人工智能在智能批改中的應用分析

杜孟航

摘 要 人工智能在教育領域的應用促進了教育的信息化與智能化變革，出現(xiàn)了如智能批改、拍照搜題等許多智能產(chǎn)品。文章以智能批改為例，介紹了其原理與應用優(yōu)勢，通過3個典型產(chǎn)品闡述其發(fā)展現(xiàn)狀，分析了當前其面臨的技術及使用方面的挑戰(zhàn)，展望了其未來發(fā)展。

關鍵詞 人工智能；作業(yè)批改；應用分析

中圖分類號 RP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2019）229-0133-02

人工智能（Artificial？Intelligence）簡稱（AI）是一門涉及認知科學，數(shù)學、計算機科學、神經(jīng)生理學等學科的一門交叉學科。人工智能就其本質(zhì)而言，是對人的思維的信息過程的模擬，目的是讓計算機能夠具有智能，像人類一樣完成任務，如對話、駕駛汽車等。隨著大數(shù)據(jù)、云計算等技術的發(fā)展，近年來人工智能在交通、醫(yī)療、物流、教育等領域的應用越來越多。

人工智能在教育領域的發(fā)展與應用即為教育人工智能，本質(zhì)上是人工智能對教育工作的輔助和替代，將教師和學生從低效重復的工作中解放出來，進而提升教學與學習效率[ 1 ]。教育人工智能利用圖像識別、自然語言處理等技術，可以實現(xiàn)機器批改試卷、識題答題等，借助語音識別技術可以糾正、改進英語口語發(fā)音[2]。本文將重點介紹人工智能在作業(yè)批改中的應用現(xiàn)狀，分析其存在的問題及未來展望。

1 智能批改概述

智能批改是指利用人工智能技術實現(xiàn)的學生作業(yè)的自動批改的技術或是應用，即實現(xiàn)對題目的對錯進行自動判讀、自動評分的過程[3]。智能批改的流程為：從教師首先在線上布置作業(yè)，學生完成作業(yè)后上傳到系統(tǒng)中，之后系統(tǒng)利用人工智能技術進行自動批改、生成學習報告和錯題集，然后對教師、家長和學生進行反饋，還能根據(jù)學生的作業(yè)完成情況推薦針對性的題目。學生在完作用任務后，可以通過拍照或者在線上完成。

相比傳統(tǒng)的教師批改，智能批改能夠更直觀地將學生的短板反饋給學生、教師和家長，對教師而言智能批改減輕了教師批改作用的壓力，教師只要閱讀分析報告就能了解學生對知識的掌握情況，并制定后續(xù)的學習計劃；對于家長而言，分析報告的反饋能讓家長更全面地掌握學生的學習狀況，在對學生的學習進行監(jiān)督時能夠有的放矢；對于學生而言，即使是不在學校，作業(yè)完成后也能夠迅速得到反饋，此外，這種新穎的學習方式在一定程度上還提高了其學習的積極性。

2 典型應用

2.1 RealSkill

RealSkill是由新東方和科大訊飛共同發(fā)布的口語和寫作智能批改產(chǎn)品，該產(chǎn)品能夠實現(xiàn)包括托福、雅思等出國留學考試的智能寫作批改和口語評測。在寫作批改方面，該系統(tǒng)以10萬篇托福雅思新東方學員的文章作為數(shù)據(jù)基礎，并由業(yè)內(nèi)專家團隊按照托福和雅思考試對應的評分細則進行語料標注。測試結果表明，RealSkill的智能評分與考官評分一致率可以超過95%，而智能批改的準確率可以達到90%以上。同時，通過開發(fā)針對托福雅思的手機拍照識別技術，目前手寫文字的識別率已經(jīng)達到95%。學員只需對自己的文章拍照，便可以完成文字的上傳和識別，并獲得即時反饋。在口語識別方面，語音識別功能可以最大程度還原考生的口語內(nèi)容，從而保證評分與批改的準確性。

教師進行作文批改賦分具有很多的主觀因素，而RealSkill可以按照統(tǒng)一預先設定的標準進行作文評判，增加了作文評判的公正性和依據(jù)性，但是與專業(yè)的教師評價相比，還存在明顯的差距。由于現(xiàn)階段RealSkill所依賴的自然語言處理技術對文章內(nèi)容的理解還比較初級，不能像教師一樣能夠體會文章的意境、情感等深層次的信息，RealSkill對文章的評分更多的是采用相似性比較的方法，即判斷文章與數(shù)據(jù)庫中已評分的文章的相似性，從而確定文章的分數(shù)，未來還有很大的進步空間。

2.2 愛作業(yè)

現(xiàn)階段，家長在繁忙的工作之外，同時還要指導、監(jiān)督孩子的學習，例如對作業(yè)完成質(zhì)量和情況進行批閱。對家長而言，作業(yè)批改需要消耗大量的時間，已經(jīng)成為一種負擔，如果將作業(yè)批改完全的任務交給老師，無疑會增加老師的工作量，特別是現(xiàn)階段國內(nèi)普遍是班級教學，一個老師要復雜幾十個學生的教學任務，作業(yè)批改的工作量可想而知。為此，許多公司面向中小學生研發(fā)了許多智能批改產(chǎn)品，愛作業(yè)就是其中之一。

愛作業(yè)是較早發(fā)布的小學人工智能教輔產(chǎn)品，愛作業(yè)運用OCR（光學字符識別）技術進行文字識別，家長和老師只需要拍照或者從相冊中選擇口算照片上傳，應用將在1秒內(nèi)給出檢查結果[4]。對有錯誤的題目進行高亮標注，并對檢查結果呈現(xiàn)標簽鼓勵和趣味展示。目前愛作業(yè)支持識別各種口算練習本、出版物、手寫口算題及打印口算訓練等多種材質(zhì)，同時支持識別，四則混合運算、估算、帶余數(shù)除法、分數(shù)計算、比大小、填寫最大最小等1-4年級各類數(shù)學題目，其識別準確率高達98%，同時專為小學數(shù)學老師設計批量拍攝功能。批量拍攝或選擇相冊中的照片，后臺自動識別，一次性完成。OCR對打印體文字識別準確率較高，而學生由于年齡較小，書寫習慣及不穩(wěn)定，不同學生之間差別很大，導致愛作業(yè)在手寫數(shù)字識別方面準確性不高，進一步地會導致后續(xù)作業(yè)批改的準確性較低。

2.3 IN課堂

作文批改是一件需要老師花費大量時間才能完成的工作。作文批改與理科作業(yè)的批改不同，理科作業(yè)擁有標準的答案，而作文批改需要老師“具體問題，具體分析”，沒有太過明確的評判標準；同時需要教師標注文章的錯別字病句，判斷文章是否滿足題目要求，論據(jù)是否充分，觀點是否鮮明；為了鼓勵學生寫作的積極性，需要標注出學生作文中的好詞好句[5]。中國語言研發(fā)中心發(fā)布了一款智能批改系統(tǒng)—IN課堂語文作文批改系統(tǒng)，它使用可以擴展的“知識庫”來解釋學生作文的“一般邏輯”和“含義”，突出需要改進的文體，結構和主題領域。系統(tǒng)能夠讀懂中文和英文，注意到段落是否偏離主題。在一項測試中，系統(tǒng)與人類評分者達成一致率超過90%。智能作文批改在一定程度上提高了作文評判的公正性，同時能夠讓教師節(jié)省更多時間，去針對學生自身問題進行輔導，令學生和教師能夠更充分的進行雙向交流，但是智能批改并不能像教師一樣真正的讀懂作文，并且現(xiàn)階段由技術限制，構建模型的數(shù)據(jù)量較少，只能針對特定方向或體裁，產(chǎn)品的應用范圍有限。

3 智能批改面臨的挑戰(zhàn)

雖然現(xiàn)階段智能批改在口算作業(yè)、中英語作文批改方面取得了一定的成績，但總的來說還處在發(fā)展初期，還面臨與人工批改的一致性較低、手寫識別的準確較低以及可能會帶來依賴性等問題。

目前而言，智能批改對于一些主觀題例如難度較大的語文和英語作文的批改，與人工批改的一致率相對較低，同時主觀題的批改不僅僅要說明題目的對錯，還需要分析錯誤的原因，如果要達成這樣的目的目前仍存在技術上的挑戰(zhàn)。

智能批改在識別時也存在挑戰(zhàn)，例如手寫字體的識別方面，還有待改進，特別是當學生的試卷、作業(yè)上出現(xiàn)涂改、污漬、字體不規(guī)范等情況時其識別的準確性會明顯下降，這些都是未來需要改進的方向。將批改作業(yè)的任務全部交給人工智能會使得使學生、家長產(chǎn)生依賴性。學生的作業(yè)能夠體現(xiàn)出的不僅僅是其對知識掌握的不足，還有優(yōu)點，例如答題時具有的邏輯性，書寫的工整規(guī)范等，這些在人工批改的過程中都會標注，這是一種對學生進行鼓勵的方式，而智能批改顯然不具有這種功能，另一方面，智能批改的應用也減少了家長、老師與學生的溝通時間，家長和老師只需要借助軟件或系統(tǒng)就能完成批改任務。

4 結論

智能批改能夠有效減少教師批改作業(yè)的時間從而給予教師更充裕的時間進行個性化教育，降低工作負擔，此外，智能批改具有一定的數(shù)據(jù)分析功能，能夠為教師教學提供數(shù)據(jù)參考。當技術成熟后能夠登陸手機端，可以更便利、快速地普及，從而讓優(yōu)質(zhì)教育資源相對缺乏的地區(qū)低成本地使用，緩解教育資源地區(qū)差異的狀況。

從目前的發(fā)展情況來看，智能批改在短時間內(nèi)無法自動批改過于復雜的主觀題，但在答案一定，要求明確的客觀題閱卷速度上有很大的優(yōu)勢。智能批改產(chǎn)品在使用過程中，應盡可能地避免其帶來的負面影響，例如家長過多的使用會減少與孩子的溝通，而老師過多使用會很難發(fā)現(xiàn)學生作業(yè)中的閃光點，不能對學生進行及時的鼓勵等。未來，隨著相關技術的發(fā)展，家長、老師將從繁重的作業(yè)批改中解放出來，家長與教師只需要對智能批改的結果進行審核，能夠有效減少家長、老師的工作量，他們將會有更多時間與孩子（學生）進行溝通。

參考文獻

[1]姜皓文.人工智能技術在教育領域中的應用[J].電子技術與軟件工程，2018（5）：255.

[2]牟曉青，于志濤.基于BBS語料的批改網(wǎng)應用研究[J].山東理工大學學報（社會科學版），2018，34（3）：92-97.

[3]許多青.作業(yè)批改和講評在反饋教學中的作用[J].物理教學，2016，38（8）：20-21，53.

[4]盤俊春.批改口算作業(yè)的好助手：愛作業(yè)[J].中國信息技術教育，2018（8）：51-52.

[5]董洪丹，田精耘，陳茂娟，等.大數(shù)據(jù)背景下的英語作文智能批改應用與實踐研究——《大數(shù)據(jù)背景下的極課教育創(chuàng)新研究》子課題研究成果簡述[J].教育科學論壇，2017（23）：44-47.