【摘 要】隨著科技的飛速發(fā)展，人工智能（AI）技術(shù)已經(jīng)滲透到教育領(lǐng)域的各個層面。本文旨在根據(jù)人工智能在普通高中教育中的應用現(xiàn)狀，對人工智能技術(shù)在提升校長管理力、提高教育教學質(zhì)量、實現(xiàn)教育公平以及促進學生全面發(fā)展方面的潛在價值進行研究和探討。全球范圍內(nèi)，已有多個成功案例證明了人工智能在教育中的有效性。如IBM的Watson Education平臺能夠分析學生的學習習慣和知識掌握情況，幫助教師深入洞察學生，以更好地支撐每位學生的個性化學習；在國內(nèi)，阿里云助力創(chuàng)新打造的AIGC教育平臺，打造了產(chǎn)學研建設于一體的產(chǎn)教融合模式，有效提升了教育質(zhì)量和效率。這些案例表明，AI技術(shù)不僅可以幫助學生獲得更加個性化的教育體驗，還能助力教師優(yōu)化教學方法，同時為教育管理者提供強大的決策支持工具。本文將結(jié)合自身實踐，進一步探討目前人工智能在普通高中教育中的應用情況，并對未來的發(fā)展進行思考和展望。通過深入研究，我們希望為人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域的發(fā)展提供有益的參考和啟示。

【關(guān)鍵詞】人工智能；高中教育；個性化學習；教育技術(shù)

【中圖分類號】G434 【文獻標志碼】A

【論文編號】1671-7384（2024）08-092-03

2023年，以ChatGPT為代表的生成式人工智能，不僅為人類打開了一個豐富多彩、充滿創(chuàng)造力而又高效有序的新世界，而且將會持續(xù)延伸和變更。一場對傳統(tǒng)教育體系的全方位變革正在進行，人工智能賦能的教育正在從教學、管理、評價等各個環(huán)節(jié)給傳統(tǒng)教育模式帶來顛覆性的變革。在普通高中教育中，人工智能技術(shù)的應用不僅能夠提高教學和管理效率，還能夠為學生提供更加個性化的學習體驗等。本文將探討人工智能在普通高中教育中的應用情況，分析其優(yōu)勢與面臨的挑戰(zhàn)，并對其未來的發(fā)展進行思考和展望。

人工智能在普通高中教育中的應用實踐

1.建設靈動多元的實踐空間，打造沉浸式的教學體驗

針對普通高中學生的個性特點，教師需要有效創(chuàng)設情境，激發(fā)學生興趣。學校增設各類場館設施等，拓寬了課程實施的路徑和方法，為師生發(fā)展提供了全面多樣的實踐空間[1]。

在技術(shù)推進過程中，學校已建成圖文信息中心實踐空間，并對硬件設施進行全方位升級改造。圖文信息中心內(nèi)設紅學館、古籍館、國醫(yī)館、國防館等“八大主題館”，覆蓋大學14個學科門類。部分場館通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬真實世界的場景，與歷史跨時空對話，為學生提供沉浸式的學習體驗，在科學實驗和歷史事件重現(xiàn)方面尤其表現(xiàn)出巨大潛力。水木科創(chuàng)中心內(nèi)設物理微科研、機器人與無人機、小衛(wèi)星等系列館室。如在物理微科研空間內(nèi)，通過車牌識別的情境創(chuàng)設，解析圖像識別背后人工智能技術(shù)的秘密。項目通過介紹使用灰度化、二值化對采集的圖像數(shù)據(jù)進行預處理，并分別用SVM和DNN方法對車牌數(shù)字進行識別，讓學生感受不同圖像識別算法之間的差異，進一步剖析人工智能技術(shù)。學生藝術(shù)中心內(nèi)設音樂、書畫、篆刻等課程基地的各類專用智慧教室；學科創(chuàng)新中心內(nèi)設環(huán)境化學、植物組培、動物細胞培養(yǎng)等數(shù)字創(chuàng)新實驗室；學生發(fā)展中心設有個體及團體輔導室、宣泄室、放松室、測評室等功能區(qū)，利用物聯(lián)網(wǎng)、AI等技術(shù)，將教學資源、學生行為數(shù)據(jù)和教學管理整合在一起，實現(xiàn)教學活動的高效管理和個性化教學。

技術(shù)支持下的學習環(huán)境，呈現(xiàn)出互聯(lián)互動的教學新生態(tài)，實踐空間的建立，不僅立體化了學習資源，呈現(xiàn)飽滿的視覺感受，而且實現(xiàn)了靈動的交流，增加了課堂吸引力，創(chuàng)造了協(xié)作學習的智慧模式，為課堂教學注入了活力。

2.培養(yǎng)“一專多能”的師資力量，提升專業(yè)化的育人能力

學校鼓勵各學科教師進行交流與合作，形成跨學科的教學團隊，拓寬知識領(lǐng)域，增強多元化教學的能力，共同開發(fā)項目化學習、校本學習等課程，培養(yǎng)學生的綜合素養(yǎng)。AI時代，學校對接高校和科研院所，制定專項培訓計劃，為教師提供定期的專業(yè)提升機會，以保持其專業(yè)知識的更新和深化，并通過與企業(yè)、行業(yè)專家的合作，組織實習、實訓活動，讓教師直接接觸技術(shù)、行業(yè)前沿，著力解決AI發(fā)展師資不足的難題，將實踐經(jīng)驗融入課堂教學中，提高教學的實用性和針對性。目前，創(chuàng)客實驗室、無人機、機器人、小衛(wèi)星等課程的指導教師經(jīng)過多學科、多層次專業(yè)培訓學習，迅速成長，適應了技術(shù)發(fā)展下專業(yè)化成長的需求。

3.提供精準智能的教學服務，挖掘多樣化的育人活力

在教學中，教師在知識掌握、認知能力、情緒管理、生理素質(zhì)等方面的素質(zhì)參差不齊，運用人工智能、大數(shù)據(jù)、學習分析等技術(shù)，根據(jù)學生個性特征提供精準的個性化教學服務，可以使教學達到智能化的狀態(tài)[2]?；谌斯ぶ悄艿慕虒W系統(tǒng)是未來課堂教學中有效彌補教師缺陷、激發(fā)教師潛能的關(guān)鍵性技術(shù)，同時也是提高學習者學習效率、促進學習者能力發(fā)展的有效技術(shù)。

（1）激發(fā)教師潛能，不斷提升教學水平。目前，學校擁有一定數(shù)量的數(shù)字設備，如智慧黑板、班牌等終端設備，借助希沃和科大訊飛等智能信息系統(tǒng)，可以幫助教師進行學情摸查，分析每位學生的學習起點和興趣點，從而更好地實現(xiàn)“以學定教”。通過數(shù)據(jù)分析，教師可以得出學情“診斷報告單”，優(yōu)化教學設計或?qū)W案設計，提高備課的質(zhì)量和效率，亦能不斷改變原來“一支粉筆講解、觀點陳舊老套”等現(xiàn)象。

學校試用的“個性化教學支持服務系統(tǒng)”是人工智能在個性化教學領(lǐng)域里的應用體現(xiàn)。通過對講授者的特征分析（語言特征、行為特征和學習風格特征），為管理者提供課程運行可視化分析，以及符合其個人特征的授課者畫像可視化分析，所形成的畫像為教師的教學設計提供了有效的依據(jù)。

（2）合作交互學習，提升學生的綜合素養(yǎng)。我們利用數(shù)據(jù)和算法的力量來讀懂學生、發(fā)現(xiàn)學生、服務學生，走向多元的教、學、考、評，幫助學生匹配學習伙伴和教師。依據(jù)大數(shù)據(jù)，向?qū)W生推送適配資源，為學生提供精準的學習支撐；以學生為主體，走向情境化、生態(tài)化和個性化的合作交互式學習。讓學生根據(jù)興趣選擇適合的課程，著力提升學生的綜合素質(zhì)。

4.形成全方位的過程性評價，強化整體化的生長耐力

過程性評價能夠全過程、全方位地對學生的學習行為、學習態(tài)度、學習結(jié)果等進行評價，讓學生能夠及時地掌握自己的學習情況。學校按照五育融合、多元發(fā)展的育人理念，研究開發(fā)了綜合素質(zhì)研究平臺，獲得國家級教學成果二等獎。平臺在不斷使用中不斷改進，引領(lǐng)學生全面而又有個性地發(fā)展，運用數(shù)字化技術(shù)，加強數(shù)據(jù)成果的挖掘應用。這樣，不僅能讓學生看到自己的成長軌跡，發(fā)現(xiàn)自己的興趣和潛能，實現(xiàn)個性化發(fā)展，而且能通過橫向比較，發(fā)現(xiàn)自己的薄弱與不足。同時，通過平臺對學生的評價變得立體而生動，引領(lǐng)學生主動規(guī)劃自我、調(diào)整自我、完善自我、發(fā)展自我，涵蓋整個高中學習階段。

5.優(yōu)化一體化的管理模式，做好智慧化的校園服務

為著力提升學校管理的高度，學校借助物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，使教學管理更加智能化、科學化、精細化，形成家校協(xié)同、數(shù)據(jù)同步。借助人工智能技術(shù)、數(shù)據(jù)分析及可視化方法，學校構(gòu)建教學管理發(fā)展畫像分析，同時基于大數(shù)據(jù)的分析及預測功能發(fā)現(xiàn)影響管理的顯性和隱性關(guān)鍵問題，輔助領(lǐng)導決策，實現(xiàn)高效率、高水平的管理。

（1）最優(yōu)化配置學校教學資源。基于人工智能等技術(shù)所設計的智能排課系統(tǒng)，通過設定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、教師安排、排課規(guī)則和約束條件，實現(xiàn)AI智能選排課、調(diào)代課和課時統(tǒng)計功能，能夠最大限度減少人工排課的工作量，同時實現(xiàn)對教學場地和教師資源的合理安排。學校利用智學網(wǎng)等智能測評系統(tǒng)，快速、高效、準確地發(fā)布、批改、評價學生作業(yè)和練習考試等情況，提供即時反饋，幫助學生及時了解自己的學習進度和存在的問題。同時，系統(tǒng)可以根據(jù)問題整理，歸類生成錯題集，形成過程性資料等。

（2）提供安全優(yōu)質(zhì)的校園服務。人工智能技術(shù)是構(gòu)建智慧校園的核心技術(shù)之一，它通過物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)手段，實現(xiàn)校園環(huán)境的立體感知，如智能考勤、智能監(jiān)控、氣象監(jiān)測、湖水水質(zhì)監(jiān)測等，提供智慧型的一體化管理、教學、科研和生活服務。目前，學校搭建的校園周界報警系統(tǒng)可以保障校園的安全和隱私；縣域范圍建有云數(shù)據(jù)服務中心，其中三個信息系統(tǒng)應用二級等保，有效為學校信息系統(tǒng)和數(shù)D8ZhYnE8Jo7SDdFD7QCgzvUgn2VmyEX7uAkgB8fXo8E=據(jù)安全保駕護航。食堂、氣象、水質(zhì)等智能化管理信息系統(tǒng)的建成，讓校園服務更加安全高效。

人工智能使校園管理變成一個從信息采集、分析研判、咨詢論證、規(guī)劃決策，到執(zhí)行監(jiān)控，再到反饋調(diào)整的過程化調(diào)整系統(tǒng)。同時人工智能也提供了廣泛而精準的信息來源，使管理工作更加精準，發(fā)揮決策輔助作用，便于進行過程監(jiān)控和動態(tài)調(diào)整，促進了教育管理流程由碎片化走向集約化。

人工智能在普通高中教育中的發(fā)展思考

1.教師角色的轉(zhuǎn)變和專業(yè)發(fā)展需求

教師需要從傳統(tǒng)的知識傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W習引導者和教育創(chuàng)新者[3]。因此，為了提升教師的數(shù)字化素養(yǎng)和人工智能應用能力，一方面需要增加培訓機會和平臺。通過各類國培、省培項目，打破原有信息技術(shù)教師參與此類培訓的定勢，不限學科，讓更多教師參加數(shù)字化素養(yǎng)提升培訓，選擇一部分其他學科優(yōu)秀教師參與，引領(lǐng)所有教師同步前進。另一方面要優(yōu)化培訓的組織形式和實踐內(nèi)容。在培訓中，尤其是在AI發(fā)展的認識和使用方面的培訓，適當減少理論培訓，增加實操培訓，讓教師利用AI技術(shù)進行生成性教學資源、實驗場景模擬、互動教學、生成性學習資源供給、學生綜合素質(zhì)評價等操作，提升教師利用AI轉(zhuǎn)變教育教學方式的意識和能力。

2.技術(shù)與教育實踐的有效結(jié)合問題

技術(shù)的不斷更新需要教育工作者不斷學習和適應，同時也需要解決技術(shù)與教育實踐的有效結(jié)合問題。

（1）利用技術(shù)重塑課堂形態(tài)。我們需要設計出既具有高度可操作性又易于被接受的智能教育應用場景，這些場景能夠?qū)⑷斯ぶ悄芗夹g(shù)與學科知識、專業(yè)培養(yǎng)和課程內(nèi)容深度融合，從而推動教育體系的創(chuàng)新和升級，為學生提供一個更加豐富、互動和個性化的學習環(huán)境。

（2）利用技術(shù)創(chuàng)新學習方式。在當今這個日新月異的時代，技術(shù)創(chuàng)新已成為推動學習方式變革的強大引擎。我們不僅要利用先進的技術(shù)手段，打造個性化和互動性強的學習平臺，還要通過項目式學習、翻轉(zhuǎn)課堂、在線協(xié)作等新型教學模式，激發(fā)學生的主動性、創(chuàng)造性和批判性思維。這樣，學生不僅能在學習過程中掌握知識和技能，還能鍛煉解決問題的能力和養(yǎng)成終身學習的習慣，為成為未來的創(chuàng)新領(lǐng)導者打下堅實的基礎(chǔ)。

當然，我們要警惕技術(shù)帶來的不確定因素，妥善處理個人數(shù)據(jù)，保護教師和學生隱私權(quán)。我們要認識到技術(shù)的迭代和更新背后可能會引來的不確定因素，警惕技術(shù)對教學的風險。

總結(jié)與展望

人工智能技術(shù)能夠提高校園管理的效率和安全性；幫助教師進行精準教學，提高教學效果，使學生更有效地掌握知識；能夠不斷縮小不同地區(qū)、不同背景學生之間的教育資源差距，促進教育公平；能夠促進學生全面發(fā)展，關(guān)注學生的個性化需求，幫助學生發(fā)展特長，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和批判性思維。因此，人工智能技術(shù)在普通高中教育中的應用具有巨大的潛力，但同時也面臨著技術(shù)、倫理和教育實踐等方面的挑戰(zhàn)。未來，我們要關(guān)注如何更好地整合人工智能技術(shù)與教育實踐，重視學生的素質(zhì)教育，重點培養(yǎng)學生的計算思維、創(chuàng)新思維、數(shù)字素養(yǎng)、學科交叉跨界能力以及終身學習能力。

參考文獻

黃榮懷. 智能教育：內(nèi)涵、應用與發(fā)展趨勢[J]. 中國電化教育，2018（1）：1-9+17.

[3] 張文靜，楊潔. 人工智能賦能教育：挑戰(zhàn)與應對[J]. 中國電化教育，2020（4）： 1-8.

編 輯：徐靖程