基础教育数字化发展研究｜唐旭 富雁：如何打通作业减负提质“最后一公里”
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唐旭 富雁.如何打通作业减负提质“最后一公里”[J].中国教育信息化,2023,29(4):121-128.DOI:10.3969/j.issn.1673-8454.2023.04.015
基础教育数字化发展研究
如何打通作业减负提质“最后一公里”
——基于江西智慧作业平台的实践探索唐旭 富雁摘 要： 在“双减”政策实施的大背景下，义务教育阶段作业总时长有了明确的规范，同时“一教一辅”的政策也基本上落实到位。如何在规定的作业时长内实现分层作业，提升学生整体应知应会水平是当前基础教育领域的重点课题。依托“一科一辅”的纸质练习册，通过“课前学什么、课中怎么学、课后做什么、家里看什么、政府管什么”的作业管理工具和作业教学体系，探索以学生为主体，实现生成性教学的教学新观念;并以江西智慧作业平台的分层作业设计为例，通过人工智能手段采集纸质作业信息，实施大规模的精准分层作业设计，为教育决策者提供真实有效的作业管理工具。最后，提出体系化、智能化的以作业为教学驱动的教学方案，对“双减”政策的落地实施有着重要的借鉴意义。
关键词： 作业管理；分层作业；江西智慧作业平台；双减；教育数字化
中图分类号： G434
文献标志码： A
文章编号： 1673-8454(2023)04-0121-08
作者简介： 唐旭，江西省教育技术与装备发展中心主任，高级教师，硕士(江西南昌 330046)；富雁，江西软云科技股份有限公司董事长，硕士(江西南昌 330096)一、引言
2021年7月24日，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》[1]，对“双减”工作作出重要决策部署，要求全面贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任务，建设高质量教育体系，促进学生全面发展、健康成长。为了巩固成果，提升治理水平，2022年2月，教育部基础教育司发布的《关于2022年基础教育重点工作介绍》提出，要把落实“双减”作为学校工作的重中之重，实施基础教育数字化战略行动，整合建设基础教育综合管理服务平台，大力推进优质教育资源共建共享，强化信息技术与教育教学深度融合应用。以教育数字化战略行动为“双减”保驾护航已势在必行。
作业是基础教育的“神经末梢”，是教育功能达成的“最后一公里”。作业向前延伸体现备课和课堂教学的实效性、高效性、结构性;作业向后延伸体现作业的批改、评价、分层教学。作业管理看似个小切口，却是撬动教育质量的大支点。“双减”政策明确要求降低中小学生作业负担，其中小学4-6年级作业总时长不得超过60分钟，初中学段不得超过90分钟。在控制作业总量的前提下，倡导各地区、各学校探索作业设计、分层作业以提高作业质量，达到“减负提质”的效果。
二、作业管理的问题与挑战
(一)作业管理监管任务艰巨
“双减”作为2021年教育督导“一号工程”之一，督导入校、检查到班是压在各区县教体局和督导组肩上的一副重担，突击检查、校内公示等方式有其先天的局限性，作业时长、教学进度等情况仍靠各层级教育主管单位的层层数据上报、家长和学生的调查问卷反馈、家长的举报电话等方式获取。在教育数字化战略行动和疫情背景下，依靠基层人工层层上报的方式已不可持久。
(二)大规模分层作业设计难以实施
学生具有知识基础、学习偏好、未来预期等多方面的基础差异，进行差异化的教学来满足学生个性化的学习需求是必然的发展趋势。然而，差异化教学由于操作复杂，客观上也加重了教师的负担，所以具体实施起来具有较大的挑战性，同时“一科一辅”政策的严格执行也限制了教师选择分层作业的来源。
三、江西智慧作业平台概况
(一)背景
2018年4月，江西省教育厅成立了中小学学情调研工作组，希望依托现有基础教育目录的教辅书籍进行教育信息化升级，目的是实现减轻学生学业负担和家庭教育负担，实现教育精准扶贫。通过一年多的筹划准备、平台建设、学校试点等工作，2019年秋季开始在江西省全面推广智慧作业平台，在不改变学生和教师传统作答和批改习惯的前提下，教师和学生可以通过扫描仪、高拍仪、教师点阵笔等方式进行作业采集，学生可以获取个性化的作业错题本及举一反三练习，家长和学生可以通过电视机顶盒观看有针对性的错题微课讲解，教师可以量化、精准地了解班级整体和学生个体的学情肖像。目前，智慧作业平台已覆盖江西省全部基础教育目录的教辅书籍，使用学校达13428个，注册师生人数达514万，常态使用教师9万余名、学生146万余名。
(二)数字化作业管理的实践
根据“双减”政策对作业管理的要求，江西省教育厅对江西智慧作业平台的作业管理模块进行了升级优化，目标是通过智慧作业数据采集，能够实现在无人为因素干扰情况下对“一科一辅”、作业时长、作业难度、教学进度等进行数字化作业管理。
(三)大规模分层作业设计的探索
“双减”工作涉及到千千万万个家庭的切身利益，人民群众有着对教育高质量发展、教育发展多元化的迫切需要。不同区域的教育发展水平不同，不同学校的教育水平不同，不同家长对教育获得感以及认知的理解也不同。在减轻作业负担、减少家庭教育经济负担的前提下，需要通过作业总量控制、分层作业设计、分层教学、提供高质量教学资源等手段来充分应对不同层次学校和学生群体的具体需求和诉求：一是“有学上”。作业总量减少，满足课程标准的应知应会掌握程度。二是“上好学”。减轻作业负担，以靶向教学减负提质。三是“好好学”。在不增加作业负担的前提下，以弹性分层作业、生成性教学提高学生成绩。
为此，江西智慧作业平台分层作业设计的目标是为不同地区、不同学校、不同学生提供标准化、差异化、可实施的分层作业设计体系。
四、作业设计体系
(一)作业管理设计
在研究已采集的江西智慧作业数据的基础上，与教育专家、教育主管单位、校长、教师进行充分沟通调研，基于江西智慧作业平台的作业管理确定了以下四个维度：①作业时长。根据一个中等学生水平预估的做题时长进行测量。②作业难度。根据作业内题目难度系数求和进行测量。③教学进度。根据作业内题目所属章节进行测量。④教辅使用。根据作业使用教辅书籍关系进行测量。具体内容如图1所示。
图1 作业管理驾驶舱设计图
(二)分层作业设计研究
分层次作业与教学是差异化教学的一种可行性方案，但其具有可操作方面的局限性。罗德·彼得(Roeder Peter M )通过对德国五所综合学校的教师、校长进行访谈，发现班内分层次教学不够稳定。在日常教学中，教师会花费大量时间处理学生之间的差异性问题[2]。
分层作业要实现教师的广泛应用，需具备以下四个特征：
1.不改变现有作业内容和习惯
教师和学生已经习惯日常性地使用中小学教辅材料推荐目录(以下简称基教目录)教辅作为作业的主要内容。抛弃基教目录教辅，使用其他教辅、校本题库等方式既不符合国家“双减”政策，又加重了教师与学生的使用负担，同时也不具备广泛推广的基础。
2.不加重学生课业负担
分层作业的前提是不能够增加学生作业总量，如果盲目进行基教目录教辅作业外的分层作业设计，很容易造成作业超时、重复性作业等问题，违背了“双减”政策的初衷。
3.标准化、简单易操作
教师是承载分层作业设计的核心执行者，必须有清晰的设计标准、简单的操作体系，才能够解决教师工作繁重的压力。
4.适配多种层次的班级
当前，中小学义务教育仍存在着城乡之间、学校之间教师素质、学生素质的差异，分层作业设计需要满足不同学校、不同任课教师和班级的需求。江西省智慧作业的分层精准设计基教目录范围内的教辅题目，将目录内文字练习册题目进行层次分解，通过预习作业实现靶向教学、定量分析，实现生成性教学;通过课中作业讲解，实现面向学生，增加课程学生参与感;通过基教目录教辅分层作业，减少作业总时长;通过弹性分层作业，精准实现提质增效;通过目录题目的配套微课在家庭机顶盒的播放，让家长和学生不需要课外辅导就可以进行学习巩固和错题再练。
分层作业为三层设计：A(发展)、B(适中)、C(基础)，以此三层设计为基础，将基教目录题目实施分层，以达到“作业薄一点、减负不减质”的目标。
(三)分层作业基础设计
“一科一辅”的分层作业基础设计，将基教目录教辅中每一个课时的题目进行层次分解和标签化处理(见图2)。
图2 基于基教目录教辅的分层作业设计
题目的层次分为：预习、基础、适中、发展四个层次。其中，预习题目不主张分层，主要是让教师能够在授课前提前了解学生基础知识的掌握情况。
题目的标签有章节单元、主要知识点、次要知识点、题目难度系数、学科关键能力、预估作答时长，等等。其中，学科关键能力是依据2014年9月颁布的《国务院关于深化考试招生制度改革的实施意见》具体方向，结合具体学科的具体课程内容提取的学科中认识问题、分析问题、解决问题所必须具备的能力，即语文关键能力[3]、数学关键能力[4]、英语关键能力[5]、物理关键能力[6]、化学关键能力[7]、生物关键能力[8]、历史关键能力[9]、地理关键能力[10]等。
题目难度系数分为：容易[0.8-1.0);较易[0.6-0.8);中等[0.4-0.6);较难[0.2-0.4);难[0.0-0.2)。
题目预估作答时长：根据一个中等学生水平预估的做题时长，根据三位教师的预估时间取平均值，以分钟计算。
(四)分层作业弹性设计
在分层作业基础设计的前提下，“一科一辅”中的每一道题目会匹配三道拓展题目和多个微课讲解。三道题目按照固化、扩展、提升的次序加以设计，第一道题目是原题的变形题目，主要考查学生是否基本上掌握原题的考查目的，设计针对基本知识点理解有困难的学生;第二道题目主要考查原题覆盖的知识点和解题思路，设计针对需要进行原题解题思路扩展的学生;第三道题目强化了原题考查的学科关键能力，设计针对知识点理解、学科关键能力有进一步提升需求的学生。
(五)分层作业内容搭建
江西省“一科一辅”涉及400多本基教目录教辅，超过8万多道题目。为了能够有效地保障分层作业体系的搭建，江西省教育厅设计了分层作业征集系统，采用众筹共享方式，面向全省中小学教师征集完成原题的层次分解、标签化处理，以及题目微课讲解和三道弹性设计题目。为确保设计质量，每一道原题由两位教师独立完成工作，再由审核专家进行二轮审核。
五、分层作业的实施
(一)冷启动
为了减轻教师对学生进行分层的工作量，在开学初期，教师不需要对学生进行分层，只需要正常布置作业即可。从2019年开始，智慧作业系统已在江西省实现了全覆盖，在不改变学生和教师作答和批改的前提下，采用教师智能笔批改，或采智机拍照上传的方式进行数据采集。江西智慧作业系统会自动进行题目的切割，在教师批改对错并识别后进行作业数据汇总和学生评价。
(二)学生评价
在完成学生作业数据采集后，智慧作业系统会对学生进行评价。根据作业中题目的对错、题目难度，利用三参数项目反应理论(IRT)得出统一衡量学生学科学习目标的评价标准值，其值范围为[-3,3]之间。其三参数IRT模型为：
其中，θ是评价标准值;∂n为题目的难度参数，即题目难度系数;an为题目区分度参数;Xn为题目猜测参数，参数Xn是单靠猜就猜对的概率。需要注意的是，根据定义，Xn的值不会随着能力水平的变化而变化。因此，能力最低的考生和能力最高的考生猜对题目的概率是一样的。根据题目的题型，系统进行了自动设定，选择题猜测系数为0.30，填空题为0.10，主观题为0.05。
(三)学生分层
在得到学生评价标准值之后，系统可以对学生进行智能分层推荐(见图3)。根据三层分层设计：A(发展)、B(适中)、C(基础)。其推荐分层评价标准值取值范围为：
A(发展)：(1.5,3]
B(适中)：(0,1.5]
C(基础)：[-3,0]
图3 系统实现协商性分层作业的布置
为使教师能够直观地了解评价标准值和分层的意义，系统对评价值进行了形象的描述：如果学生学科学习目标评价值为2.1，在作答均为较易题目的情况下，正确率应达到95%，作答均为难度一般的题目，正确率要达到87%，作答题目均为较难的题目，正确率要达到72%。
在系统进行智能分层后，教师可以对相关学生进行调整，以对应班级学习当中的实际情况。
(四)分层精准作业
在实践过程中，教师通常会采用以下流程来实现“作业薄一点、减负不减质”的理念：①根据一章或一个单元，按照“一教一辅”中已经标注好的“预习”题目布置预习练习。预习练习不进行分层，目的是在教师授课前能够快速地进行学生掌握情况的定量分析。这些题目一般以选择题或填空题为主。②在课中，教师可以按照预习或作业情况，进行有针对性的授课、讲解与练习。③每一个课时后，教师在系统内布置“一科一辅”中的分层作业。④每一个章节或单元课时结束后，教师还可以在系统内根据章或单元的学生实际掌握情况，进行弹性分层作业的布置。教师可以根据班级的具体情况，进行错题重做或根据分层进行针对性训练。
(五)微课讲解
为了让家长和学生足不出户就对作业中的疑难点题目进行个性化学习和知识点再巩固，减轻家庭校外培训辅导的经济负担，学生只需回家打开互动机顶盒，输入学生本人身份证号码登录，就可直接免费使用智慧作业系统，家长和学生可以在电视上查看学生本人的错题情况，观看错题微课，并进行错题再练。
错题微课讲解受到了学生和家长的广泛欢迎，真正做到了练习册上不会做的每道题目，都有教师通过电视机来进行免费的一对一辅导。江西省贫困家庭和外出务工人员较多，微课讲解帮扶有效地促进了教育精准扶贫，让贫困家庭的儿童能共享教育资源，实现教育公平[11]。
六、作业管理
基于江西智慧作业平台的作业管理已全面实现了数字化监管。教育决策驾驶舱和各类统计分析工具为江西省各层级教育主管单位提供了作业时长、作业难度、教学进度、教辅使用等相关数据。其中，中小学校作业超时情况低于2.3%，作业平均难度系数为0.65，教学进度一般偏差率在8.2%以内。在此类作业管理数据的基础之上，作业管理平台还为各层级教育决策者提供了各区域、各学校、各学科学生应知应会掌握程度、共性化薄弱知识点等教学指导依据。同时，作业管理平台还提供了具体各类基教目录教辅使用情况(见表1)，为教育决策者和出版行业提供了可量化的发行指导。
表1 小学数学2022年春季六年级基教目录使用情况七、分层精准作业效果
江西省贵溪市天禄中心学校分层精准智慧作业的试点持续了一年，以四一和四二两个班的语文作业为对照。根据调研结果可知，相较于传统作业，智慧作业在减负提质方面具有明显优势。教师及时根据学生学业情况调整教学方向和内容，因材施教、精准教学、减负增效，作出了积极有益的探索[12]。
2021年秋季，江西省11个地市的100所初中学段学校进行了多种分层精准作业设计模式的尝试。表2为6个学校语文、数学、英语、物理四科作业正确率的对比(2020年与2021年秋季学期)。从对比数据可以看出，在应用了精准分层作业之后，大部分学校和学科的正确率都有了正增长，尤其是英语学科正确率提升尤为明显。
表2 6个学校语文、数学、英语、物理四科作业正确率的对比(2020年与2021年秋季学期)赣州市黄金实验小学的李章科、徐莉华老师应用智慧作业进行课前预习，通过整合分析数据，精准确定教学目标;利用数据分析，课中精准突破教学重难点;分层作业设计让优等生“吃得好”、中等生“吃得饱”、学困生“吃得了”，减轻了学生的学习负担，提高了作业的实效[13]。
赣州市凤岗中心小学的曾伟老师运用个性化错题本和名师讲解的错题微课，有效帮助学生摆脱题海战术的负面影响。学生无需再进行大量机械化的练习，只需要针对自己在错题中反复出现的问题展开举一反三的训练即可[14]。
八、总结与展望
《教育部2022年工作要点》第28条中明确提出，要实施教育数字化战略行动,积极发展“互联网+教育”，改进课堂教学模式和学生评价方式。江西省智慧作业中的分层精准作业在应用人工智能、大数据技术为学生减轻课业负担、助力“双减”方面进行了初步尝试，取得较好的效果。未来，江西智慧作业将主攻学生作业的自动批改领域，目前江西省所有学生使用的文字练习册都已经配套印刷了智能点阵码，学生使用点阵智能笔直接在纸质练习册上写作业，作业完成后，学生在纸质作业本上书写的作业笔迹会自动上传到智慧作业系统后台，后台利用人工智能、大数据等技术，自动将学生的作答笔迹进行数字化识别，生成标准印刷体格式，再与后台的标准答案进行匹配对比，按答题步骤来判断学生作业对错。目前在小学数字学科批改正确率已超过90%。下一步将通过大规模的学生使用，并经人工纠错的方式训练完善系统，争取在两年内做到义务教育阶级作业的完全自动批改，在帮助教师更加精准、及时地获得作业学情的前提下，将广大教师从批改作业这种重复、低效的劳动中解放出来，将更多的精力用于教学研究，提升课堂及作业效果。
参考文献：
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Exploration of How to Enhance the Efficiency of Homework Management and Tiered Homework Based on Jiangxi Smart-Homework System
Xu TANG1, Yan FU2
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