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《中国小学生数学作业大数据分析报告》发布,“错题本”帮助孩子科学减负

原创梦梦梦梦2019-09-05 16:374910


决胜网获悉,本月2日,大拿科技发布2019年度《中国小学生数学作业大数据分析报告》(下文称:报告),报告在人工智能累计批改超过300亿道题的基础上,用大数据分析了人工智能对孩子学习“科学减负”的帮助,以及大数据记录“教师负担”“家长负担”在一些城市有所缓解的趋势等等。


大拿科技开发的“爱作业”手机软件,被誉为“小学生家长必备神器”,其利用人工智能技术,免费帮助小学一至六年级学生家长和老师批改数学题。用户可通过APP拍摄作业本,1秒后,人工智能即可检测出错误答案,准确率为99%。


自2017年9月2日正式上线到今天,“爱作业”已经2岁了。现在用户已超过1600万人,覆盖176多个国家,日活用户超过110万。后台单天接受的作业图,最高超过800万张。“爱作业”每天为老师家长节约批改时间130万小时。目前人工智能已累计批改超过300亿道题目。


去年的9月2日,大拿科技曾针对“数据角度中国小学生数学作业整体情况以及教师负担、父母参与度等”问题发布过一次数据报告。对比去年,今年这份报告发布的亮点在于:人工智能对孩子学习“科学减负”的帮助可能性。


“错题本”帮助孩子科学减负



2019年,“爱作业”利用人工智能技术,首创新功能——“错题本”功能。即家长或者老师在批改小学生的数学作业后,可以建立专属于学生个人的“错题库”,据此对孩子进行有针对性的个性化教育。此外,按照学校为单位,“爱作业”还首创且目前独有的“高频错题”功能,助力孩子科学减负。新学期来临之际,“爱作业”针对高频错题在8月29日上线了“在线短视频讲解”功能,一个讲解短视频约3分钟,帮助孩子快速理解。经过一段时间的使用后,“错题本”功能得到老师们的一致好评。


上海师范大学教育学院党委副书记兼初教系主任王健表示,爱作业app平台及其研发团队在作业批改系统研发与应用上的不断迭代,让我们越来越触摸到AI对教育形态和生态产生的巨大变革推动。一个线上线下混合学习的教育形态正在初现端倪。其充分发挥线上与线下学习的不同优势,重新整合学生的学习时空,进一步地释放出教师的潜能。


他认为,从深层次上来看,错题本真正的减负功能是实现了学习薄弱环节的 “精准”靶向。“错题”的数量和出现频率直接影响到学生的数学成绩。需要认真分析数学错题的错误原因,学生才会从中吸取到教训和经验,为数学成绩的提高打下基础。人工制作的“错题本”能否真正发挥作用,取决于对这些错误的精准归类和分析。“爱作业”的“错题本”不仅收集错题方便,还具备学习过程性的大数据分析功能。


对学生个体来说,提取个人的错题数据,可以进行反思和针对性的练习,达到精准巩固的效果,实现减负的效果。


对教师来说,传统的批改作业反馈模式下,因为没有可视化的数据,教师只能凭经验感知作业反馈,不大容易找到改进的症结和方向,只能大面积撒网,以求尽可能把需要补救的问题涵盖其中,实际上增加了师生双方的负担。爱作业APP通过数据的挖掘分析,有效地为教师提供教学反馈,开展针对性的巩固教学、纠错教学和补偿教学。使得教师的教学行为更加有的放矢,避免了过去的重复机械训练。


《小学生数学报》副主编殷英认为,对于学习过程中发生的错误,我们要正确对待,不要焦虑。之所以会发生错误,是因为各种各样的原因导致,首先要做的是将错误进行分类,比如是粗心,还是某个知识点未能掌握等。通过科技手段将一学期的错误进行汇总,发现其中的规律,进而对学习情况进行诊断,避免同样的错误再发生,从而提高学习的效率。只有通过精准的学情分析,才能制定适合自己的个性化学习方案。


她表示,如果可以通过科技将所有人的错误数据进行汇总,那么产生的大数据就是爱作业中的“高频错题”,高频错题对于数学教学的研究具有十分重要的价值。同时,对于如何面对错误,如何挖掘错误的价值的问题,全国著名数学特级教师华应龙老师提出的“化错教育”给了我们很大的启发,他认为可以将错误转化成学习资源、教育资源。如今利用人工智能技术开辟“错题本”功能,这就是“科技+教育”的体现。


“老师辛苦知多少”


大拿科技创始人&董事长罗欢表示,十分希望人工智能成为老师的好帮手,虽然目前爱作业的用户中教师占比仅为4%,但是在整理报告过程中,感触最深的还是:老师们,你们辛苦了。


调查数据显示,人工批改数学作业,每位老师平均每天要花1.5小时至3小时;如果用“爱作业”作为帮手,每位老师每天批改作业时间可缩短至 10分钟;如果使用爱作业中的“班级圈”功能,5分钟就可以完成。


王健表示,从爱作业提供的28个热点城市的教师用户使用app批改作业的数据可以看到,教师批改作业的日均页数整体呈下降趋势。这是一个可喜的数据。虽然数据不是政府或者高校的专业性的教育调查,但是爱作业数据的民间性、活跃性更具有真实说服力,这从侧面佐证了当前基础教育治理的可喜变化。


一种可能性的原因是减负政策的效应显现。十八大以来,党中央国务院在提升基础教育质量上持续发力,各种强有力的政策文本陆续出台,对学校教育教学、对校外教育机构都进行了正本清源式的治理,江浙沪等教育行政部门都针对性地强化了教师的作业设计力,对作业布置量进行了规约。


另一种可能性是持续使用爱作业这样的APP助学系统,技术的精准反馈助推了减负。


尽管爱作业数据显示主要热点城市的教师的作业批改量普遍下降,但是他们每天还是要批改数十页作业。并且爱作业数据还发现,每天的23:00至次日2:00,仍有1%的教师在改作业。我们国家的基础教育质量在国际PISA测试中名列前茅,上海多年名列第一,博得世界称赞。英国政府出资4700万英镑推进中英小学的数学交流,派教师来中国学习,请上海派教师去英国示范教学,可以说中国的教育已经在向发达国家输出中国经验,展示中国智慧。这些都要感谢我们中国千千万万爱岗敬业、任劳任怨的优秀教师群体。也正是因为这样,我们才更要推进技术手段应用,把教师从批作业这样繁重的体力劳动中解放出来,让他们有更多的精力能够立德树人,开展个别化的教育。


殷英表示,老师每天的工作有备课、批改作业、教科研、和家长打交通(尤其是班主任),除此之外,还要完成各级各类的督导验收检查,参与临时交办的非教学类任务,完成各类网上学习,参与各级各类会议培训等,这些都要花费教师大量的时间。拿批改作业来说,我曾经做过调查,一个教小学中年级两个班共90人的数学老师,一天批改作业至少需要3小时,这3个小时是连续的实实在在的3小时。 在2018年颁布的《中共中央国务院关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见》中有这样的表述:“完善相关政策,防止形式主义的考核检查干扰正常教学。”我想这个文件的目的就是要让教师回归正常的教育教学生活,减少老师不必要的“辛苦”。


家长日均批改页数有明显减少,暑假批改正确率下降10%


大拿科技创始人&CEO表示陈明权表示,目前,家长是爱作业的主力用户,据统计,2019年,家长每天利用“爱作业”批改作业约1.89页,少于去年同期的每位家长平均每天批改2页作业;2019年每位家长平均每天批改数学作业题约127道,也少于去年的每位家长每天批改165道。


同时,2019年3月至4月(计为日常),与7月至8月(计为暑假)的两组数学作业准确率数据比对发现:使用人数和批改作业量,暑假均比日常下降一半;而正确率,暑假比日常降低了约10%。


王健表示,如果说教师批改作业量的下降说明了政府在学校教育减负上初显成效。那么过去很多年的怪圈一直是,学校减负的后果,就是家庭在不断增负,焦虑的家长们舍不得学校教育留白下来的大段空白时间,通过各种机构辅导或者家庭作业来强化训练。也因为如此,学校减负政策饱受社会诟病,认为不如学校把这里的时间用足,毕竟学校教育专业、安全、高效。但是这次的爱作业2019数据,给我们的惊喜是家长批改作业的页数也在明显减少。生均作业量在2019年度为1.89468页。很多城市的生均作业的页数都出现了下降。除了前面提到的国家教育政策的导引和技术平台的精准助学因素外,我想家长们的观念可能也在不断迭代,也在从野蛮式的机械练习走向针对性的科学训练。家长们也懂得了爱孩子的正确打开方式,那就是从苦学走向巧学。


殷英表示,2018年教育部、国家卫健委等八部门联合印发的《综合防控儿童青少年近视实施方案》中提出“小学一二年级不布置书面家庭作业,三至六年级书面家庭作业完成时间不得超过60分钟,初中不得超过90分钟,高中阶段也要合理安排作业时间等具体措施”,而爱作业公布的数据表明家长批改页数有明显减少,我猜想这两者之间是否有关联?这还需要进一步的调查,同时还需要调研的是减少作业量对学生的学业水平是否有影响,如何在减少书面家庭作业的情况下,还能保持甚至提高学业水平,这才是“科技”应当发挥的作用,通过人工智能助力,实现学习的科学减负。


现在每个孩子都存在个体差异,什么样的练习、多少量的练习才是适合自己的,这都需要教育工作者进行研究。通过科技的手段对每个个体进行检测,如果达标,就不要重复进行口算训练,进而节约孩子大量的时间。同时,还需要把计算能力进行分级,通过人工智能对个体进行计算能力的评测。总之,适合自己的教育(练习)才是好的。


家庭教育中,“妈妈”仍旧是批改作业主力军


大拿科技创始人&董事长罗欢表示,通过数据发现,与2018年相比,2019年的家长用户中,妈妈依旧是批改作业的主力军,占比逾70%。2018年,在家长用户中,妈妈占比62.46%。但是,在这基础上,上海爸爸参与批改数学作业比例有明显增加。


王健表示,同去年一样,我们就妈妈们是批改作业主力军的现象进行过讨论,呼吁在孩子成长过程中父亲要更多地参与和“在场”。


根据爱作业2019的数据来看,“妈妈”依旧是批改作业主力军,这也是当下中国家庭中家长参与孩子成长教育的真实写照。美国斯坦福大学的社会学家研究发现,在面对不确定因素时,女性往往比男性更容易感到焦虑;耶鲁大学心理学系教授Susan Nolen-Hoeksema曾在研究后认为,这背后的原因是女性更强的家庭责任感——她们往往更倾向于为别人的幸福负责,尤其是自己的孩子与丈夫,“这种‘责任感’对女性来说更像是一种进退两难的窘境,因为总有些事情是她们心有余而力不足的。”


从合理的视角来说,在世界范围内,在教育的任务分配上,敦促孩子的功课通常被视为“母职”(motherhood)的重要组成部分,而科学研究也表明,父亲的角色的确更适合陪伴孩子玩一些具有探索性甚至危险性的游戏。 从数据上看,我们一方面要心疼一下妈妈们,另一方面也要再次呼吁一下爸爸们,更要提醒妈妈们莫要太焦虑。缺席的爸爸,加焦虑的妈妈,等于100%情绪失控的孩子。


殷英表示,根据爱作业的统计数据发现,“妈妈”依旧是批发作业的主力军,这并不奇怪,这或许和我们的传统观念有关,但这种现象肯定会逐步改变,“2019年上海爸爸参与批改数学作业明显增加”这点可以进行佐证。但不管怎么说,孩子的教育离不开父母,尤其是爸爸的参与。因为父亲在孩子的身体发育、智力发展、人格塑造、性别角色等方面都起着重要作用。


“人工智能+教育”已成为教育创新发展的新动力


对于未来“人工智能+教育”发展的趋势,王健表示,联合国教科文组织近日正式发布了《北京共识——人工智能与教育》。人工智能平台和基于数据的学习分析等关键技术构建可支持人人皆学、处处能学、时时可学的综合型终身学习体系,现在已经成熟运用的有自动批改作业、拍照搜题的在线答疑等技术,还有在初步运用的教学反馈和评测系统。



未来主要应用,我个人以为是通过“学习行为的画像技术,实现按需所学。” 未来利用人工智能“即时互动”“精准推送”“大数据诊断”“提供创新工具”等优势,学生可以对学习行为进行“精准画像”,通过学习行为的数据化、可视化,可以很好地对学习策略进行科学的、针对性的调整,引导学生通过对自身认知特点和学习风格的思考选择,帮助他们找到最适合自己的学习策略,立足学习的自我调控有效促进学习效率提升。


譬如学生在查询自己的课程修习成绩的时候,不仅仅看到简单的分数,还能详细的“诊断报告单”。通过这份报告,学生不但可以了解到自己学科板块知识点和能力点的掌握情况,还能看到对自己的优势、劣势的学科分析。通过这些数据可以为每个学生进行学习行为的“画像”,从而找到提升成绩的方法。再往下发展,未来人工智能+教育的时代不只是与老师交互,同时也可以与知识交互,每一个知识点都可以立体展现。想象一下电脑知道每个学生个体学习的进程和特点,再给学生一些刺激和激励,更聪明地提示学生,这样开发了学生的大脑,知识也按需所得。


殷英表示,去年7月,国务院印发《新一代人工智能发展规划》,这让我们对于未来的教育有了很大的想象空间。她认为,人工智能在某些方面可以超越人类,但在情感方面永远代替不了人,要辩证地看待人工智能。 师者,所以传道授业解惑也。作为一名教师,不只是简单的教书匠,还要教授学生为人处事的道理与主动学习的可贵品质。“授业”和“解惑”,传授基础知识与基本技能,解决学生学习知识过程中的的困惑,这两点未来或许可以通过人工智能去解决,但是“传道”就未必能做到。对于学生来说,教师要在情感、态度、价值观上对学生进行激励、鼓舞,培养学生的独立人格,帮助他们形成正确的三观。

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