鐘祖榮 高山艷 邸磊

摘要對(duì)北京市7個(gè)區(qū)74位中小學(xué)校長(zhǎng)進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)：校長(zhǎng)對(duì)人工智能的原理、應(yīng)用領(lǐng)域等的了解多停留在一般水平；校長(zhǎng)們最希望人工智能應(yīng)用在了解學(xué)生、改進(jìn)課堂教學(xué)、匯總大數(shù)據(jù)、進(jìn)行安全管理等領(lǐng)域中；學(xué)校開(kāi)展人工智能教育和智能教育應(yīng)用，存在課程資源、師資、經(jīng)費(fèi)、硬件條件等多方面的困難障礙，需要多方支持予以解決。中小學(xué)推進(jìn)人工智能教育和智能教育應(yīng)用，需進(jìn)一步健全政策體系，加強(qiáng)人工智能實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和軟件推介，促進(jìn)多方合作共贏。

關(guān)鍵詞 人工智能；人工智能教育；智能教育應(yīng)用；管理信息化；信息化領(lǐng)導(dǎo)力

中圖分類(lèi)號(hào)G63

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B

文章編號(hào)1002-2384（2020）06-0044-04

推動(dòng)人工智能教育和智能教育應(yīng)用是新時(shí)代校長(zhǎng)的新任務(wù)。所謂人工智能教育，是指學(xué)校開(kāi)設(shè)人工智能課程、開(kāi)展人工智能相關(guān)活動(dòng)，讓學(xué)生了解和體驗(yàn)人工智能及其應(yīng)用。簡(jiǎn)單說(shuō)，它是學(xué)生要學(xué)習(xí)的一門(mén)課程，要參加的一些相關(guān)活動(dòng)。所謂智能教育應(yīng)用，是把人工智能技術(shù)運(yùn)用于學(xué)科教學(xué)和學(xué)校管理之中，使學(xué)校教育和管理智能化，是人工智能理念和技術(shù)在教育中的應(yīng)用。簡(jiǎn)單說(shuō)，它是教師和校長(zhǎng)要運(yùn)用的一種新技術(shù)。這是兩個(gè)相關(guān)但不同的任務(wù)。推動(dòng)人工智能教育和智能教育應(yīng)用，需要校長(zhǎng)了解掌握人工智能技術(shù)、人工智能教育和智能教育應(yīng)用三方面的知識(shí)和技能，需要提升校長(zhǎng)的信息化領(lǐng)導(dǎo)力。為了解中小學(xué)校長(zhǎng)學(xué)習(xí)和掌握人工智能和智能教育應(yīng)用的情況，以及目前北京市中小學(xué)實(shí)施人工智能教育以及智能教育應(yīng)用的現(xiàn)狀、困難及需求，2019年10～11月，“中小學(xué)人工智能教育與智能教育應(yīng)用對(duì)策研究”課題組針對(duì)相關(guān)問(wèn)題開(kāi)展了問(wèn)卷調(diào)查。

一、研究設(shè)計(jì)

中小學(xué)校長(zhǎng)在建設(shè)數(shù)字化智能化校園、提升學(xué)校管理信息化水平、推動(dòng)人工智能在學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用、培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)等方面擔(dān)負(fù)著至關(guān)重要的引領(lǐng)作用。本研究選取北京市7個(gè)區(qū)（包括4個(gè)城區(qū)、3個(gè)郊區(qū)）的中小學(xué)校長(zhǎng)作為調(diào)查對(duì)象，采用方便取樣方法，兼顧學(xué)段、區(qū)域和學(xué)校辦學(xué)水平，共發(fā)放77份問(wèn)卷，收回77份，回收率100%；有效問(wèn)卷74份，有效問(wèn)卷率96.1%。

本研究采用的調(diào)查工具為自編問(wèn)卷《中小學(xué)開(kāi)展人工智能教育與智能教育應(yīng)用的調(diào)查問(wèn)卷（校長(zhǎng)卷）》，共計(jì)30道題，主要包括校長(zhǎng)和學(xué)校的基本信息、校長(zhǎng)對(duì)人工智能相關(guān)知識(shí)的了解情況、校長(zhǎng)的學(xué)習(xí)需求、學(xué)校開(kāi)展人工智能教育的情況、學(xué)校開(kāi)展人工智能教育與智能教育應(yīng)用的需求與困難等5個(gè)維度。

課題組將全部回收的有效數(shù)據(jù)使用 SPSS22.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，通過(guò)描述統(tǒng)計(jì)、獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)、方差分析等方法對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和檢驗(yàn)。

二、研究結(jié)果與分析

1. 校長(zhǎng)人工智能及教育應(yīng)用基本素養(yǎng)分析

（1）對(duì)人工智能政策文件的學(xué)習(xí)：多數(shù)校長(zhǎng)比較重視和了解

為推動(dòng)人工智能的發(fā)展及其在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，國(guó)務(wù)院、教育部及北京市分別出臺(tái)了系列規(guī)劃和政策，包括《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》《北京促進(jìn)人工智能與教育融合發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》等。對(duì)上述文件，有51.4%的校長(zhǎng)開(kāi)展過(guò)相關(guān)文件的專(zhuān)題學(xué)習(xí)。有17.6%的校長(zhǎng)一個(gè)都沒(méi)閱讀；有29.7%、31.1%、17.6%的校長(zhǎng)，分別讀了1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)文件；讀了4個(gè)文件的只有3人，占4.1%。校長(zhǎng)閱讀最多的是《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》，63.5%的校長(zhǎng)讀過(guò)該文件；其次有51.4%的校長(zhǎng)讀過(guò)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》。

（2）對(duì)人工智能技術(shù)應(yīng)用的認(rèn)知：主要停留在日常生活領(lǐng)域

關(guān)于校長(zhǎng)對(duì)人工智能的了解程度，問(wèn)卷顯示，86.5%的校長(zhǎng)知道人工智能應(yīng)用的案例及新聞報(bào)道， 36.5%的校長(zhǎng)只知道一般概念，僅有21.0%的校長(zhǎng)知道人工智能的大概原理。對(duì)于人工智能提供的功能，多數(shù)校長(zhǎng)了解的都是與日常生活密切相關(guān)的應(yīng)用，如提供路況（79.7%）、推薦服務(wù)（70.3%）、個(gè)性化服務(wù)（75.7%）、網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物（58.1%）等。大多數(shù)校長(zhǎng)都知道關(guān)于人工智能的應(yīng)用情景，包括語(yǔ)音識(shí)別或語(yǔ)言翻譯（90.5%）、圖像識(shí)別（89.2%）、指紋識(shí)別（90.5%）、智能家居（82.4%）、無(wú)人駕駛或無(wú)人機(jī)（77.0%）、機(jī)器人（82.4%）、跟電腦下棋（74.3%）等。

總體來(lái)看，校長(zhǎng)對(duì)人工智能有初步了解，多數(shù)校長(zhǎng)知道一些生活中人工智能應(yīng)用的案例，對(duì)人工智能的應(yīng)用情景有一定了解，但是對(duì)其具體功能的理解多停留在日常生活領(lǐng)域，對(duì)原理和實(shí)現(xiàn)方式等的理解還不夠深入。

（3）對(duì)人工智能教育應(yīng)用的認(rèn)識(shí)：肯定其價(jià)值，但了解較少

關(guān)于人工智能是否有助于學(xué)校管理，39.2%的校長(zhǎng)認(rèn)為會(huì)很有幫助，59.5%的校長(zhǎng)認(rèn)為會(huì)有一些幫助，總體來(lái)看，被調(diào)查校長(zhǎng)對(duì)人工智能的價(jià)值是肯定的。但是校長(zhǎng)對(duì)人工智能技術(shù)在教育上的具體應(yīng)用了解較少，相對(duì)了解較多的是智能翻譯（62.2%）、智能搜索（56.8%）和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)（52.7%），對(duì)智能批改（37.8%）、AI好教師系統(tǒng)（28.4%）了解很少。此外，對(duì)智能教學(xué)系統(tǒng)（ITS）了解很少，81.0%的校長(zhǎng)表示不清楚不了解。

（4）校長(zhǎng)對(duì)人工智能學(xué)習(xí)的需求：系統(tǒng)學(xué)習(xí)的愿望強(qiáng)烈

校長(zhǎng)對(duì)人工智能及教育應(yīng)用的學(xué)習(xí)需求是強(qiáng)烈的。他們希望更多地了解與教育活動(dòng)關(guān)系較密切的方面，如語(yǔ)音識(shí)別或語(yǔ)言翻譯（79.7%）、圖像識(shí)別（75.7%）、機(jī)器人（74.3%）等；校長(zhǎng)們也愿意花較多時(shí)間去學(xué)習(xí)，如有近一半校長(zhǎng)希望花半年時(shí)間學(xué)習(xí)掌握相關(guān)知識(shí)及應(yīng)用，還有39.0%的校長(zhǎng)希望花1～2年時(shí)間來(lái)學(xué)習(xí)；他們最希望通過(guò)考察交流（78.4%）、培訓(xùn)進(jìn)修（77.0%）兩種方式來(lái)提高，此外還包括通過(guò)會(huì)議（44.6%）、期刊報(bào)紙（37.8%）或圖書(shū)（35.1%）等方式。

由此可見(jiàn)，大多數(shù)校長(zhǎng)認(rèn)為人工智能對(duì)學(xué)校管理有幫助，也有強(qiáng)烈的系統(tǒng)學(xué)習(xí)的愿望，他們由于基礎(chǔ)薄弱所以學(xué)習(xí)的需求更加強(qiáng)烈。

2. 校長(zhǎng)對(duì)人工智能對(duì)學(xué)校管理作用的認(rèn)識(shí)及差異分析

本研究將校長(zhǎng)在人工智能對(duì)學(xué)校管理的幫助程度一題的得分分別賦分為3、2、1，對(duì)不同性別、年齡、專(zhuān)業(yè)背景等類(lèi)型校長(zhǎng)在此題上的差異做了分析，結(jié)果顯示差異均不顯著。

（1）女校長(zhǎng)得分略高，性別差異不顯著

統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，男校長(zhǎng)認(rèn)為人工智能對(duì)學(xué)校管理的幫助程度平均分為2.375，女校長(zhǎng)的平均分為2.381，女校長(zhǎng)略高于男校長(zhǎng)，但二者之間的差異并不顯著。這與男女教師對(duì)人工智能認(rèn)識(shí)的價(jià)值差異正好相反，也與我們常規(guī)所預(yù)設(shè)的男性對(duì)技術(shù)更加敏感的思維定式不符。

（2）31～40歲校長(zhǎng)得分略高，不同年齡階段差異不顯著

方差分析顯示，31～40歲、41～50歲、50歲以上校長(zhǎng)，認(rèn)為人工智能對(duì)學(xué)校管理的幫助程度平均分分別為2.6667、2.3103、2.3333，31～40歲校長(zhǎng)的認(rèn)識(shí)略高于其他兩個(gè)校長(zhǎng)群體，但差異并不顯著。50歲以上校長(zhǎng)的得分略高于41～50歲校長(zhǎng)。

（3）文科背景校長(zhǎng)得分最高，各學(xué)科背景差異不顯著

不同學(xué)科背景校長(zhǎng)中，文科背景校長(zhǎng)認(rèn)為人工智能對(duì)學(xué)校管理的幫助程度平均分最高，為2.4333，接下來(lái)依次是理工科（2.3824）、藝術(shù)學(xué)科（2.2500）和其他學(xué)科背景（2.1667）。各個(gè)學(xué)科背景校長(zhǎng)之間差異不顯著。

（4）示范性學(xué)校校長(zhǎng)得分略高，與其他類(lèi)型學(xué)校校長(zhǎng)差異不顯著

數(shù)據(jù)顯示，示范性學(xué)校和非示范性學(xué)校校長(zhǎng)認(rèn)為人工智能對(duì)學(xué)校管理的幫助程度的平均分分別為2.4286、2.3333，前者略高于后者，但二者之間并未呈現(xiàn)顯著差異。

3. 學(xué)校開(kāi)展人工智能教育和智能教育應(yīng)用的現(xiàn)狀、困難及需求

（1）學(xué)校開(kāi)展人工智能教育的現(xiàn)狀：處于起步或待起步階段

本研究主要從智慧校園規(guī)劃、教師培訓(xùn)及人工智能課程開(kāi)設(shè)狀況等三個(gè)方面，對(duì)學(xué)校開(kāi)展人工智能教育的狀況進(jìn)行調(diào)查。其中，智慧校園規(guī)劃是開(kāi)展人工智能教育的環(huán)境，目前有67.0%的學(xué)校有規(guī)劃。有51.4%的學(xué)校組織教師對(duì)人工智能教育相關(guān)文件進(jìn)行過(guò)專(zhuān)題學(xué)習(xí)和研討，有41.9%的學(xué)校在教師中開(kāi)展過(guò)人工智能的講座和普及活動(dòng)。只有37.8%的學(xué)校開(kāi)設(shè)了人工智能課程，這些學(xué)校中70.3%的學(xué)生表示非常喜歡這門(mén)課程；在暫未開(kāi)設(shè)人工智能課程的學(xué)校中，有54.2%的學(xué)校有課程開(kāi)設(shè)計(jì)劃。

由此可見(jiàn)，目前開(kāi)展人工智能教育或活動(dòng)的學(xué)校還是少數(shù)，半數(shù)以上學(xué)校還沒(méi)有在教師中開(kāi)展培訓(xùn)普及，人工智能教育應(yīng)用則更少，因此，總體上說(shuō)，學(xué)校在人工智能教育和智能教育應(yīng)用方面還處于起步或?qū)⒁鸩降碾A段。

（2）障礙及需求：需系統(tǒng)推進(jìn)、多方支持

對(duì)于人工智能在學(xué)校工作中的應(yīng)用領(lǐng)域，校長(zhǎng)們主要希望用于了解學(xué)生情況（93.0%）和輔助課堂教學(xué)（79.7%），其他依次為個(gè)別化輔導(dǎo)（74.3%）、學(xué)校管理（74.3%）、學(xué)生評(píng)價(jià)（67.6%）和備課支持（66.2%）等。在具體的學(xué)校管理方面，校長(zhǎng)希望人工智能應(yīng)用的領(lǐng)域，依次為通過(guò)大數(shù)據(jù)掌握情況（86.5%）、安全管理（79.7%）、物聯(lián)和智能控制（51.4%），而在智能化決策方面的選擇較少（47.3%），這可能被認(rèn)為是校長(zhǎng)發(fā)揮作用的領(lǐng)域。

調(diào)查顯示，學(xué)校開(kāi)展人工智能教育和智能教育應(yīng)用，目前主要面臨以下障礙：缺少技術(shù)支持（77.0%）、經(jīng)費(fèi)問(wèn)題（62.2%）、物理與信息化環(huán)境與條件（58.1%）、學(xué)習(xí)和熟悉技術(shù)的時(shí)間（58.1%）、不了解可用的人工智能教學(xué)系統(tǒng)（軟件平臺(tái)等）（36.5%）等。

關(guān)于學(xué)校開(kāi)展人工智能教育希望得到的支持，調(diào)查中排在前兩位的是課程開(kāi)發(fā)和教學(xué)指導(dǎo)（91.9%）、實(shí)驗(yàn)室和教學(xué)平臺(tái)等的建設(shè)（79.7%），接下來(lái)分別是提供應(yīng)用的案例課例（67.6%）、基礎(chǔ)理論與方法的培訓(xùn)指導(dǎo)（66.2%）、提供軟件與操作方法（62.2%）。針對(duì)目前面臨的人工智能教育師資缺乏問(wèn)題，校長(zhǎng)們主要希望通過(guò)招聘專(zhuān)業(yè)教師（79.7%）、本校教師進(jìn)修培訓(xùn)（67.6%）、從社會(huì)或企業(yè)引進(jìn)兼職教師（56.8%）等方式來(lái)解決。

由此可見(jiàn)，一方面，校長(zhǎng)們認(rèn)為人工智能在學(xué)校教育和管理中有較為廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，這些信息為人工智能應(yīng)用提供了重點(diǎn)方向。另一方面，學(xué)校開(kāi)展人工智能教育和智能教育應(yīng)用存在課程資源、師資、經(jīng)費(fèi)、硬件條件等多方面的困難障礙，需要多方面支持，推動(dòng)人工智能教育和智能教育應(yīng)用仍需系統(tǒng)設(shè)計(jì)和推進(jìn)。

三、對(duì)策建議

1. 教育行政部門(mén)需出臺(tái)具體的規(guī)劃和政策

由于中小學(xué)推進(jìn)人工智能教育和智能教育應(yīng)用目前尚處于思考、起步階段，因此教育行政部門(mén)需要出臺(tái)更加具體的規(guī)劃和政策，引導(dǎo)學(xué)校更加自覺(jué)主動(dòng)地跟進(jìn)。文件應(yīng)包括以下兩方面內(nèi)容：一是在學(xué)生中開(kāi)展人工智能教育的行動(dòng)計(jì)劃，這又涵蓋課程、課時(shí)、教材、師資、評(píng)價(jià)、考核、競(jìng)賽等問(wèn)題；二是人工智能在教育教學(xué)和管理中的應(yīng)用計(jì)劃，這涉及智能教育應(yīng)用的目標(biāo)、人工智能的成熟技術(shù)、教育應(yīng)用的系統(tǒng)軟件、教育應(yīng)用的設(shè)施場(chǎng)景搭建、教育應(yīng)用的實(shí)踐策略、教師的技能培訓(xùn)、教育應(yīng)用的倫理規(guī)范等方面。

2. 依據(jù)實(shí)際規(guī)劃硬件設(shè)施建設(shè)和系統(tǒng)軟件配置

一方面，要加強(qiáng)人工智能實(shí)驗(yàn)室等設(shè)施條件建設(shè)。政府可以與技術(shù)部門(mén)合作制定建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，并提供必要的建設(shè)經(jīng)費(fèi)。學(xué)校要根據(jù)實(shí)際需要，結(jié)合智慧校園規(guī)劃，做好需求分析與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)計(jì)劃和方案，保障適合實(shí)際需要。同時(shí)要注意與教育信息化的整體設(shè)計(jì)有機(jī)銜接，發(fā)揮學(xué)校整體技術(shù)硬件環(huán)境的合力作用。

另一方面，要推介成熟的系統(tǒng)與軟件。目前校長(zhǎng)對(duì)可應(yīng)用的系統(tǒng)和軟件了解不多，如對(duì)智能教學(xué)系統(tǒng)（ITS）了解很少。所謂智能教學(xué)系統(tǒng)，是一種借助人工智能技術(shù)，讓計(jì)算機(jī)扮演教師角色，向不同需要和不同特征的學(xué)習(xí)者傳授知識(shí)、提供指導(dǎo)的適應(yīng)性學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)，是一個(gè)復(fù)雜的軟件系統(tǒng)。它至少由三部分組成：領(lǐng)域知識(shí)（專(zhuān)家模型）、學(xué)習(xí)者知識(shí)（學(xué)生模型）、教學(xué)策略知識(shí)（教師模型）。國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)了許多智能教學(xué)系統(tǒng)，如中科院張景中院士開(kāi)發(fā)的“Z+Z智能教學(xué)系統(tǒng)”，包含初中數(shù)學(xué)、初中物理、初中化學(xué)等多個(gè)軟件。再如科大訊飛提供的覆蓋教、學(xué)、考、評(píng)、管的全場(chǎng)景產(chǎn)品體系，已在許多學(xué)校運(yùn)用。目前，需要相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜壹右院Y選、介紹、宣傳，讓更多的學(xué)校了解可應(yīng)用的技術(shù)有哪些，能夠解決學(xué)校教育和管理的哪些問(wèn)題，幫助校長(zhǎng)更好地規(guī)劃和決策。相關(guān)專(zhuān)家或機(jī)構(gòu)在推介時(shí)，也需要根據(jù)學(xué)校教育的需要，按照技術(shù)的功能分類(lèi)進(jìn)行推介，如大數(shù)據(jù)技術(shù)、教學(xué)系統(tǒng)、輔導(dǎo)系統(tǒng)、批改系統(tǒng)、咨詢(xún)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、人臉識(shí)別等安全管理系統(tǒng)、排課系統(tǒng)和語(yǔ)音轉(zhuǎn)換技術(shù)等。

3. 培育標(biāo)桿學(xué)校，推廣典型案例和經(jīng)驗(yàn)

《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》提出要“推進(jìn)培育千所標(biāo)桿學(xué)?！遍_(kāi)展示范，以探索“在信息化條件下實(shí)現(xiàn)差異化教學(xué)、個(gè)性化學(xué)習(xí)、精細(xì)化管理、智能化服務(wù)的典型途徑”。各地可采取“試點(diǎn)-推廣”模式，選擇有積極性和具備一定條件的學(xué)校，先行開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，積累案例與經(jīng)驗(yàn)，然后進(jìn)行總結(jié)和推廣，以典型經(jīng)驗(yàn)帶動(dòng)行動(dòng)開(kāi)展。

4. 加強(qiáng)校長(zhǎng)和教師的培訓(xùn)與考核

目前不少校長(zhǎng)對(duì)人工智能的了解還不多、不具體，推進(jìn)人工智能教育和智能教育應(yīng)用缺乏必要的知識(shí)基礎(chǔ)，因此，要設(shè)置校長(zhǎng)人工智能培訓(xùn)項(xiàng)目，加強(qiáng)人工智能教育與智能教育應(yīng)用的普及。同時(shí)，中小學(xué)校要加強(qiáng)教師培訓(xùn)，一方面讓各學(xué)科教師具備必要的智能教育應(yīng)用的知識(shí)基礎(chǔ)，掌握人工智能教育應(yīng)用的操作方法；另一方面要準(zhǔn)備好開(kāi)設(shè)人工智能課程的專(zhuān)業(yè)師資。

5. 促進(jìn)政府、研發(fā)機(jī)構(gòu)、企業(yè)、學(xué)校之間的良性互動(dòng)與合作

在人工智能教育和智能教育應(yīng)用方面，政府、研發(fā)機(jī)構(gòu)、企業(yè)、學(xué)校等各個(gè)主體有不同的角色和優(yōu)勢(shì)。這就需要各方進(jìn)行協(xié)調(diào)溝通配合，形成一定的聯(lián)盟，通過(guò)會(huì)議、研討、展示等方式，加強(qiáng)交流合作。此外，還應(yīng)讓媒體、培訓(xùn)部門(mén)也發(fā)揮獨(dú)特的作用。

（編輯 謝 凡）

注釋?zhuān)?/p>

① 本文系北京市教育委員會(huì)社科計(jì)劃一般課題“中小學(xué)人工智能教育與智能教育應(yīng)用對(duì)策研究”（項(xiàng)目編號(hào)：SM201850061002）的研究成果。