，针对学生的某些问题直接进行辅导，解决每个学生遇到的不同问题，方便教师为不同的学生提供个性化的解决方案，巩固教学效果。

该案例中，在作业的每一个环节中都体现了以学生为主的思想，教师通过应用智能系统，创造性地完成了教学监管和诊断，能够及时解决学生遇到的问题，实现学生精准、个性化地学习，并让学生有良好的时间管理观念。

如何设计智慧作业确实是教师面临的一个新挑战，尤其是作为高质量的课堂的延伸、学生综合能力的培育的关键部分，需要进行高质量的智慧作业设计。一方面，教师要考虑学科教育的功能；另一方面，教师还要能把技术用得好、用得到位、用得深入。如何利用技术来支撑学科教学，实现智慧作业在多样化的基础上更具个性化，进而达到作业减负增效的目的，这是需要教育工作者不断研究的一个问题。

四、 未来建议

智慧作业提倡的是五育并举、全人教育，是对传统作业的重大突破，未来要将作业融入个性化、创新性、实践性的内容，从而倒逼教学模式和课堂模式改革，促进学生综合素养与能力的整体提升。那么，如何设计高质量的作业？为班级学生分配相同作业的同时，如何帮助他们发挥潜力，最大程度地培育创造力和主动性呢？可以从以下四个方面着手。

（1） 专注提升学生设计思维，与全面育人紧密结合。在作业内容中强化学生设计思维的培养，安排需要一定设计思维才能完成的作业任务，在作业中融合全面育人内容，体现五育并举。需要复杂设计思维的项目式作业可以安排与同伴一起完成，或以小组为单位在教师指导下完成。

（2） 保持作业轻松。利用信息化手段帮助教师优化作业设计流程，减少作业总量，提升作业效率和作业效果。此外，借助信息工具帮助教师设计弹性作业，让学生在轻松愉快的氛围中完成作业。

（3） 设计创意作业，使用技术工具丰富作业形式。作业设计要为创意表达留出空间，要允许学生选择自己的项目主体或添加自己的创意设计图表。学生完成自我驱动的项目活动、创造性任务和实践研究有利于学生在作业中发挥创意。积极鼓励学生使用技术工具丰富自己的作业形式，也可以让学生体验到作业的乐趣。

（4） 合理安排时间，提高效率。为学生设计合理的作业时间，鼓励学生高效率地完成作业，这对于培养学生独立解决学习任务也是至关重要的。