北京師范大學(xué)出版集團(tuán) 畢海濱

北京教育學(xué)院 于曉雅

中央民族大學(xué) 弋佳琪

人工智能作為新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的新興技術(shù)，正在對(duì)教育行業(yè)和技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響。從開(kāi)發(fā)教育產(chǎn)品的企業(yè)工程師，到基礎(chǔ)教育管理和決策者、教育工作者，再到學(xué)習(xí)者和家長(zhǎng)，教育領(lǐng)域不同角色的參與者都深切感受到了人工智能技術(shù)為教與學(xué)帶來(lái)的變化。隨著一大批人工智能教育產(chǎn)品進(jìn)入基礎(chǔ)教育系統(tǒng)，試圖從各方面多層次對(duì)傳統(tǒng)教研、授課、學(xué)習(xí)和評(píng)價(jià)及管理等領(lǐng)域產(chǎn)生深刻影響，這給基礎(chǔ)教育實(shí)踐領(lǐng)域帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)，同時(shí)也促進(jìn)了教育的變革與創(chuàng)新。人工智能賦能基礎(chǔ)教育，既包括人工智能課程的研制和學(xué)習(xí)實(shí)施，以及人工智能人才的培養(yǎng)，也包括了人工智能賦能教育教學(xué)的改革實(shí)踐。隨著新一代信息技術(shù)的迅速發(fā)展和對(duì)社會(huì)各領(lǐng)域的快速融合滲透，泛智能化的時(shí)代正在加速到來(lái)，人工智能正在以前所未有的廣度和深度促使傳統(tǒng)的教育理念、教育形態(tài)、教育場(chǎng)景產(chǎn)生顛覆性的變化，推動(dòng)教育教學(xué)從信息化向智能化、智慧化縱深發(fā)展。

一、人工智能賦能基礎(chǔ)教育的內(nèi)涵

關(guān)于人工智能賦能基礎(chǔ)教育，主要包括三方面的內(nèi)涵：一是培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和合作精神的人工智能人才，包括人工智能技術(shù)學(xué)習(xí)和人工智能素養(yǎng)培育。

培養(yǎng)人工智能人才成為世界各國(guó)綜合國(guó)力提升的戰(zhàn)略部署，我國(guó)政府不斷加強(qiáng)政策驅(qū)動(dòng)、課程標(biāo)準(zhǔn)、賽事推動(dòng)以及專項(xiàng)途徑等落實(shí)人工智能人才。2017年國(guó)務(wù)院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》提出，要在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程，逐步推廣編程教育，鼓勵(lì)企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)搭建開(kāi)源平臺(tái)，支持青少年人工智能競(jìng)賽項(xiàng)目等。《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中正式將人工智能納入高中新課標(biāo)。教育部2018年印發(fā)《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》從小初高本一體化角度再次提出要在中小學(xué)階段引入人工智能普及教育，構(gòu)建人工智能專業(yè)教育。2022年發(fā)布的義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)中，人工智能作為信息科技課程的六大主線之一，是信息科技教育的重要組成部分。此外，人工智能技術(shù)應(yīng)用也是教育部青少年大賽白名單的重要內(nèi)容。

人工智能素養(yǎng)是未來(lái)公民最重要的素養(yǎng)之一。雖然我們把人工智能定義為人類(lèi)器官的一種延伸，又或者說(shuō)是人類(lèi)智慧的一種自我實(shí)現(xiàn)的方式，但是我們要意識(shí)到，今天人類(lèi)和人工智能這兩種主體的關(guān)系已經(jīng)打破了過(guò)往人類(lèi)和技術(shù)簡(jiǎn)單的二元關(guān)系。在人工智能時(shí)代，學(xué)生除了要具備良好的信息意識(shí)、計(jì)算思維、社會(huì)責(zé)任之外，還要掌握人機(jī)協(xié)同的合作、認(rèn)知學(xué)習(xí)能力、人機(jī)協(xié)同的設(shè)計(jì)思維，問(wèn)題解決能力以及創(chuàng)造創(chuàng)新能力等，這些對(duì)基礎(chǔ)教育階段人工智能教育課程開(kāi)發(fā)和跨學(xué)科融合的教學(xué)研究與實(shí)踐提出了強(qiáng)烈的時(shí)代需求和巨大挑戰(zhàn)。

二是通過(guò)人工智能在教育教學(xué)和教育管理中的賦能和應(yīng)用，促進(jìn)人工智能和基礎(chǔ)教育深度融合，以推動(dòng)基礎(chǔ)教育變革創(chuàng)新。

2017年國(guó)務(wù)院發(fā)布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中提出，“利用智能技術(shù)加快推動(dòng)人才培養(yǎng)模式、教學(xué)方法改革，構(gòu)建包含智能學(xué)習(xí)、交互式學(xué)習(xí)的新型教育體系”。2021年中央網(wǎng)絡(luò)安全和信息化委員會(huì)《“十四五”國(guó)家信息化規(guī)劃》提出，“要推進(jìn)信息技術(shù)、智能技術(shù)與教育教學(xué)融合的教育教學(xué)變革。以人工智能為代表的新一代信息技術(shù)成為‘十四五’期間教育高質(zhì)量?jī)?nèi)涵式發(fā)展，建設(shè)科教興國(guó)、人才強(qiáng)國(guó)、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)型國(guó)家的重要保障和核心動(dòng)力?！苯陙?lái)，人工智能技術(shù)在疫情導(dǎo)致迅猛發(fā)展的線上線下混合式學(xué)習(xí)中也發(fā)揮了顯著的促進(jìn)作用，北京師范大學(xué)受聯(lián)合國(guó)教科文組織國(guó)際教育局委托于2022年7月發(fā)布的《混合式教育、學(xué)習(xí)和評(píng)價(jià)指導(dǎo)框架》中專門(mén)詳細(xì)闡述了可用于支持混合式教育的主要人工智能應(yīng)用。2022年開(kāi)始進(jìn)入大眾視野的元宇宙概念，也把應(yīng)用領(lǐng)域瞄向基礎(chǔ)教育，預(yù)測(cè)對(duì)模擬仿真真實(shí)情境的學(xué)生自主探索、學(xué)生解決問(wèn)題的創(chuàng)造力和創(chuàng)新能力，提供了前所未有的沉浸環(huán)境和引擎。

人工智能賦能基礎(chǔ)教育，離不開(kāi)基于人工智能技術(shù)的教育產(chǎn)品研發(fā)和市場(chǎng)投入，主要包括人工智能教育課程研發(fā)和實(shí)施；促進(jìn)自適應(yīng)學(xué)習(xí)環(huán)境以及其他靈活、包容、個(gè)性化、富有吸引力且行之有效的AIED工具的開(kāi)發(fā)（Luckin et al.，2016）；在教育學(xué)、心理學(xué)和社會(huì)學(xué)（Self，1998）中，使用精確的計(jì)算和明確的形式來(lái)表達(dá)模糊的知識(shí)，使得人工智能成為理解學(xué)習(xí)的發(fā)生和過(guò)程的必要工具。這些工具深刻影響和促進(jìn)教與學(xué)的思想、方式、途徑和工具方面的變革和創(chuàng)新。

三是隨著人工智能技術(shù)及其支持的教育產(chǎn)品進(jìn)入基礎(chǔ)教育領(lǐng)域，人工智能可能會(huì)推動(dòng)人類(lèi)的認(rèn)知與學(xué)習(xí)方式的革命。

伴隨著越來(lái)越多的人工智能教育產(chǎn)品進(jìn)入基礎(chǔ)教育領(lǐng)域的學(xué)校和家庭，中小學(xué)課堂以及學(xué)生的學(xué)習(xí)方式正在一步步發(fā)生變化。學(xué)生從過(guò)往的數(shù)字化學(xué)習(xí)走向一種人機(jī)復(fù)合體的認(rèn)知學(xué)習(xí)，教師也從單一的教學(xué)主體走向人機(jī)協(xié)同的教學(xué)，學(xué)校隨之可能將發(fā)生系統(tǒng)性的、深層次的變革。數(shù)據(jù)科學(xué)驅(qū)動(dòng)的教育治理和決策更加精準(zhǔn)，教育內(nèi)容和手段的變革和創(chuàng)新必將會(huì)改善整個(gè)教育生態(tài)。在人工智能技術(shù)建構(gòu)的課堂環(huán)境中，學(xué)生的認(rèn)知能力是建構(gòu)在人與這些技術(shù)充分、深度的融合基礎(chǔ)之上，整個(gè)知識(shí)加工的過(guò)程和品質(zhì)跟傳統(tǒng)的教學(xué)有很大不同，這也要求了教師應(yīng)具備人機(jī)復(fù)合體的知識(shí)生產(chǎn)、傳播和創(chuàng)新的能力。2022年3月教育部發(fā)布《新時(shí)代基礎(chǔ)教育強(qiáng)師計(jì)劃》明確提到，要實(shí)施人工智能促進(jìn)教師隊(duì)伍建設(shè)包括優(yōu)化教師管理、教師教育改革、教育教學(xué)方法創(chuàng)新、教育精準(zhǔn)輔助等。

二、人工智能賦能基礎(chǔ)教育的層次

人工智能賦能基礎(chǔ)教育，主要包括以下三個(gè)層次。

一是通用的人工智能技術(shù)在教育行業(yè)的簡(jiǎn)單應(yīng)用，快速解決某些學(xué)習(xí)痛點(diǎn)問(wèn)題，如由圖像、語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)衍生出拍照搜題、聽(tīng)說(shuō)訓(xùn)練測(cè)評(píng)等產(chǎn)品服務(wù)，抓住了學(xué)生痛點(diǎn)而快速得到推廣，類(lèi)似成熟的人工智能技術(shù)遷移到教育領(lǐng)域帶來(lái)快速應(yīng)用。這類(lèi)手段運(yùn)用了人工智能的前沿技術(shù)，但其運(yùn)用場(chǎng)景僅止于學(xué)習(xí)過(guò)程中的輔助性環(huán)節(jié)，并沒(méi)有直接導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量與成效的改善。在教育產(chǎn)品體系化標(biāo)準(zhǔn)化、提高教學(xué)質(zhì)量、豐富學(xué)科內(nèi)容、培養(yǎng)科學(xué)興趣等方面幫助不大，對(duì)發(fā)展學(xué)生綜合素質(zhì)與素養(yǎng)不起作用。

二是借助人工智能技術(shù)提高教育整體效能，人工智能與大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等相結(jié)合，衍生出一系列智慧教學(xué)產(chǎn)品，如智能備課系統(tǒng)、教研平臺(tái)、智能批改作業(yè)等智能產(chǎn)品的研發(fā)，大大減少學(xué)生尋找學(xué)習(xí)資源、教師備課批改作業(yè)、管理者統(tǒng)計(jì)分析的時(shí)間，幫助教師快速獲取豐富專業(yè)資源，為教師提供便捷資源獲取和管理能力，實(shí)現(xiàn)減負(fù)增效，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)，打造高效的學(xué)習(xí)課堂。

三是借助人工智能創(chuàng)新教學(xué)理念與學(xué)習(xí)方法，力圖創(chuàng)造新的教育價(jià)值，比如，情緒識(shí)別、自適應(yīng)學(xué)習(xí)類(lèi)產(chǎn)品在一定程度上運(yùn)用到教育行業(yè)中，有助于學(xué)生系統(tǒng)規(guī)劃自適應(yīng)學(xué)習(xí)路徑，找到適合自己個(gè)性化需求的學(xué)習(xí)活動(dòng)和資源，促進(jìn)學(xué)生更加有效的學(xué)習(xí)。人工智能應(yīng)用于中小學(xué)課堂中不僅為傳統(tǒng)教學(xué)提供了全新的教學(xué)模式，以更加行之有效的方式提高教學(xué)效率，也為未來(lái)基礎(chǔ)教育提供了變革方向，著力實(shí)現(xiàn)教育公平。

三、人工智能賦能基礎(chǔ)教育的意義

近年來(lái)，人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域中的運(yùn)用越來(lái)越成熟，伴隨而來(lái)的人工智能教育產(chǎn)品也不斷涌現(xiàn)，如學(xué)情分析、教學(xué)設(shè)計(jì)、作業(yè)評(píng)閱、課業(yè)輔導(dǎo)、考試統(tǒng)計(jì)、學(xué)業(yè)評(píng)測(cè)、職業(yè)生涯規(guī)劃等，人工智能賦能基礎(chǔ)教育正多點(diǎn)綻放。它不僅能輔助教師實(shí)施教學(xué)管理，如幫助教師對(duì)學(xué)生學(xué)情進(jìn)行深度分析，輔助教師根據(jù)學(xué)生差異制定個(gè)性化培養(yǎng)方案，減輕教師對(duì)學(xué)生出勤的監(jiān)管壓力等；也能取代教師的某些功能，如作業(yè)的批改分析、學(xué)習(xí)資源的推送、考試試卷的設(shè)計(jì)批閱等。信息化建設(shè)逐漸深化，逐步促進(jìn)著數(shù)據(jù)、技術(shù)等各方面的累積與革新，人工智能技術(shù)對(duì)教育賦能效果也會(huì)愈加顯著。因此，從教育的本質(zhì)目標(biāo)出發(fā)，人工智能賦能基礎(chǔ)教育有以下意義。

一是人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用提升了教育的質(zhì)量和效率。教師可以通過(guò)多層面來(lái)源的數(shù)據(jù)采集、深度分析、可視化呈現(xiàn)等技術(shù)，迅速、精準(zhǔn)了解每一位學(xué)習(xí)者“畫(huà)像”，動(dòng)態(tài)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃，有針對(duì)性地生成滿足學(xué)習(xí)者個(gè)性化學(xué)習(xí)進(jìn)度的推送課程，從而實(shí)現(xiàn)因材施教。通過(guò)人工智能技術(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)分析和方案制定，并對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)管干預(yù)，可以讓學(xué)習(xí)者更清晰地了解存在的問(wèn)題及解決途徑，使學(xué)習(xí)者快速高效地完成學(xué)習(xí)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)有效的個(gè)性化學(xué)習(xí)。

二是利用人工智能技術(shù)推動(dòng)實(shí)現(xiàn)教育公平。借助人工智能技術(shù)，轉(zhuǎn)變教育內(nèi)容提供模式，利用精準(zhǔn)推送減少教育信息泛化的影響，使不發(fā)達(dá)地區(qū)的學(xué)習(xí)者依然能便利地享受發(fā)達(dá)地區(qū)教育資源，促進(jìn)區(qū)域間教育水平漸趨均衡。此外，小規(guī)模學(xué)習(xí)組織下學(xué)習(xí)者接受知識(shí)和接受能力差異較大，而人工智能賦能教育可以幫助教師實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)，將教育資源進(jìn)行合理分配，進(jìn)而推動(dòng)公平教育。

三是人工智能賦能基礎(chǔ)教育有利于培養(yǎng)具有人工智能應(yīng)用能力的高端技術(shù)人才和具有終身學(xué)習(xí)意識(shí)的創(chuàng)新型人才。在人工智能時(shí)代，隨著社會(huì)需求的變化，人類(lèi)的生產(chǎn)生活方式和學(xué)習(xí)方式也發(fā)生了變化。人工智能賦能教育，可以讓教育順應(yīng)時(shí)代需求，讓教育由“經(jīng)驗(yàn)”走向“科學(xué)”，提高教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)因材施教。同時(shí)人工智能賦能教育，可以讓學(xué)生沉浸在技術(shù)的環(huán)境中，讓學(xué)生對(duì)技術(shù)心存敬畏并學(xué)會(huì)藝術(shù)性地運(yùn)用技術(shù)，使學(xué)生能適應(yīng)智能社會(huì)的變化與挑戰(zhàn)，成為符合時(shí)代需要的人才。

人工智能賦能基礎(chǔ)教育，既包括人工智能課程的研制和教學(xué)實(shí)施、人工智能人才的培養(yǎng)，也包括了人工智能賦能教育教學(xué)的改革實(shí)踐。人工智能可以成為賦能教育的巨大能量，創(chuàng)造出新的可能性，新的學(xué)習(xí)方式，也給出了廣闊的產(chǎn)品生產(chǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。作為人工智能時(shí)代的教育從業(yè)者，我們必須主動(dòng)擁抱智能時(shí)代，為打造更加公平、更有質(zhì)量、更加美好的教育而努力。

四、對(duì)人工智能賦能基礎(chǔ)教育的未來(lái)展望

人工智能在教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用研究，將帶動(dòng)著社會(huì)對(duì)傳統(tǒng)教育行業(yè)的變革，打破教育平衡實(shí)現(xiàn)教育資源的公平公正，推動(dòng)教育思維的變化，從應(yīng)試教育方式到個(gè)性化教學(xué)的轉(zhuǎn)變，人工智能賦能教育的模式最終會(huì)達(dá)到普及化、個(gè)性化的發(fā)展。而目前人工智能在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域階段的應(yīng)用與發(fā)展仍存在很多不足之處，例如，人工智能技術(shù)不成熟、教師對(duì)智能產(chǎn)品使用程度不熟練、研究人工智能的專業(yè)人才短缺等。在人工智能已逐漸進(jìn)入教育領(lǐng)域的同時(shí)，也給傳統(tǒng)教育形式帶來(lái)了極大的變化，傳統(tǒng)課堂上教師單向傳授知識(shí)的方式無(wú)法提高學(xué)生的積極性，學(xué)生不能有效地思考問(wèn)題，不僅降低了教學(xué)效率，而且不利于培養(yǎng)學(xué)生的思維。而人工智能與教育的結(jié)合給教師和學(xué)生提供更加個(gè)性化、更具有動(dòng)力、更加多樣性的教學(xué)模式及智慧教學(xué)環(huán)境。因此本文基于當(dāng)前的發(fā)展現(xiàn)狀，從學(xué)校、教師、學(xué)生三個(gè)角度出發(fā)，對(duì)人工智能賦能基礎(chǔ)教育提出相應(yīng)的建議，以便為人工智能基礎(chǔ)教育的發(fā)展提供改進(jìn)的方向。

從學(xué)校層面來(lái)講，人工智能課程的開(kāi)設(shè)和智能硬件設(shè)施的配備是人工智能進(jìn)入基礎(chǔ)教育領(lǐng)域尤為重要的兩個(gè)切入點(diǎn)。人工智能校本課程的開(kāi)發(fā)需要學(xué)校教師和管理者共同制定，教學(xué)內(nèi)容要注重不同學(xué)科之間的融合，從實(shí)際場(chǎng)景出發(fā)尋找教學(xué)素材，將課程內(nèi)容按照學(xué)習(xí)技術(shù)、實(shí)踐操作、創(chuàng)新應(yīng)用三個(gè)步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)容的分層化，幫助學(xué)生最大限度地獲得人工智能知識(shí)。另外學(xué)校應(yīng)該加強(qiáng)課程內(nèi)容相應(yīng)的軟硬件設(shè)施配備，完善配套設(shè)施建設(shè)，以便教師能更好地進(jìn)行教學(xué)。

從教師層面來(lái)講，由于人工智能技術(shù)本身是跨學(xué)科的、前沿的，其課程內(nèi)容融合多學(xué)科知識(shí)體系，因此教師需要具備人工智能技術(shù)所需的專業(yè)知識(shí)和能力。例如，學(xué)?？梢越?jīng)常組織教師參加人工智能教育的教師培訓(xùn)，提高教師對(duì)人工智能課程和相關(guān)政策的了解，鼓勵(lì)各學(xué)科教師相互學(xué)習(xí)，合作分工。同時(shí)教師還應(yīng)樹(shù)立終身學(xué)習(xí)的理念，積極參與課程的編寫(xiě)和研究，根據(jù)學(xué)科信息素養(yǎng)的要求，不斷完善人工智能課程標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)專業(yè)知識(shí)和技能的培養(yǎng)，促進(jìn)教師專業(yè)化發(fā)展。

從學(xué)生層面來(lái)講，學(xué)生首先應(yīng)該具有人工智能的意識(shí)，通過(guò)學(xué)習(xí)人工智能課程來(lái)提高自身的信息素養(yǎng)和思維模式。其次學(xué)生要在學(xué)習(xí)過(guò)程中積極思考，運(yùn)用計(jì)算思維的模式去發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的能力。人工智能的知識(shí)對(duì)中小學(xué)階段的學(xué)生而言具有一定的難度，不僅僅需要了解技術(shù)的原理，更重要的是掌握技術(shù)是怎樣應(yīng)用到實(shí)際案例中的。因此學(xué)生可以采用分組協(xié)作的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，多安排一些綜合實(shí)踐活動(dòng)，使他們可以更好地融入課堂教學(xué)當(dāng)中。