אוטומציה של הערכת תלמידים התרכזה עד כה באלגוריתמים המנתחים הגשות של פתרונות מתמטיים. אלא שסביבות למידה אינטראקטיביות במתמטיקה מציעות גם הזדמנויות לטיעונים ולהוכחות. במהלך המחקר בחנו כיצד רכיבי ההערכה הקיימים, שנחשבים ליעילים בהערכת ידע התלמיד, ניתנים לעיצוב מחדש כרכיבי הערכה ממוחשבים. הערכה ממוחשבת מאפשרת מתן משוב מיידי ומותאם אישית לתלמידים. עם זאת, הפיתוחים הקיימים היום מוגבלים לסוגי משימות המבקשות תשובות באופנים הניתנים להערכה בקלות – בדרך כלל מדובר בבחירת תשובה נכונה או תשובה מספרית קצרה. על מנת לעודד למידה מתוך התנסות חיפשנו דרך להעריך משימות שפתרונן מתאפיין בהתנסות ממוחשבת עם תהליכים מורכבים של המשגה בייצוגים וגישות מתמטיות שונות: העלאת השערות או תהליכי הנמקה והכללה. כיום מערכות ההערכה האוטומטיות הנפוצות אינן מספקות משוב עשיר ומפורט למורים ותלמידים מעבר לדיווח על נכונות התשובה המוגשת או פסילתה. פיתחנו משימות עשירות בנושא פונקציות וחשבון דיפרנציאלי, שמעודדות התנסות מתמטית בסביבה אינטראקטיבית ושניתן להעריך את פתרונותיהן באופן מיידי ואוטומטי. המחקר איפשר לפתח עקרונות לתבניות עיצוב כלליות באמצעותן ניתן יהיה לפתח משימות שיאספו ראיות משמעותיות על תשובות תלמידים תוך מתן משוב מיידי ומפורט המועבר הן לתלמיד והן למורה והמתייחס למאפיינים המתמטיים והקוגניטיביים של התשובה. שנתיים של מחקר ופיתוח הובילו לשני סוגים עיקריים של תבניות עיצוב הניתנות ליישום גם בתחומי ידע שונים. שיערנו כי משימות הדורשות בניית דוגמאות לצורך הוכחה או סתירה של משפט מתמטי, כמו גם דוגמאות שמקיימות תכונות מסוימות, עשויות לספק מידע חשוב בנוגע לידע של תלמידים. לצורך בדיקת השערה זו ערכנו שני ניסויים: הראשון עם 86 תלמידי תיכון שהתנסו במבחר מאוזן של משימות והשני עם תשעה תלמידים שתועדו יחד עם המסך של המחשב שלהם לאורך כל פעילותם. מהלך הניסוי דימה ככל האפשר מצבים שגרתיים של הערכת למידה וידע בקרב תלמידי תיכון. ניתחנו כאלפיים הגשות. המשימות שפיתחנו נתמכו במערכת המרא"ה (STEP – Seeing the Entire Picture). עקרונות העיצוב של ההערכה האוטומטית שנבחנו ונוסחו מהווים בסיס למחקר המשך בנוגע למתן משוב מיידי ואוטומטי שעשוי להעניק למורים הבנה מעמיקה בנוגע לידע של תלמידיהם, ולתלמידים – ניתוח של המתמטיקה שעשו, שיאפשר הסתכלות רחבה על דרכים וגישות לפתרון.