方 旭，開文慧

(南通大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院，江蘇 南通 226019)

2019年中共中央國務(wù)院發(fā)布的《數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展戰(zhàn)略綱要》指出加快推進(jìn)數(shù)字鄉(xiāng)村建設(shè)，充分發(fā)揮信息化對鄉(xiāng)村振興的驅(qū)動引領(lǐng)作用，整體帶動和提升農(nóng)村現(xiàn)代化發(fā)展。數(shù)字化轉(zhuǎn)型是鄉(xiāng)村教育現(xiàn)代化的必然要求。[1]人工智能對鄉(xiāng)村教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型具有重要推動作用。[2]鄉(xiāng)村教育振興是實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村教育現(xiàn)代化的必然要求。2022年2月8日，教育部發(fā)布《教育部2022年工作要點(diǎn)》，其中第十六條明確指出統(tǒng)籌推進(jìn)鄉(xiāng)村教育振興和教育振興鄉(xiāng)村工作，持續(xù)鞏固拓展教育脫貧攻堅成果，把鄉(xiāng)村教育融入鄉(xiāng)村建設(shè)行動。2022年8月科技部發(fā)布的《關(guān)于支持建設(shè)新一代人工智能示范應(yīng)用場景的通知》將支持建設(shè)包括智慧農(nóng)場、智能教育在內(nèi)的10個人工智能示范應(yīng)用場景。目前，人工智能教育應(yīng)用不斷深化。各國紛紛將人工智能納入國家發(fā)展規(guī)劃，深入推動人工智能在教育中的應(yīng)用。人工智能因其支持個性化教育等特點(diǎn)在促進(jìn)鄉(xiāng)村教育振興方面具有重要價值與適用性，可以為鄉(xiāng)村教育振興的發(fā)展提供幫助與支持，開展人工智能支持鄉(xiāng)村教育振興研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。近年來，世界各國紛紛出臺了促進(jìn)鄉(xiāng)村教育發(fā)展的相關(guān)政策，推動人工智能技術(shù)在鄉(xiāng)村教育領(lǐng)域的應(yīng)用。通過對國外關(guān)于人工智能在鄉(xiāng)村教育應(yīng)用發(fā)展的深入剖析，可以為我國人工智能支持鄉(xiāng)村教育振興發(fā)展提供有益的參考和啟示。

一、人工智能對鄉(xiāng)村教育振興的支持

鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實(shí)施以來，鄉(xiāng)村教育一直是其重要支撐。[3]教育的“技術(shù)治理”成為鄉(xiāng)村的前沿主題之一。[4]推動技術(shù)應(yīng)用支撐鄉(xiāng)村教育的跨越式發(fā)展，[5]是人工智能時代助力鄉(xiāng)村教育振興的有效突破口，是建構(gòu)特色鄉(xiāng)村教育體系的重要策略。教育信息化有利于為農(nóng)村教育精準(zhǔn)扶貧培育創(chuàng)新人才，提供技術(shù)保障以及縮小城鄉(xiāng)教育差距。[6][7]史耀疆等通過研究得出，鄉(xiāng)村振興依靠應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)以促進(jìn)農(nóng)村學(xué)生學(xué)業(yè)水平的提高，改善行為表現(xiàn)，有效推動鄉(xiāng)村教育的發(fā)展。[8]利用人工智能技術(shù)精準(zhǔn)對癥鄉(xiāng)村教育中的問題與難題成為了可行與必行之路。

第一，人工智能等新一代信息技術(shù)可以提供平臺與服務(wù)，助力教育資源公共服務(wù)體系的完善，支持精準(zhǔn)教學(xué)與高質(zhì)量教學(xué)。首先是在教學(xué)資源方面，技術(shù)擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)公共教育資源的覆蓋面，可以有效彌合鄉(xiāng)村地區(qū)學(xué)校的資源缺口?；谥悄芗夹g(shù)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間可以將學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)整合，推進(jìn)資源進(jìn)化機(jī)制的運(yùn)行，為資源的管理與服務(wù)、個性化推薦提供保障。[9]人工智能技術(shù)優(yōu)化教育服務(wù)供給過程，賦能個性化學(xué)習(xí)。知識圖譜技術(shù)智能管理學(xué)科知識，推動學(xué)科知識庫的建立，為智能問答和自動推薦等功能提供良好的數(shù)據(jù)支持；知識圖譜解決教材數(shù)據(jù)來源單一的問題并充分覆蓋學(xué)習(xí)者需求，利用知識關(guān)聯(lián)和知識推理深度分析學(xué)習(xí)者的需求。學(xué)習(xí)分析技術(shù)精準(zhǔn)探析學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)短板與不足之處。以教育信息技術(shù)構(gòu)建本土開放化教育、開發(fā)鄉(xiāng)土課程和鄉(xiāng)土教材。[10]“三個課堂”通過“互聯(lián)網(wǎng)+”共享優(yōu)質(zhì)教育資源。完善鄉(xiāng)村教育資源公共服務(wù)體系，有助于教育資源的動態(tài)升級，減小教育資源信息差，構(gòu)建交互性與基于社區(qū)的開放教育資源，促進(jìn)教育資源最大化利用，推進(jìn)教育公平。在教育教學(xué)方面，人工智能直接作用于教育教學(xué)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)自動化的必然與可能，[11]提高教與學(xué)的效率和質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果的提升。更為自由的人機(jī)交互方式為課堂訓(xùn)練、協(xié)作學(xué)習(xí)以及探究學(xué)習(xí)提供了支撐。[12]人工智能教師擁有豐富的知識庫，學(xué)習(xí)與生活上的交流能讓學(xué)生拓展眼界、了解國際前沿信息、克服學(xué)習(xí)困難，充當(dāng)教學(xué)助理協(xié)同教師保障教育教學(xué)，[13][14][15]分擔(dān)非教學(xué)性任務(wù)。人工智能技術(shù)讓“因材施教”成為可能。智能系統(tǒng)處理學(xué)生作業(yè)，為每個學(xué)生分別推薦分層進(jìn)階式的作業(yè)庫，訓(xùn)練學(xué)生對同種題型舉一反三的思維能力?；诟鞣N技術(shù)與設(shè)備采集的多模態(tài)數(shù)據(jù)，[16]通過處理得到相對應(yīng)的分析報告，同時可以將全部分析結(jié)果存檔，建立檔案庫，為師生的自評、他評與反思提供可靠來源，幫助教師實(shí)施精準(zhǔn)教學(xué)、對癥下藥。在教學(xué)過程中，人工智能技術(shù)等支持下的教與學(xué)環(huán)境，能夠?qū)⑽锢砜臻g復(fù)制并展示在智能設(shè)備上，演示過程生動形象而且支持學(xué)生完成之前難以操作的實(shí)驗(yàn)。

第二，人工智能技術(shù)支持學(xué)、教、研一體，協(xié)同鄉(xiāng)村教師專業(yè)成長與發(fā)展。教育部等六部門印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)新時代鄉(xiāng)村教師隊伍建設(shè)的意見》要求應(yīng)發(fā)揮人工智能等新技術(shù)在培養(yǎng)鄉(xiāng)村教師隊伍的助推作用。[17]“人工智能+教育”是培養(yǎng)新時代鄉(xiāng)村教師的重要手段。[18]人工智能技術(shù)助推教師隊伍建設(shè)，有效支持教研與活動的開展，[19][20]包括研修內(nèi)容、環(huán)境和支持服務(wù)等。[21]在研修的同時，面向教師的學(xué)習(xí)與教學(xué)，提升鄉(xiāng)村教師專業(yè)素養(yǎng)。面向教師的學(xué)習(xí)，人工智能引領(lǐng)教師學(xué)習(xí)空間的變革，在“空間”里融入“技術(shù)”。[22]在教師的學(xué)習(xí)空間中，將研修內(nèi)容深層化、多元化、精細(xì)化，讓學(xué)習(xí)環(huán)境舒適化，使支持服務(wù)個性化、多方位，滿足更高的教與學(xué)需求。構(gòu)建管理、教學(xué)和評價等學(xué)習(xí)支持服務(wù)的智能學(xué)習(xí)空間，[23]有效保障鄉(xiāng)村教師教研的實(shí)施效率和效果。面向教師的教學(xué)，通過打造人工智能教師團(tuán)隊，借助人工智能協(xié)同教學(xué)、助力研修，有望解決鄉(xiāng)村教師質(zhì)量難題，減輕鄉(xiāng)村教師工作負(fù)荷。[24]通過技術(shù)賦能機(jī)制，推動教師教研質(zhì)量的規(guī)?；瘏f(xié)同發(fā)展，[25]開發(fā)滿足教師教學(xué)需求的智能教學(xué)工具，研究有效增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果的新型智能教學(xué)模式，探索智能時代鄉(xiāng)村教師專業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新路徑。人工智能技術(shù)對鄉(xiāng)村教師的支持機(jī)制，可以有效地形成一條專業(yè)性強(qiáng)、可解釋程度高、效果顯著的專業(yè)成長之路，逐步提高鄉(xiāng)村教師在智能時代的智能素養(yǎng)。

第三，人工智能輔助解決教育中的社會性問題。一方面，學(xué)習(xí)者的社會性情感互動。鄉(xiāng)村學(xué)生在情感上的缺失以及部分的家庭教育指導(dǎo)可以通過人工智能技術(shù)得到彌補(bǔ)?！爸腔蹖W(xué)伴”能滿足學(xué)習(xí)者自主感、勝任感及歸屬感等核心需求，并作為他們在家庭環(huán)境的教育指導(dǎo)者。[26]情感導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)基于學(xué)習(xí)者的情感流露提供人文關(guān)懷。[27]教育智能體的運(yùn)用能夠?qū)崿F(xiàn)社會化的人機(jī)情感交互，激發(fā)學(xué)習(xí)者積極的情緒狀態(tài)。[28]AI聊天機(jī)器人可以成為促進(jìn)社交閱讀的替代方案，[29]在真實(shí)情境的社交中，一邊創(chuàng)造良好的閱讀體驗(yàn)，一邊維持學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。以人工智能技術(shù)為支撐的系統(tǒng)或機(jī)器人通過直接與學(xué)生進(jìn)行交互，提供補(bǔ)償性的溝通與指導(dǎo)，能在一定程度上解決鄉(xiāng)村學(xué)生心理問題以及學(xué)習(xí)指導(dǎo)服務(wù)。另一方面，教育管理部門對人工智能技術(shù)的深入應(yīng)用能極大地提高治理效率。人工智能技術(shù)的融合性使用，為解決教育均衡發(fā)展的現(xiàn)實(shí)問題注入新動能，低成本、高性能地解決學(xué)生教育資源差異問題；[30]對于復(fù)雜多樣的區(qū)域性教育問題，人工智能實(shí)踐打通區(qū)域間的數(shù)據(jù)壁壘，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動科學(xué)的教育行政決策，充分保障實(shí)踐方向，實(shí)現(xiàn)利益相關(guān)者信息的高效對接。[31][32]現(xiàn)代教育治理能力的提升有助于鄉(xiāng)村教育運(yùn)行機(jī)制的穩(wěn)定實(shí)施，為高質(zhì)量發(fā)展鄉(xiāng)村教育保駕護(hù)航。人工智能技術(shù)在發(fā)揮工具效用的同時，更提供了人文功效，創(chuàng)新性地解決教育領(lǐng)域中的社會問題。

綜上，人工智能技術(shù)精準(zhǔn)面向鄉(xiāng)村教育中的困境，以其充分的優(yōu)勢推動鄉(xiāng)村教育發(fā)展的目的、內(nèi)容、方法、社會環(huán)境等的迭代升級。只有找準(zhǔn)鄉(xiāng)村教育的發(fā)力點(diǎn)，才能為鄉(xiāng)村教育走向高質(zhì)量發(fā)展提供有力的推手，充分體現(xiàn)人工智能對于鄉(xiāng)村教育發(fā)展的價值。

二、國外人工智能在鄉(xiāng)村教育中的應(yīng)用模式

世界各國教育行業(yè)的智能化升級如火如荼。目前，越來越多的人工智能教育產(chǎn)品被應(yīng)用到學(xué)校教育中。國外諸多國家，包括發(fā)達(dá)國家與發(fā)展中國家，諸如美國、印度、加納、馬來西亞和烏拉圭等國都不斷制定相關(guān)政策和法規(guī)，相繼推出了新的教育改革戰(zhàn)略，為本國的智能教育發(fā)展奠定基礎(chǔ)，并在人工智能鄉(xiāng)村教育應(yīng)用上進(jìn)行了深入的實(shí)踐。通過對上述國家人工智能應(yīng)用的深入分析，可以看出人工智能技術(shù)在國外鄉(xiāng)村教育中有以下幾個方面的應(yīng)用，主要包括人工智能助力鄉(xiāng)村教師教學(xué)、人工智能助力鄉(xiāng)村學(xué)生學(xué)習(xí)以及人工智能助力鄉(xiāng)村教育管理等。

(一)人工智能助力鄉(xiāng)村教師教學(xué)

1.虛擬老師

教育是任何國家發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。國外普遍重視人工智能作為虛擬教師的功能，將人工智能作為虛擬教師，參與教學(xué)活動與解決學(xué)生的學(xué)習(xí)問題，尤其對于優(yōu)質(zhì)教師較為缺乏的地區(qū)與國家，人工智能虛擬教師的應(yīng)用有著重要的現(xiàn)實(shí)意義與適用價值。非洲加納農(nóng)村地區(qū)人工智能虛擬教師的應(yīng)用是一個典型的案例。盡管加納政府努力確保實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教育，但教育部門仍面臨著若干挑戰(zhàn)，特別是在農(nóng)村地區(qū)。加納大多數(shù)農(nóng)村地區(qū)的教育缺乏兒童接受教育的基本設(shè)施，缺乏學(xué)校建筑及其設(shè)施，缺乏滿足學(xué)校最低標(biāo)準(zhǔn)的人力資源，家庭和學(xué)校距離遙遠(yuǎn)，缺乏書籍資源、圖書館設(shè)施、計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室等。與此同時，加納農(nóng)村地區(qū)的學(xué)校正在招聘和留住合格的教師。根據(jù)最近一項(xiàng)關(guān)于教師供求報告的全國研究，加納基礎(chǔ)學(xué)校缺少40000名受過培訓(xùn)的教師，即6-15歲兒童的前9年學(xué)校教育，包括6年小學(xué)教育和3年初中教育，其中24000名空缺由未經(jīng)培訓(xùn)的教師填補(bǔ)。該研究還表明城市地區(qū)的學(xué)?；旧隙加谐渥愕慕處煹r(nóng)村地區(qū)尤其是貧困的農(nóng)村地區(qū)，教師短缺最為嚴(yán)重。多年來，教育部及其高等教育實(shí)施機(jī)構(gòu)加納教育局一直在加納農(nóng)村地區(qū)的學(xué)校招聘沒有教學(xué)資格或一般資格的人，俗稱“實(shí)習(xí)教師”。這些教師不是專業(yè)人員，大多是未經(jīng)培訓(xùn)的教師。就國家致力于在全國范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量和公平的教育體驗(yàn)而言，有必要確保向加納農(nóng)村地區(qū)的所有學(xué)校派遣具備必要技能的合格教師。然而，由于缺乏基本的生活設(shè)施和基礎(chǔ)教學(xué)設(shè)施，很多教師經(jīng)常拒絕分配到這些地區(qū)，因此人工智能教師在解決這一挑戰(zhàn)上顯得尤其重要。根據(jù)eSchool News 發(fā)表的一項(xiàng)研究，到2021年，AI在教育和學(xué)習(xí)中的應(yīng)用將增加。47.5%[33]目前，應(yīng)用和認(rèn)知人工智能正在加納各地使用。例如，在管理任務(wù)中，允許機(jī)構(gòu)盡量減少完成困難任務(wù)所需的時間，并確保教師有更多時間與學(xué)生在一起。因此，人工智能可以用于將學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)中教師的管理義務(wù)自動化。這將減少教育工作者花費(fèi)的時間。例如，給考試評分、評估家庭作業(yè)以及為學(xué)生提供有價值的答案。在多項(xiàng)測試的情況下，人工智能技術(shù)可以用于自動評分任務(wù)，從而使教師能夠與學(xué)生共度寶貴的時間。一個獨(dú)立的機(jī)器人教師整個系統(tǒng)分為教學(xué)交互、運(yùn)動系統(tǒng)和感覺(情感)系統(tǒng)。這個項(xiàng)目使用了基本的編程語言，包括java、python 和C+。人工智能能夠?yàn)榻處煻倘眴栴}提供解決方案，并根據(jù)既定的質(zhì)量指標(biāo)衡量教師質(zhì)量，以評估機(jī)器人作為獨(dú)立教師的表現(xiàn)。加納不斷探究促進(jìn)學(xué)習(xí)者參與、動機(jī)、興趣和更高表現(xiàn)的能力，以及對促進(jìn)這些因素的評估，以幫助未來設(shè)計更有效的教學(xué)系統(tǒng)。機(jī)器人可以用來制作數(shù)字虛擬內(nèi)容，如視頻會議、視頻講座。

2.智能輔導(dǎo)系統(tǒng)的應(yīng)用

人工智能在鄉(xiāng)村教學(xué)中的一個重要應(yīng)用就是智能輔導(dǎo)系統(tǒng)。智能輔導(dǎo)系統(tǒng)可根據(jù)不同學(xué)生的不同問題給出相應(yīng)的個性化回答，解決每個孩子的個性化學(xué)習(xí)問題，同時，對于優(yōu)質(zhì)資源較為匱乏的鄉(xiāng)村地區(qū)，智能輔導(dǎo)系統(tǒng)也可以充當(dāng)教師的角色，為學(xué)生答疑解惑，這一方面提升了教育質(zhì)量，另一方面促進(jìn)了教育公平的發(fā)展。因此，智能輔導(dǎo)系統(tǒng)在國外鄉(xiāng)村教育中有著廣泛的應(yīng)用。2018年7月，英國教育部發(fā)布了《英國在線學(xué)習(xí)與人工智能教育市場報告》，該報告展示了人工智能教育在市場中的作用，其中智能輔導(dǎo)系統(tǒng)試圖復(fù)制一對一的輔導(dǎo)，提供即時量身定制的指導(dǎo)和反饋給學(xué)習(xí)者，不需要人類導(dǎo)師的干預(yù)。一些人工智能教育開發(fā)人員給出了他們的軟件評估測試結(jié)果和任務(wù)的例子，以提供語法方面的反饋，并確定學(xué)習(xí)者不太擅長的主題。[34]由人工智能技術(shù)開發(fā)的智能閱卷系統(tǒng)不僅可以批改像選擇題、是非題和填空題這樣的客觀題，而且還可以批改作文。[35]通過判斷每篇文章中的詞匯和語法，給每個學(xué)生一個客觀的分?jǐn)?shù)。這不僅有助于開發(fā)學(xué)生的潛力，還可以很好地了解學(xué)生對知識的掌握程度。目前，這種智能閱卷系統(tǒng)已經(jīng)在全國許多學(xué)校得到了常規(guī)應(yīng)用。通過對學(xué)生過程性數(shù)據(jù)的積累和分析，精準(zhǔn)定位學(xué)生的學(xué)習(xí)盲區(qū)，以便因材施教，提供個性化輔導(dǎo)。人工智能技術(shù)也為目前存在的教育資源分布不均提供了可行的解決方案。新的人工智能技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和大數(shù)據(jù)的結(jié)合，提供了豐富多樣的信息，讓偏遠(yuǎn)山區(qū)的孩子們擴(kuò)展了視野。[36]輔導(dǎo)是人工智能準(zhǔn)備發(fā)揮非凡作用的領(lǐng)域之一。這種創(chuàng)新可以用于計算機(jī)化的基本練習(xí)，如復(fù)習(xí)任務(wù)，節(jié)省教師執(zhí)行其他重要任務(wù)的時間，與學(xué)生進(jìn)行互動，計劃上課。在巴基斯坦，學(xué)者哈立德于2017年推出了一個名為Raaji的創(chuàng)新聊天機(jī)器人結(jié)合了講故事和信息和通信技術(shù)(包括人工智能)的力量，以促進(jìn)巴基斯坦在性別平等、衛(wèi)生和教育方面的聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)(SDGs)的進(jìn)展，為巴基斯坦的婦女和女孩提供關(guān)于婦女生殖健康、衛(wèi)生和安全的在線建議。[37]

3.教學(xué)管理的應(yīng)用

人工智能是一項(xiàng)新興技術(shù)，它給教育工具和機(jī)構(gòu)帶來了改變。教育是一個必須有教師在場的領(lǐng)域，這是最好的教育實(shí)踐。人工智能的出現(xiàn)改變了教師的工作，他們在教育系統(tǒng)中是不可替代的。人工智能可以使用深度學(xué)習(xí)和機(jī)器學(xué)習(xí)來監(jiān)控特定個人學(xué)習(xí)的進(jìn)度。隨著人工智能解決方案不斷發(fā)展到更高水平，它有助于識別教與學(xué)之間的差距，并提升教育的針對性。人工智能可以提高效率、個性化并簡化管理任務(wù)，讓教師有時間和自由來提供理解和適應(yīng)性教學(xué)。如Bayne開發(fā)了智能教學(xué)助手Botty，可以在教學(xué)過程中幫助教師，使課堂教學(xué)活動更加高效。[38]人工智能幾乎影響了當(dāng)前的教育系統(tǒng)很多需要改變的地方。過去的學(xué)校教育不像未來人工智能教育所呈現(xiàn)的那樣靈活。在教育系統(tǒng)中扮演最重要角色的教師是缺乏的。在一些國家，教師被賦予繁重的工作。人工智能可以根據(jù)每個人的興趣和技能評估，為他們提供單獨(dú)的課程，從而分別幫助每個人。此外，人工智能可以用來自動化學(xué)校招生委員會，以確保分類和處理文件工作。

4.促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展

國外人工智能在鄉(xiāng)村教育應(yīng)用中的一個重要方面就是人工智能支持鄉(xiāng)村教師專業(yè)發(fā)展。鄉(xiāng)村教師師資力量往往不足，與城市之間差距較大，而人工智能通過鄉(xiāng)村教師個性化專業(yè)發(fā)展對鄉(xiāng)村教師專業(yè)提供支持。美國俄亥俄州的森林山學(xué)區(qū)首先注重轉(zhuǎn)變教師的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，將教師的專業(yè)發(fā)展重點(diǎn)放在個性化學(xué)習(xí)的各個方面，并讓教師有機(jī)會制定計劃，使學(xué)習(xí)體驗(yàn)與學(xué)生需求相匹配。地區(qū)領(lǐng)導(dǎo)人從不同的個人化學(xué)習(xí)專家小組收集知識和支持，發(fā)展了一個地區(qū)范圍內(nèi)的共享課程，新標(biāo)準(zhǔn)包括“6個C”：協(xié)作、創(chuàng)造力、批判性思維、溝通、公民權(quán)和品格。他們鼓勵教師探索學(xué)生達(dá)到這些標(biāo)準(zhǔn)的方法，為每個學(xué)生提供更個性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。同時該地區(qū)非常重視教學(xué)人員之間的合作。為區(qū)內(nèi)所有教師提供每周協(xié)作時間，讓他們共同努力，以創(chuàng)新有效的方法，由以教師為中心的課堂，轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心的課堂。在他們的合作團(tuán)隊中，教師們致力于不斷地回到四個關(guān)鍵問題上：教師想讓學(xué)生知道什么，能夠做什么；教師怎么知道他們什么時候?qū)W會了呢；當(dāng)學(xué)生不學(xué)習(xí)時，教師如何應(yīng)對；教師如何擴(kuò)展和豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)。[39]

(二)人工智能助力鄉(xiāng)村學(xué)生學(xué)習(xí)

1.個性化學(xué)習(xí)

個性化學(xué)習(xí)(Personalized Learning)是指各種各樣的教育計劃，其中學(xué)習(xí)速度和教學(xué)方法可以根據(jù)每個學(xué)習(xí)者的需求進(jìn)行優(yōu)化。[40]人工智能教育系統(tǒng)可以適應(yīng)個人的學(xué)習(xí)節(jié)奏，并提供更復(fù)雜的任務(wù)來提升學(xué)習(xí)能力。所以無論接受快或慢的同學(xué)都可以按照自己的節(jié)奏進(jìn)行學(xué)習(xí)。Holotesc設(shè)計開發(fā)了MOOC(海量開放在線課程)伙伴教學(xué)機(jī)器人，為學(xué)習(xí)者提供有針對性、個性化的學(xué)習(xí)資源。[41]這些個性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)，是人工智能支持學(xué)生和教師的最常見和最有價值的應(yīng)用之一。有了這些應(yīng)用學(xué)生可以使用課程內(nèi)容的自適應(yīng)和交互式多媒體版本，而不是在工作表上練習(xí)化學(xué)或閱讀教科書。比較學(xué)生在研究人員開發(fā)的或標(biāo)準(zhǔn)化的測試中的分?jǐn)?shù)發(fā)現(xiàn)，基于個性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)的教學(xué)比傳統(tǒng)的教師主導(dǎo)的教學(xué)產(chǎn)生更高的考試分?jǐn)?shù)。然而，現(xiàn)有的平臺還沒有為學(xué)習(xí)者的社會、情感和動機(jī)狀態(tài)提供模型。[42]考慮到新冠肺炎疫情期間向遠(yuǎn)程K-12教育的轉(zhuǎn)變，個性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)提供了一種有前途的遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)形式，可以重塑未來的K-12教育。[43]在加納，由于人工智能在教育方面的各種應(yīng)用，學(xué)習(xí)變得便捷和個性化，改變了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，共享了學(xué)習(xí)資源，在大多數(shù)農(nóng)村地區(qū)部署人工智能能夠加強(qiáng)和促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育。[44]人工智能將進(jìn)一步促進(jìn)和幫助學(xué)生提供個性化建議。例如，針對優(yōu)等生和學(xué)困生，課堂作業(yè)和期末考試將量身定制，這將確保每個學(xué)生都發(fā)揮出自己的優(yōu)勢。在摩洛哥城鄉(xiāng)教育之間也存在著顯著的數(shù)字鴻溝。影響農(nóng)村地區(qū)學(xué)校教育的主要挑戰(zhàn)是獲得教育資源、女童的安全以及提供文化方面的教育。此外，由于文化習(xí)俗和信仰，特別是在非洲大陸的農(nóng)村地區(qū)，農(nóng)村地區(qū)的教育比城市地區(qū)更加性別化。對女童和婦女教育的進(jìn)一步限制突出了在世界范圍內(nèi)處理這一問題的復(fù)雜性。為此，他們提出一個使用開源技術(shù)的電子學(xué)習(xí)(e-learning)門戶，以提供數(shù)字學(xué)習(xí)平臺，激勵農(nóng)村婦女參與學(xué)習(xí)，增強(qiáng)農(nóng)村地區(qū)的人類發(fā)展能力。[45]由印度非政府組織布拉罕(Pratham)開發(fā)的個性化教學(xué)(Teachattherightlevel，TaRL)技術(shù)，是一項(xiàng)人工智能輔助個性化學(xué)習(xí)的創(chuàng)新技術(shù)，旨在培養(yǎng)所有兒童在離開小學(xué)之前的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)和閱讀技能。[46]根據(jù)學(xué)習(xí)需求(并非年齡或年級)將學(xué)生(三至五年級)分成小組，指導(dǎo)學(xué)生關(guān)注基本技能的學(xué)習(xí)，且定期評估學(xué)生的表現(xiàn)。通過與人工智能的結(jié)合，能進(jìn)一步為學(xué)生提供個性化學(xué)習(xí)內(nèi)容，提高學(xué)生讀寫能力和計算能力。

2.人工智能支持的精準(zhǔn)閱讀

人工智能助力鄉(xiāng)村學(xué)生學(xué)習(xí)的另一個表現(xiàn)是人工智能支持學(xué)生的精準(zhǔn)閱讀。在這種形式下，人工智能可以根據(jù)學(xué)習(xí)者的狀況提供個性化的閱讀材料及學(xué)習(xí)內(nèi)容。美國K-12學(xué)校使用了超過75%的Newsela閱讀學(xué)習(xí)智能教學(xué)平臺，為學(xué)者提供實(shí)時測評、同步詞匯學(xué)習(xí)、整合多種資源等功能。[46]閱讀內(nèi)容分為文庫類、新聞類、科學(xué)實(shí)驗(yàn)類三大類，每一類都包含了不少內(nèi)容豐富的專題。同樣的內(nèi)容根據(jù)讀者的不同會呈現(xiàn)出不同的形式，并且根據(jù)學(xué)習(xí)者的閱讀程度，適當(dāng)調(diào)整了詞匯量。當(dāng)然這些功能都是建立在應(yīng)用人工智能技術(shù)的基礎(chǔ)之上的。Newsela以閱讀材料結(jié)合學(xué)校課程內(nèi)容，為學(xué)生提供五種閱讀水平，整個目錄的內(nèi)容分為2-6個等級，每篇文章會有5個單詞，這是學(xué)生要學(xué)習(xí)的新詞匯。之后，進(jìn)行測試練習(xí)以增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。[47]教師可以通過數(shù)據(jù)反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，及時調(diào)整教學(xué)進(jìn)度、方法、內(nèi)容等。人工智能系統(tǒng)還能使用傳統(tǒng)的教學(xué)大綱來創(chuàng)建關(guān)于某些科目的定制教科書。因此，教科書現(xiàn)在正在數(shù)字化，新的學(xué)習(xí)界面正在創(chuàng)建，以幫助不同年級不同年齡階段的學(xué)生個性化發(fā)展。例如加納地區(qū)，cram101利用人工智能使教科書內(nèi)容更容易理解，Netex learning使教師創(chuàng)建電子課程和教育信息具有在線幫助程序、音頻和說明性視頻。

3.融入人工智能的教育游戲環(huán)境的應(yīng)用

融入人工智能的教育游戲環(huán)境的應(yīng)用也是國外人工智能支持鄉(xiāng)村學(xué)生學(xué)習(xí)的一個有效形式。通過構(gòu)建融入人工智能的教育游戲環(huán)境，可以激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動機(jī)，提升學(xué)習(xí)的有效性與滿意度。為了在K-12環(huán)境中實(shí)施人工智能教育，應(yīng)該確定并強(qiáng)調(diào)課程中涵蓋人工智能的應(yīng)用。因?yàn)檎n程描述了教育的核心目標(biāo)，具有作為文化和價值觀的中介的重要作用，并且旨在為社會的未來促進(jìn)變革，[48]適當(dāng)?shù)恼n程開發(fā)是人工智能教學(xué)的核心。例如，Wi11iams[49]等人為早期兒童教育開發(fā)了一個人工智能課程，被稱為面向?qū)W前教育的編程(PopBots)平臺。該課程旨在滿足4-7歲兒童，即學(xué)前兒童和幼兒園兒童的特殊學(xué)習(xí)需求。通過幼兒園和學(xué)前班對平臺的有效性進(jìn)行評估，結(jié)果表明它在幫助幼兒掌握人工智能概念方面是有效的。同樣，PRIMARYAI[50]是一個基于游戲的協(xié)作學(xué)習(xí)環(huán)境，用于將人工智能學(xué)習(xí)體驗(yàn)引入小學(xué)高年級課堂(8-11歲的學(xué)生)。PRIMARYAI將使學(xué)生獲得人工智能的經(jīng)驗(yàn)，因?yàn)樗m用于解決現(xiàn)實(shí)世界的生命科學(xué)問題。薩布-努奧盧[51]還為11-13歲的中學(xué)生設(shè)計了跨學(xué)科的人工智能課程，收集反饋來預(yù)測他們在完成課程后如何解決相關(guān)問題。加納農(nóng)村地區(qū)引入的智能教室將確保所有包容性教育的發(fā)展，促進(jìn)和增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)。其基礎(chǔ)教育課程通常借助照片、地圖、圖表、流程圖、游戲和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的動畫視頻進(jìn)行教學(xué)。各種教學(xué)工具還將促進(jìn)互動學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)和教學(xué)的樂趣具有吸引力易于學(xué)生理解。[52]烏拉圭的適應(yīng)性學(xué)習(xí)平臺基于游戲進(jìn)行學(xué)習(xí)，走進(jìn)一間教室，看到一群孩子聚集在一臺顯示器前指著屏幕討論策略，這并不罕見。你還會看到戴著耳機(jī)的孩子安靜地掃過平板電腦屏幕。當(dāng)孩子們在教室里與屏幕互動時，一些家長就會懷疑他們的孩子是在玩耍還是在進(jìn)行高質(zhì)量的學(xué)習(xí)？答案是他們兩者都在做。與桌面游戲一樣，數(shù)字游戲可以有效地提高理解和實(shí)踐技能，使基于游戲的學(xué)習(xí)在現(xiàn)代課堂中占有一席之地。[53]

(三)人工智能助力鄉(xiāng)村教育管理

1.預(yù)測輟學(xué)

學(xué)生輟學(xué)在很多國家鄉(xiāng)村教育中是一種常見的現(xiàn)象，尤其在一些發(fā)展中國家，鄉(xiāng)村學(xué)生輟學(xué)的比例非常高，而輟學(xué)的管理往往面臨著哪些學(xué)生容易輟學(xué)較難辨識、問題難以及時發(fā)現(xiàn)等困境，[54]人工智能為這種問題的解決帶來了契機(jī)。很多國家積極將人工智能應(yīng)用于學(xué)生輟學(xué)的預(yù)測，取得了良好的效果。2013年的一份報告發(fā)現(xiàn)，全球有5900萬小學(xué)適齡兒童(6-11歲)失學(xué)。據(jù)估計，這些兒童中有五分之一已經(jīng)輟學(xué)，五分之二的輟學(xué)兒童再也沒有上過學(xué)。其中，50%(3300萬)生活在撒哈拉以南非洲，其次是中亞和南亞，那里的失學(xué)兒童人數(shù)居第二位(1100萬)。[55]巴基斯坦是失學(xué)兒童總數(shù)超過三分之一的五大國家之一。在估計的5-9歲小學(xué)學(xué)齡人口總數(shù)(約2140萬人)中，有68.5%的入學(xué)率，其中男孩多于女孩。此外，這些兒童中只有66.8%繼續(xù)上到五年級，33.2%在完成小學(xué)教育之前輟學(xué)。巴基斯坦的整體教育指標(biāo)也不太樂觀。根據(jù)2017-2018年巴基斯坦人口與健康調(diào)查，49%的已婚女性和25%的已婚男性沒有受過教育，只有16.5%的女性和20.3%的男性完成了小學(xué)教育。[56]未能完成初等教育的原因包括但不限于缺乏可用的學(xué)校設(shè)施、無力負(fù)擔(dān)教育費(fèi)用、不重視教育以及兒童缺乏入學(xué)準(zhǔn)備。在健康問題上，如與聽力、視力和心理因素有關(guān)的問題，由于營養(yǎng)不良和疾病復(fù)發(fā)等多種因素造成的執(zhí)行功能差和認(rèn)知能力低可能會影響兒童的入學(xué)準(zhǔn)備，導(dǎo)致小學(xué)成績差。此外，早期教育中的學(xué)業(yè)掙扎可能預(yù)示著短期行為問題，并預(yù)示著輟學(xué)。[57]對有風(fēng)險的兒童進(jìn)行早期篩查可以幫助專業(yè)人員設(shè)計適當(dāng)?shù)母深A(yù)措施，以確保在學(xué)校低年級獲得更高的成功率。[58]過去，識別處于風(fēng)險中的兒童的機(jī)制包括聽覺和視覺測試或?qū)和闹苯诱J(rèn)知評估，但作為一種篩查工具，準(zhǔn)確的認(rèn)知測試耗時、昂貴，并且需要更高水平的專業(yè)培訓(xùn)，這在資源有限的環(huán)境中可能并不總是可行。[59]最近，腦電圖(EEG)——一種用于記錄大腦中電活動的測試的使用，在識別高智商和低智商個體時具有90%以上的判別能力。[60]在巴基斯坦農(nóng)村進(jìn)行的一項(xiàng)研究報告指出與認(rèn)知技能較低的兒童相比認(rèn)知技能較好且執(zhí)行功能增強(qiáng)的兒童伽馬頻帶也會增加。因此Tarullo等人(2017年)稱與傳統(tǒng)測試相比，腦電圖可以在更早的年齡檢測到兒童大腦成熟度和執(zhí)行功能的差異。[61]且與心理測試相比，EEG受動機(jī)的影響更小，是一種更客觀的篩選方法。

不僅是中小學(xué)教育的輟學(xué)率高，高中階段的輟學(xué)率也引起了人們的注意。2016年的一份報告基于美國農(nóng)業(yè)部教育調(diào)查估計，略多于一半的美國公立高中已經(jīng)實(shí)施了早期預(yù)警系統(tǒng)。[62]過去，大部分的早期警報系統(tǒng)都采用比較簡單的預(yù)測模式，監(jiān)測一種或多種被認(rèn)為是導(dǎo)致學(xué)生脫離正軌和退學(xué)的重要指標(biāo)(如曠課、課程通過率、紀(jì)律處分次數(shù)、平均績點(diǎn)累計、學(xué)分)。芝加哥大學(xué)的學(xué)校研究委員會是識別和使用芝加哥公立學(xué)校高中畢業(yè)跟蹤指標(biāo)的早期先驅(qū)。一般情況下，系統(tǒng)會在指數(shù)到達(dá)或降到某一點(diǎn)時有所注意，隨后該機(jī)構(gòu)的工作人員就會采取個性化支持或其它的干預(yù)措施，但錯誤的分類有可能產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，有些教育機(jī)構(gòu)已在探討如何運(yùn)用機(jī)器從學(xué)生信息系統(tǒng)中獲取大量的縱向數(shù)據(jù)，從而更快地辨識出高風(fēng)險的學(xué)生。初步研究表明，基于機(jī)器學(xué)習(xí)的學(xué)術(shù)預(yù)警系統(tǒng)可以提高現(xiàn)有基于規(guī)則的系統(tǒng)提供的預(yù)測準(zhǔn)確性。[63]研究人員使用機(jī)器學(xué)習(xí)方法開發(fā)了一個預(yù)警指標(biāo)系統(tǒng)，以預(yù)測那些有可能無法按時完成高中畢業(yè)的學(xué)生，因?yàn)樗麄円摧z學(xué)，要么需要超過四年才能獲得文憑。研究小組根據(jù)來自美國一個大型學(xué)區(qū)的11000名學(xué)生的縱向數(shù)據(jù)(6-12年級)訓(xùn)練了該模型。為了測試系統(tǒng)預(yù)測的相對精度，比較了機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)和該地區(qū)現(xiàn)有的基于規(guī)則的系統(tǒng)對不能按時畢業(yè)風(fēng)險最高的學(xué)生(風(fēng)險分?jǐn)?shù)最高的前10%)的預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。對于10-12年級，機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)的精度幾乎是基于規(guī)則的系統(tǒng)的兩倍。例如，對于10年級的學(xué)生，機(jī)器學(xué)習(xí)模型估計的最高風(fēng)險分?jǐn)?shù)中有75%沒有按時畢業(yè)，相比之下，基于規(guī)則的系統(tǒng)識別的學(xué)生中只有38%沒有按時畢業(yè)。[64]

2.心理預(yù)警

隨著社會的發(fā)展，學(xué)生心理問題不斷突出。國外很多機(jī)構(gòu)在鄉(xiāng)村教育中將人工智能應(yīng)用于學(xué)生心理預(yù)警，取得了良好的效果。自然語言處理和機(jī)器學(xué)習(xí)可以拾取指示各種心理健康問題的線索，并幫助識別自殺意念或潛在的暴力行為。人工智能可以檢測心理健康問題的關(guān)鍵詞指標(biāo)，并標(biāo)記指示情緒困擾的聲音模式。加利福尼亞州圣地亞哥縣的圣馬科斯聯(lián)合學(xué)區(qū)報告稱，在學(xué)校發(fā)放的設(shè)備上使用人工智能監(jiān)控工具Lightspeed，幫助該學(xué)區(qū)在2021年9月開學(xué)的第一周發(fā)現(xiàn)了五起潛在自殘事件。[65]目前 Kinect V2 可以進(jìn)行3D面部數(shù)據(jù)采集作為心理預(yù)警系統(tǒng)中情感數(shù)據(jù)，使用非接觸、主動性、實(shí)時性的數(shù)據(jù)采集，解決心理預(yù)警系統(tǒng)中情感數(shù)據(jù)采集困難、時效性差、檢測對象體驗(yàn)不良等問題。人工智能可以通過心率、電子皮膚活動、血液脈搏、皮膚溫度、臉部表情等來捕捉學(xué)生的學(xué)習(xí)行為。眼動不僅能反映學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程，還能監(jiān)控學(xué)生的注意力分布、多媒體資源觀看等。此外，某些特定的眼球跟蹤發(fā)現(xiàn)瞳孔擴(kuò)大、眨眼等與個體的認(rèn)知負(fù)荷、情緒狀況有關(guān)。所以可以利用人工智能算法對被測者面部表情所收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，進(jìn)而檢測到情緒的變化，并在情緒異常時進(jìn)行干預(yù)。

3.職業(yè)咨詢

人工智能助力職業(yè)咨詢也是國外人工智能在鄉(xiāng)村教育中應(yīng)用的一種模式。許多學(xué)生特別是那些低收入地區(qū)的學(xué)生，可能缺乏職業(yè)咨詢服務(wù)，無法從高中到高等教育及更高層次的教育和職業(yè)過渡。[66]人工智能可以補(bǔ)充傳統(tǒng)的職業(yè)和大學(xué)咨詢服務(wù)。例如，支持人工智能的軟件可以幫助學(xué)生練習(xí)模擬面試并優(yōu)化他們的簡歷，以便在大學(xué)及以后取得成功。[67]它還可以幫助學(xué)生進(jìn)行職業(yè)探索。學(xué)生可以提供關(guān)于他們興趣和目標(biāo)的數(shù)據(jù)，并獲得關(guān)于潛在職業(yè)道路的深入建議。職業(yè)咨詢對于完成學(xué)位課程最后一個學(xué)期的學(xué)生以及完成高中學(xué)業(yè)的學(xué)生面臨與正確職業(yè)選擇相關(guān)的問題非常重要。[68]Mihaela和Cristina[69]研究了羅馬尼亞的教育咨詢和職業(yè)指導(dǎo)。Norasiah等人[70]設(shè)計了使用智能學(xué)生信息系統(tǒng)管理學(xué)生學(xué)術(shù)活動的軟件。這項(xiàng)工作融合了人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生做出明智的職業(yè)決策。高級職業(yè)指導(dǎo)增加了學(xué)生對不同職業(yè)道路和大學(xué)的認(rèn)識，并幫助他們在更多樣化的機(jī)構(gòu)中追求新時代的職業(yè)和充滿活力的課程。正確的職業(yè)咨詢的目標(biāo)是激勵學(xué)生提高他們的技能，并致力于他們的學(xué)業(yè)、家庭、激情和個人發(fā)展。職業(yè)咨詢通過使教育機(jī)會合理化，使每個人都有機(jī)會接受教育。另一個重要方面是，它預(yù)測了教師和家長都不知道的行業(yè)最新趨勢。學(xué)生的興趣、熱情和學(xué)習(xí)能力對加強(qiáng)素質(zhì)教育也很重要。

三、對國外人工智能在鄉(xiāng)村教育中應(yīng)用的評析

從上述研究可以看出，世界各國針對本國鄉(xiāng)村教育中存在的問題，有針對性的使用人工智能，取得了一定的效果。通過分析可知，國外人工智能在鄉(xiāng)村教育中的應(yīng)用有如下特色。

(一)人工智能在鄉(xiāng)村教育中應(yīng)用模式多樣化

可以看出，國外人工智能在鄉(xiāng)村中的應(yīng)用模式多樣化。不同的國家根據(jù)本國國情的特點(diǎn)，靈活地在鄉(xiāng)村教育中選取相應(yīng)的教育模式，促進(jìn)本國教育的發(fā)展。國外充分發(fā)揮人工智能的潛力，充分使用人工智能解決鄉(xiāng)村教育中的問題，取得了良好的成效。鄉(xiāng)村人工智能教育應(yīng)用總體上呈現(xiàn)出了模式與解決問題多樣的特點(diǎn)。人工智能助力鄉(xiāng)村教師教學(xué)包括虛擬老師、智能輔導(dǎo)系統(tǒng)的應(yīng)用、提升教師專業(yè)發(fā)展與教學(xué)管理的應(yīng)用；人工智能助力鄉(xiāng)村學(xué)生學(xué)習(xí)包括人工智能支持的個性化學(xué)習(xí)、人工智能支持的精準(zhǔn)閱讀與融入人工智能的教育游戲環(huán)境的應(yīng)用；人工智能助力鄉(xiāng)村教育管理包括預(yù)測輟學(xué)、心理預(yù)警及職業(yè)咨詢。鄉(xiāng)村教育問題往往在一些不發(fā)達(dá)國家中更為明顯，這些國家迫切需要這些問題的解決，人工智能因其支持個性化學(xué)習(xí)等特點(diǎn)成為這些國家的重要選擇與手段，同時人工智能也是這些國家提升教育質(zhì)量的重要方法與手段。加納深入推動人工智能在輔助教師管理、智能輔導(dǎo)系統(tǒng)、個性化學(xué)習(xí)、職業(yè)咨詢等各方面的應(yīng)用，解決了很多教育面臨的棘手難題，給我們提供了經(jīng)驗(yàn)與啟示。

(二)國家高度重視人工智能在鄉(xiāng)村教育中的應(yīng)用

通過對國外人工智能在鄉(xiāng)村教育中應(yīng)用的分析可知，國外很多國家非常重視人工智能在鄉(xiāng)村教育中的應(yīng)用，針對本國鄉(xiāng)村教育問題，積極開展人工智能應(yīng)用的嘗試與探索。無論是教育發(fā)達(dá)國家諸如美國等，還是不發(fā)達(dá)國家，都非常重視人工智能在鄉(xiāng)村教育中的應(yīng)用，這些國家都在努力發(fā)揮人工智能的潛力解決鄉(xiāng)村教育面臨的問題。各個國家針對教育的需要，開發(fā)相應(yīng)的智能教育系統(tǒng)，推動人工智能的深入應(yīng)用。印度政府于2017年專門組建了一支人工智能工作小組，2018年6月發(fā)布了《國家人工智能戰(zhàn)略》報告?？梢哉f，印度對于人工智能的發(fā)展方向和未來十分清楚，在很大程度上將人工智能作為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一種手段。[71]英國在推進(jìn)農(nóng)村信息化的過程中采取了一系列有效的方法和手段，如利用現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)工具進(jìn)行的遠(yuǎn)程指導(dǎo)教育；利用本地學(xué)校和農(nóng)村區(qū)域單位進(jìn)行合作的形式；通過實(shí)施一些具體項(xiàng)目工程保證農(nóng)村信息化的持續(xù)發(fā)展。目前，通過遠(yuǎn)程教育來保證和促進(jìn)農(nóng)村信息化已成為英國農(nóng)村教育的一個新舉措。英國政府非常重視農(nóng)村信息化教育，通過建立國家學(xué)習(xí)中心網(wǎng)絡(luò)來促進(jìn)農(nóng)村教育的信息化，使得每一所農(nóng)村學(xué)校都能夠通過當(dāng)?shù)氐幕ヂ?lián)網(wǎng)，從而使得農(nóng)村的孩子也能接受城市同等的教育內(nèi)容。英國政府充分認(rèn)識到農(nóng)村教師隊伍的建設(shè)在整個農(nóng)村信息化體系中的重要地位，十分重視通過發(fā)展農(nóng)村教師教育技術(shù)能力來促進(jìn)農(nóng)村信息化。[69]法國推出的“數(shù)字化校園”教育發(fā)展戰(zhàn)略，計劃在三年內(nèi)投入10億歐元，以推動中小學(xué)校數(shù)字化轉(zhuǎn)型，包括解決鄉(xiāng)村學(xué)校上網(wǎng)問題、建設(shè)全國數(shù)字平臺、為中小學(xué)教師提供豐富多樣的多學(xué)科網(wǎng)絡(luò)教育資源等。俄羅斯于2018年開始實(shí)施“數(shù)字化教學(xué)環(huán)境”，目的是創(chuàng)建一個安全的數(shù)字化教學(xué)環(huán)境，為教師和學(xué)生提供可利用的基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)字平臺。[70]綜上，各國都非常重視人工智能與教育的融合，有關(guān)人工智能教育政策制定成為推動人工智能與教育發(fā)展的關(guān)鍵，包括教師培訓(xùn)制度、教育資源優(yōu)化制度等，這些對人工智能教育的可持續(xù)發(fā)展有很大影響。

(三)人工智能在鄉(xiāng)村教育中應(yīng)用的資金保障

促進(jìn)人工智能持續(xù)發(fā)展需要持續(xù)而穩(wěn)定的財政支持。各國積極在財政方面為本國鄉(xiāng)村教育中人工智能的應(yīng)用提供資金保障。即使是不發(fā)達(dá)國家，也努力籌措資金深入推動人工智能教育的發(fā)展。盡管印度較晚才開始接觸人工智能，但它仍有很大的潛力競爭人工智能領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。印度政府于2015年推出了“數(shù)字印度”戰(zhàn)略，目標(biāo)是以高速互聯(lián)網(wǎng)覆蓋農(nóng)村地區(qū)，并將獨(dú)立的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施作為核心工具，建設(shè)一個數(shù)字型社會。在制定戰(zhàn)略計劃時也投入巨資協(xié)助人工智能的發(fā)展。印度2018年12月批準(zhǔn)了366億盧比投資網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)技術(shù)，包括廣泛應(yīng)用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)分析等。這一系列措施均反映了印度對人工智能投入之多。除了印度，北歐的一些國家也高度重視人工智能教育的發(fā)展。美國認(rèn)為應(yīng)該投入長期穩(wěn)定的人工智能投資，重點(diǎn)優(yōu)化下一代人工智能，獎學(xué)金和培訓(xùn)計劃向人工智能領(lǐng)域傾斜；[72]英國認(rèn)為人工智能應(yīng)該獲得大量資金支持，以激勵技術(shù)研發(fā)；法國政府設(shè)立了特別的技術(shù)轉(zhuǎn)型項(xiàng)目以及人工智能投資獎金；德國制定了兩項(xiàng)平權(quán)行動，即數(shù)字設(shè)備和電網(wǎng)建設(shè)；日本將2017年人工智能預(yù)算增加到2016年的九倍，用于基礎(chǔ)研究和應(yīng)用的撥款增加；新加坡總理辦公室發(fā)布“人工智能新加坡”項(xiàng)目設(shè)立國家研究基金會獎學(xué)金。[73]有關(guān)人工智能實(shí)際應(yīng)用的教育與培訓(xùn)成為芬蘭發(fā)展智能教育的主要關(guān)注點(diǎn)。芬蘭應(yīng)用技術(shù)大學(xué)將獲得500萬歐元的投入開展研發(fā)活動，這部分資金將向人工智能領(lǐng)域、機(jī)器人、數(shù)字化方向應(yīng)用研究傾斜。[74]

(四)各國人工智能在鄉(xiāng)村教育應(yīng)用中深入推進(jìn)面臨諸多挑戰(zhàn)

雖然很多國家積極推動人工智能在鄉(xiāng)村教育中的應(yīng)用，并且取得了一定的效果，但人工智能在鄉(xiāng)村教育中的應(yīng)用仍然面臨著諸多問題與挑戰(zhàn)，具體包括基礎(chǔ)設(shè)施的缺乏、人工智能所需基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的不足以及數(shù)據(jù)安全方面的隱患。在美國，人工智能教育目前以城市和人口稠密地區(qū)為中心。大約 5723 萬人(約占全國總?cè)丝诘?15%)沒有配備進(jìn)行教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型所需的各種資源。缺乏高質(zhì)量的教育工具、基礎(chǔ)設(shè)施和政府支持，導(dǎo)致美國農(nóng)村和服務(wù)不足的社區(qū)缺乏人工智能驅(qū)動的可能性和人才。一些農(nóng)村家庭甚至無法接入寬帶互聯(lián)網(wǎng)，更不用說圍繞尖端人工智能技術(shù)的教育了，因此Fusemachines正在與全國各地的教育領(lǐng)導(dǎo)者合作，開創(chuàng)專為各級人工智能專業(yè)知識而設(shè)計的課程，并制定新的舉措來改善人工智能教育系統(tǒng)。新南威爾士州巴瑟斯特查爾斯特大學(xué)人工智能和網(wǎng)絡(luò)未來研究所執(zhí)行主任Ganna Pogrebna認(rèn)為農(nóng)村社區(qū)由于基礎(chǔ)設(shè)施原因而錯過了使用人工智能的機(jī)會，并且很難招募到人工智能研究人員在像巴瑟斯特這樣的農(nóng)村地區(qū)工作，這些原因不在他們的控制范圍內(nèi)，需要當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)、研究人員和政府的努力。[75]就加納鄉(xiāng)村教育中的實(shí)施情況而言，基于計算機(jī)輔助智能的學(xué)習(xí)面臨著嚴(yán)峻的使用挑戰(zhàn)。首先人工智能的學(xué)習(xí)教育計劃有些僵化，因?yàn)樵趶?qiáng)制客戶輸入、調(diào)整基本價值觀或?qū)嵸|(zhì)變化方面存在特殊困難。更加突出的學(xué)生自治可能會給年輕人帶來不便，缺乏自我訓(xùn)練或在家獲得的指導(dǎo)幫助很少的人，可能會加劇成就缺失。相關(guān)研究表明，一些教師努力將他們從定制的學(xué)習(xí)設(shè)備中獲得的信息翻譯成值得注意的指導(dǎo)，并投入不必要的精力來完成個性化任務(wù)。此外，還有關(guān)于學(xué)生如何掌握從基于人工智能的框架中獲得的信息的戲謔，以及在計算機(jī)上投入大量課堂精力會減少學(xué)校的社會學(xué)習(xí)。在教學(xué)中利用人工智能的支出分歧不明顯，因?yàn)閯?chuàng)新的成本可行性存在漏洞。例如一些組織因人工智能的高效便捷性減少教學(xué)人員，轉(zhuǎn)而選擇人工智能。相反，人工智能可能會讓那些能夠計劃和執(zhí)行定制學(xué)習(xí)計劃的培訓(xùn)專家感興趣。[76]全球正處于進(jìn)入社會變革及信息化發(fā)展的大趨勢中，各國的人工智能教育應(yīng)用都面臨著挑戰(zhàn)，因此有必要提高教育工作者和決策者對人工智能技術(shù)及其潛在影響的認(rèn)識。[77]只有對人工智能潛在影響有足夠認(rèn)識的基礎(chǔ)才能對相關(guān)行動計劃與政策做出調(diào)整。其次數(shù)據(jù)安全可能成為使用人工智能、學(xué)習(xí)分析和教育數(shù)據(jù)挖掘的一個關(guān)鍵瓶頸。人工智能需要大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行模型訓(xùn)練，而這些個人隱私數(shù)據(jù)的安全需要得到保障。國家應(yīng)盡快完善相關(guān)立法，為人工智能數(shù)據(jù)安全保駕護(hù)航。此外從國家層面來看，基于人工智能系統(tǒng)開發(fā)和使用所需要的海量數(shù)據(jù)集更廣泛應(yīng)用，政府有必要建立相關(guān)數(shù)據(jù)平臺，進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，以便為人工智能研發(fā)提供更好的支撐條件，加速人工智能普及化進(jìn)程。

四、我國人工智能在鄉(xiāng)村教育中應(yīng)用的問題與啟示

我國人工智能振興鄉(xiāng)村教育存在著諸多問題問題，針對這些問題，結(jié)合國外人工智能在鄉(xiāng)村教育中的應(yīng)用，提出以下建議對策。

(一)進(jìn)一步深入推進(jìn)人工智能在鄉(xiāng)村教育中的應(yīng)用

目前我國人工智能教育應(yīng)用有待深化。雖然關(guān)于人工智能在教育中應(yīng)用的探討非常多，很多學(xué)校也將人工智能應(yīng)用于教育教學(xué)中，進(jìn)行了一定的實(shí)踐與探索，[78]但仍然存在著初步探索與實(shí)踐階段，有關(guān)應(yīng)用還有待深化。首先，目前僅是部分學(xué)校，尤其是東部發(fā)達(dá)地區(qū)、城鎮(zhèn)學(xué)校等條件較好的學(xué)校引進(jìn)了人工智能系統(tǒng)，很多學(xué)校并未引進(jìn)人工智能系統(tǒng)，這直接阻礙了人工智能在教育教學(xué)中的應(yīng)用。農(nóng)村地區(qū)的教育仍然落后，主要原因有缺乏設(shè)施，教育資源差距很大，缺乏教學(xué)設(shè)備與信息技術(shù)設(shè)施。在教與學(xué)過程中有效使用信息技術(shù)會對鄉(xiāng)村地區(qū)的學(xué)生和教師產(chǎn)生巨大影響。信息技術(shù)的使用對于教師在教育領(lǐng)域分享知識和發(fā)展自己非常重要。但一些學(xué)校沒有足夠的技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施和輔助材料來支持課堂教學(xué)過程，特別是計算機(jī)和計算機(jī)實(shí)驗(yàn)室設(shè)施。學(xué)生由于缺乏筆記本電腦和臺式機(jī)等設(shè)備，學(xué)生無法使用互聯(lián)網(wǎng)，互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)有限，互聯(lián)網(wǎng)不容易訪問。其次，即使引進(jìn)了人工智能系統(tǒng)，應(yīng)用方面更多集中在試卷機(jī)器批改、大數(shù)據(jù)統(tǒng)計等淺層次階段，而對于人工智能支持的個性化輔導(dǎo)與學(xué)習(xí)等方面缺乏深入應(yīng)用。一些教育實(shí)踐還停留于自動閱卷和教育數(shù)據(jù)監(jiān)控這些旨在促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)成績提高的低級智能階段，支持個性化、精確學(xué)習(xí)、促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的智能教學(xué)體系還沒有形成。最后，教師缺乏后續(xù)支持。很多學(xué)校更多的是引入了系統(tǒng)，但對后續(xù)系統(tǒng)使用效果如何等缺乏跟蹤評估，也缺乏后續(xù)的配套支持服務(wù)，例如后續(xù)的使用指導(dǎo)及優(yōu)化等。其中原因是多方面的，包括相關(guān)制度的缺乏、資金的欠缺、教師信息技術(shù)應(yīng)用能力有待改善以及管理者理念有待提升等。

目前，我國人工智能在鄉(xiāng)村教育中的應(yīng)用還有待深化。國外普遍重視人工智能在鄉(xiāng)村教育中的應(yīng)用，積極使用人工智能促進(jìn)鄉(xiāng)村教育的發(fā)展。放眼未來，我國教育應(yīng)把握人工智能推動鄉(xiāng)村教育振興的戰(zhàn)略機(jī)遇，憑借人工智能、大數(shù)據(jù)等主要推動力，有力地促進(jìn)鄉(xiāng)村教育信息化的改造和提升，構(gòu)建以智能時代為導(dǎo)向的教育新模式。應(yīng)進(jìn)一步明確人工智能在鄉(xiāng)村教育發(fā)展中的作用，特別是人工智能在鄉(xiāng)村教育在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型及鄉(xiāng)村教育振興中的重要作用。鄉(xiāng)村中小學(xué)應(yīng)積極應(yīng)對新形勢下人才培養(yǎng)要求，大力推進(jìn)人工智能與鄉(xiāng)村教育融合的創(chuàng)新發(fā)展。第一，逐步在學(xué)校中引進(jìn)人工智能教育系統(tǒng)。應(yīng)逐漸實(shí)現(xiàn)人工智能教育產(chǎn)品的普及化，讓廣大教師具備相應(yīng)的應(yīng)用條件，在此基礎(chǔ)上不斷優(yōu)化應(yīng)用。 第二，逐步加大人工智能教育應(yīng)用的深度，加大對人工智能支持學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)等深層次應(yīng)用，建立家校社合作培養(yǎng)體系與機(jī)制。 應(yīng)促進(jìn)人工智能與教學(xué)的深度融合，推動教育觀念、過程、方式、人才培養(yǎng)模式等轉(zhuǎn)變，為建設(shè)高素質(zhì)教育提供強(qiáng)有力的支持。第三，建立人工智能應(yīng)用后續(xù)跟蹤與評估機(jī)制，對人工智能教育應(yīng)用的效果及存在的問題進(jìn)行跟蹤評估，及時解決教師應(yīng)用過程中遇到的問題。 應(yīng)建立人工智能應(yīng)用的專門評價指標(biāo)體系。要進(jìn)一步完善管理制度，包括教師激勵機(jī)制的建立，激發(fā)教師人工智能的應(yīng)用動機(jī)與潛力，鼓勵教師不斷探索與優(yōu)化個人教學(xué)。著力加強(qiáng)教師專業(yè)素養(yǎng)和能力提升，提高鄉(xiāng)村教師應(yīng)用人工智能解決實(shí)際問題的能力

(二)為人工智能在鄉(xiāng)村教育中的應(yīng)用提供更為充足的資金保障

人工智能的投入需要大量的資金，包括系統(tǒng)引進(jìn)、教師培訓(xùn)、專家指導(dǎo)、后續(xù)優(yōu)化等。人工智能產(chǎn)品的研發(fā)需要以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。一個好的人工智能產(chǎn)品往往需要匯集包括學(xué)科領(lǐng)域、教育領(lǐng)域、計算機(jī)領(lǐng)域等眾多專家的智慧，往往開發(fā)成本較高，因此系統(tǒng)購置費(fèi)用也偏高。同時，由于人工智能技術(shù)的復(fù)雜性，需要對教師等相關(guān)人員展開深入培訓(xùn)，后續(xù)也要持續(xù)對教師使用展開支持，這些都需要投入一定的財力物力。目前很多地區(qū)在人工智能應(yīng)用方面資金投入還是不足，原因與當(dāng)?shù)刎斦杖氩蛔恪㈩I(lǐng)導(dǎo)意識缺乏等有關(guān)。

鄉(xiāng)村教育在我國教育現(xiàn)代化中具有重大意義，但發(fā)展鄉(xiāng)村教育需要一定的保障條件。鄉(xiāng)村教育保障制度的建立與健全，既是振興鄉(xiāng)村教育的必要，又是充實(shí)和發(fā)展社會保障制度的需要。而鄉(xiāng)村教育保障基金在某種意義上是鄉(xiāng)村教育保障體系得以健全和有效運(yùn)行的重要物質(zhì)基礎(chǔ)和先決條件，它的充足與否直接影響著鄉(xiāng)村教育保障體系的廣度與深度。從各國近代教育保障的實(shí)踐來看，國家投入一直是教育財政的一個重要保障機(jī)制。所以，我國鄉(xiāng)村教育的發(fā)展仍需國家、政府給予有力的扶持。目前，我國教育財政投入的比重已經(jīng)超過了GDP的4%，但鄉(xiāng)村地區(qū)的教育投資依然存在著嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)性失衡。因此，需盡快采取強(qiáng)有力的措施。我國應(yīng)建立教育信息化多元化基金保障機(jī)制，建立政府保障、企業(yè)投資和社會支持的基金體系。首先，政府部門作為基礎(chǔ)性資金的來源，應(yīng)該給予相應(yīng)的財政撥款，確保教育資金向欠發(fā)達(dá)地區(qū)傾斜，繼續(xù)加大中央和省財政對鄉(xiāng)村教育的資金支付力度，起到基礎(chǔ)性的保障作用。其次，企業(yè)必須積極投資，促進(jìn)信息技術(shù)部門改革與更新，大力投資研發(fā)智能產(chǎn)品并投入應(yīng)用，尋求合作與共贏；此外，相關(guān)科學(xué)研究機(jī)構(gòu)應(yīng)與時俱進(jìn)，建立人工智能研究部門，完善與人工智能相關(guān)的專業(yè)設(shè)置，改善課程結(jié)構(gòu)，積極引進(jìn)人工智能專家，注重人才培養(yǎng)。最后，國家和政府應(yīng)制定政策法規(guī)，使各部門都能發(fā)揮作用，共同促進(jìn)人工智能的發(fā)展。

(三)進(jìn)一步推動人工智能在鄉(xiāng)村教育中的應(yīng)用多樣化

人工智能教育應(yīng)用的模式有很多種，包括輔助教師的教、促進(jìn)學(xué)生的學(xué)以及包括學(xué)生心理預(yù)警等諸多應(yīng)用，但目前，我國人工智能在鄉(xiāng)村教育中的應(yīng)用模式還較為單一，更多的集中在輔助教師的教方面，對其他應(yīng)用還較為缺乏，應(yīng)用還有待進(jìn)一步深化。在人工智能支持教師專業(yè)發(fā)展方面還較為缺乏。在促進(jìn)學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)等方面，存在著缺乏家長配合、模式不清晰、激勵機(jī)制有待完善等困境。而在人工智能支持心理預(yù)警、預(yù)測輟學(xué)等方面則更為缺乏，很多學(xué)校鮮有應(yīng)用。

應(yīng)充分發(fā)揮人工智能的潛力，深入推進(jìn)人工智能在教育各個領(lǐng)域的深入應(yīng)用。第一，應(yīng)深入推動人工智能在教師教學(xué)方面的深入應(yīng)用，包括人工智能助力鄉(xiāng)村教師專業(yè)發(fā)展、智能輔導(dǎo)系統(tǒng)的應(yīng)用等，助力鄉(xiāng)村教學(xué)質(zhì)量的提升。應(yīng)進(jìn)一步發(fā)揮人工智能優(yōu)化教師教學(xué)的潛力。教師應(yīng)充分利用人工智能支持的數(shù)據(jù)分析功能，加強(qiáng)對學(xué)生學(xué)習(xí)薄弱點(diǎn)的分析，有針對性的優(yōu)化教學(xué)設(shè)計與教學(xué)實(shí)踐。同時，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)人工智能對教師備課提供幫助與指導(dǎo)方面的潛力，通過人工智能系統(tǒng)為鄉(xiāng)村教師提供豐富的備課資源及教案參考。智能輔導(dǎo)系統(tǒng)的應(yīng)用也是重要的一個方面。要進(jìn)一步加大鄉(xiāng)村學(xué)校對智能輔導(dǎo)系統(tǒng)的引進(jìn)力度，發(fā)揮智能輔導(dǎo)系統(tǒng)在對學(xué)生答疑解惑方面的作用。要充分發(fā)揮人工智能輔助教師管理的作用與潛力，讓教師能夠更加專注于思維能力的培養(yǎng)。第二，深入推動人工智能支持學(xué)生學(xué)習(xí)方面的應(yīng)用。目前個性化學(xué)習(xí)參與度較低，參與人數(shù)也有待提升。應(yīng)逐漸普及可以進(jìn)一步加強(qiáng)人工智能支持的學(xué)生的個性化閱讀。第三，深入推動在管理中的應(yīng)用 ，包括在心理預(yù)警、預(yù)測輟學(xué)等方面的深入應(yīng)用。這些應(yīng)用在互聯(lián)網(wǎng)時代具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。目前我國鄉(xiāng)村學(xué)校心理機(jī)制監(jiān)測機(jī)制不夠健全，人工智能的應(yīng)用有助于對學(xué)生心理與學(xué)習(xí)生活狀況的有效監(jiān)控，在此基礎(chǔ)上及時采取干預(yù)措施，保障學(xué)生的健康成長與順利發(fā)展。

(四)深入推動適合鄉(xiāng)村教育應(yīng)用的人工智能產(chǎn)品研發(fā)

目前，阻礙人工智能應(yīng)用的一個重要因素是相關(guān)人工智能教育產(chǎn)品的匱乏。目前市面上雖然出現(xiàn)了一些人工智能教育應(yīng)用產(chǎn)品，但總體種類還不多，還不豐富，同時價格也較高，相關(guān)功能還有待完善。在心理預(yù)警、預(yù)測輟學(xué)等方面的產(chǎn)品尤為缺乏。首先 ，目前人工智能產(chǎn)品更多的在中小學(xué)中使用，側(cè)重開發(fā)中小學(xué)使用產(chǎn)品，但在高等教育、職業(yè)教育以及成人教育中相關(guān)產(chǎn)品還較為缺乏。其次，加強(qiáng)對其他學(xué)科方面的人工智能產(chǎn)品研發(fā)，其他學(xué)科的產(chǎn)品偏少，目前語文、數(shù)學(xué)、英語方面的產(chǎn)品較多，而物理、化學(xué)等其他人工智能產(chǎn)品的研發(fā)還較為缺乏。再次，同一類產(chǎn)品的種類還偏少，在產(chǎn)品的豐富性、可選擇性還有待提升，以滿足不同學(xué)習(xí)者的差異化需求。

應(yīng)加大對人工智能產(chǎn)品的研發(fā)。值得我們思考的是，目前有關(guān)人工智能教育的產(chǎn)品偏少、種類不全、鄉(xiāng)村地區(qū)不能夠全面覆蓋，這是多種因素導(dǎo)致的，需要各方面的共同努力。國家必須與企業(yè)建立密切的伙伴關(guān)系，擴(kuò)展智能教育體系，加快研發(fā)人工智能產(chǎn)品，加速人工智能與教育的融合，給教育帶來更多機(jī)遇，在人工智能發(fā)展的不確定性中制定藍(lán)圖。 第一，應(yīng)加強(qiáng)各層次人工智能教育產(chǎn)品的研發(fā)，不僅包括中小學(xué)，還包括高等教育、高職教育、學(xué)前教育以及成人教育在內(nèi)的各階段教育的人工智能產(chǎn)品研發(fā)，增加產(chǎn)品的豐富性和功能。第二，擴(kuò)大人工智能產(chǎn)品學(xué)科覆蓋面，開發(fā)面向除語數(shù)英外的各個學(xué)科的產(chǎn)品，包括物理、化學(xué)、生物、地理以及歷史等。第三，增加同一類產(chǎn)品的種類與數(shù)量。對同一類產(chǎn)品，鼓勵不同企業(yè)開發(fā)差異性的產(chǎn)品，滿足不同學(xué)生的差異化需要。