人工智能賦能學(xué)校教育改革創(chuàng)新的實(shí)踐探索

【摘要】人工智能時(shí)代的教育要在吸收和融合傳統(tǒng)教育教學(xué)優(yōu)點(diǎn)的背景下，對(duì)教學(xué)資源的內(nèi)容、形態(tài)、教學(xué)活動(dòng)的組織形式、學(xué)習(xí)活動(dòng)的方式、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的手段等進(jìn)行系統(tǒng)變革。人工智能背景下的教育變革可以從拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)、課堂教學(xué)創(chuàng)新、課程體系建構(gòu)、教師專業(yè)成長(zhǎng)、教育教學(xué)評(píng)價(jià)等多個(gè)維度同時(shí)進(jìn)行?！娟P(guān)鍵詞】人工智能；賦能；教育改革近20年來，我國(guó)人工智能賦能教育教學(xué)的研究主要聚焦于人工智能促進(jìn)教育信息化發(fā)展、智能技術(shù)緩解在線教育開展困難、“人工智能+”融合構(gòu)筑新工科改革框架、自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)延展個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑、智能時(shí)代需求引領(lǐng)未來人才培養(yǎng)等方向[1]。人工智能技術(shù)也能幫助學(xué)生構(gòu)建完善的知識(shí)體系，在數(shù)學(xué)、英語、生物、化學(xué)、信息科技等學(xué)科教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外融通，優(yōu)化師生互動(dòng)，全面提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)[2]。在智能教育的時(shí)代背景下，人工智能必將助推學(xué)校教育教學(xué)方式方法的變革，打造學(xué)校教育的新生態(tài)，為教師的發(fā)展賦能；以人工智能為基礎(chǔ)展開的輔助教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用研究終會(huì)得到各方的廣泛重視；大數(shù)據(jù)的發(fā)展，必將會(huì)深刻影響教育評(píng)價(jià)[3]。新時(shí)代背景下，人工智能賦能拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)人工智能教育在未來人才培養(yǎng)的批判性思考與解決問題的能力、跨界合作與以身作則的領(lǐng)導(dǎo)力、靈活性與適應(yīng)力、主動(dòng)進(jìn)取與開創(chuàng)精神、有效的口頭與書面溝通能力、評(píng)估與分析信息的能力、好奇心與想象力等方面具有特有的優(yōu)勢(shì)，這使人工智能教育具有先天的前沿特征。課程是實(shí)現(xiàn)育人目標(biāo)的手段，如何設(shè)計(jì)中小學(xué)人工智能課程的內(nèi)容，這是人工智能教育落地亟待解決的首要問題。北京市潤(rùn)豐學(xué)校與中國(guó)教育發(fā)展戰(zhàn)略學(xué)會(huì)合作，參考韓力群教授主編的《中小學(xué)人工智能課程教學(xué)指南》，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、綜合能力，提升人工智能科學(xué)素養(yǎng)為導(dǎo)向，以跨學(xué)科內(nèi)容為契合，以開展中小學(xué)人工智能教學(xué)活動(dòng)為實(shí)踐策略，探索并開發(fā)素養(yǎng)導(dǎo)向下的1～9年級(jí)人工智能課程體系，為拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)奠定了課程基礎(chǔ)?！半p減”背景下，人工智能賦能課堂變革“雙減”的根本出發(fā)點(diǎn)是讓課堂教學(xué)回歸育人，實(shí)現(xiàn)立德樹人的根本目標(biāo)?；趯W(xué)生主動(dòng)知識(shí)建構(gòu)，借助人工智能經(jīng)驗(yàn)，學(xué)校建構(gòu)了“問學(xué)課堂”模式（圖1）。聚焦“學(xué)習(xí)”和“問題”，回歸學(xué)習(xí)本質(zhì)，做到“學(xué)”與“問”聯(lián)動(dòng)，“學(xué)”與“問”相濟(jì)，以“問”促學(xué)，以“問”促思，激活學(xué)生的思維。“問學(xué)”課堂基本結(jié)構(gòu)包括：?jiǎn)枌?dǎo)標(biāo)—自學(xué)調(diào)控—內(nèi)化反饋—總結(jié)反思—自主檢測(cè)—問題解決的主動(dòng)知識(shí)建構(gòu)過程。同時(shí)，通過人工智能進(jìn)課堂，構(gòu)建人工智能的“賦能”系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)理念、教學(xué)過程、學(xué)習(xí)方式和教育評(píng)價(jià)的變革。新課標(biāo)引領(lǐng)下，人工智能賦能課程發(fā)展以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的《義務(wù)教育新課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》對(duì)教學(xué)提出了新要求、新挑戰(zhàn)，這意味著整個(gè)育人方式和人才培養(yǎng)模式都將進(jìn)行深刻的變革和創(chuàng)新。新課標(biāo)在“基本原則”中明確要求“開展跨學(xué)科主題教學(xué)，強(qiáng)化課程協(xié)同育人功能”。因此，人工智能教育也將成為跨學(xué)科課程融合的有效突破口，使新課標(biāo)引領(lǐng)下的課程建設(shè)與發(fā)展有的放矢。學(xué)校在各個(gè)年級(jí)開設(shè)人工智能課程的同時(shí)，在原有“七彩陽光”課程的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步豐富學(xué)校課程育人體系，拓展創(chuàng)生以AI課程為首的“五五”特色課程體系，實(shí)踐以AI課程、美健課程、戲劇課程、國(guó)學(xué)課程、雙語課程為核心的五育并舉的全面發(fā)展特色校本課程體系。大數(shù)據(jù)背景下，人工智能賦能教師專業(yè)成長(zhǎng)人工智能賦能的教育為教師專業(yè)發(fā)展提供了機(jī)遇和支持，而人工智能賦能的教與學(xué)變革促進(jìn)教師不斷接觸和了解新的信息技術(shù)，不斷更新教育觀念，不斷提高教育教學(xué)效率的開拓性、創(chuàng)新性。從教學(xué)活動(dòng)角度看，新時(shí)代要求教師具有數(shù)字化學(xué)習(xí)和工作的能力，具備信息技術(shù)、信息化教學(xué)法知識(shí)和信息化學(xué)科教學(xué)法知識(shí)，能夠?qū)⑿滤季S遷移到新的教學(xué)情境中，能夠利用信息技術(shù)開展協(xié)作化的教學(xué)[4]。學(xué)校根據(jù)人工智能深度融合的特點(diǎn)，率先建立“AI研究院”，以“分層培養(yǎng)，自主發(fā)展”的方式融合教學(xué)，組建人工智能骨干教學(xué)團(tuán)隊(duì)。其次，加強(qiáng)與高校、科研團(tuán)隊(duì)的合作，通過質(zhì)量測(cè)評(píng)系統(tǒng)記錄的在教育教學(xué)過程中存在的大量數(shù)據(jù)，有針對(duì)性地建立“人工智能課堂教學(xué)分析模型”，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)分析這些數(shù)據(jù)，幫助教師發(fā)現(xiàn)教學(xué)中存在的不足，并提供改進(jìn)方案。最后，面向全體教師，開展課程化的全學(xué)科全員培訓(xùn)，幫助全體教師提高理論水平和實(shí)踐技能。教育變革背景下，探索人工智能賦能的課程評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)人工智能時(shí)代新型的教育生態(tài)環(huán)境、新型的認(rèn)知與學(xué)習(xí)方式、新型的學(xué)校與區(qū)域教育體系，對(duì)教育評(píng)價(jià)提出了新的訴求，呼喚多元主體參與的、個(gè)性化的、精準(zhǔn)的、發(fā)展性的教育評(píng)價(jià)體系[5]。學(xué)校已成為中國(guó)教科院未來實(shí)驗(yàn)室“基于AI賦能課堂評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)”的智慧教育實(shí)驗(yàn)學(xué)校，積極參與人工智能賦能的課堂評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的前期標(biāo)準(zhǔn)工具表研制工作。啟動(dòng)階段力求實(shí)現(xiàn)三個(gè)方面的初步架構(gòu)：一是探索新課程方案新課程標(biāo)準(zhǔn)背景下的課堂評(píng)價(jià)新標(biāo)準(zhǔn)研制；二是探索AI技術(shù)應(yīng)用課堂評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的可能性操作性；三是探索如何選擇學(xué)科進(jìn)行相關(guān)量表前期測(cè)試，為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)研制精準(zhǔn)性提供支持。在課堂評(píng)價(jià)變革的過渡時(shí)期，為了銜接多元化的課堂評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)校提出了自己的課堂評(píng)價(jià)模式。主要側(cè)重于課堂教學(xué)的五個(gè)方向：區(qū)域課堂評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的最新導(dǎo)向、體現(xiàn)“問學(xué)課堂”的思想、項(xiàng)目研究院的主題研究、思維導(dǎo)圖設(shè)計(jì)、分層和限時(shí)作業(yè)設(shè)計(jì)。這種立體的評(píng)價(jià)模式，在人工智能的參與下，能夠?qū)崿F(xiàn)從傳統(tǒng)課堂評(píng)價(jià)模式，至“25314”評(píng)價(jià)模式的過渡，直至變革傳統(tǒng)的甄別、選拔的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，從促進(jìn)發(fā)展、關(guān)注過程的角度制定人工智能賦能的課堂評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于落實(shí)“雙減”的減負(fù)增效，特別是新頒布的“1+16”課程方案和學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)的落地生根是極為重要的現(xiàn)實(shí)操作引領(lǐng)，以更好地促進(jìn)學(xué)生全面、個(gè)性化發(fā)展。學(xué)校在人工智能課程方面已經(jīng)取得豐碩成果，在2021年、2022年連續(xù)兩年