人工智能赋能学校教育改革创新的实践探索

【摘要】人工智能时代的教育要在吸收和融合传统教育教学优点的背景下，对教学资源的内容、形态、教学活动的组织形式、学习活动的方式、学习评价的手段等进行系统变革。人工智能背景下的教育变革可以从拔尖创新人才培养、课堂教学创新、课程体系建构、教师专业成长、教育教学评价等多个维度同时进行。【关键词】人工智能；赋能；教育改革近20年来，我国人工智能赋能教育教学的研究主要聚焦于人工智能促进教育信息化发展、智能技术缓解在线教育开展困难、“人工智能+”融合构筑新工科改革框架、自适应学习系统延展个性化学习路径、智能时代需求引领未来人才培养等方向[1]。人工智能技术也能帮助学生构建完善的知识体系，在数学、英语、生物、化学、信息科技等学科教学中，实现内外融通，优化师生互动，全面提高学生的学科核心素养[2]。在智能教育的时代背景下，人工智能必将助推学校教育教学方式方法的变革，打造学校教育的新生态，为教师的发展赋能；以人工智能为基础展开的辅助教学系统应用研究终会得到各方的广泛重视；大数据的发展，必将会深刻影响教育评价[3]。新时代背景下，人工智能赋能拔尖创新人才培养人工智能教育在未来人才培养的批判性思考与解决问题的能力、跨界合作与以身作则的领导力、灵活性与适应力、主动进取与开创精神、有效的口头与书面沟通能力、评估与分析信息的能力、好奇心与想象力等方面具有特有的优势，这使人工智能教育具有先天的前沿特征。课程是实现育人目标的手段，如何设计中小学人工智能课程的内容，这是人工智能教育落地亟待解决的首要问题。北京市润丰学校与中国教育发展战略学会合作，参考韩力群教授主编的《中小学人工智能课程教学指南》，以培养学生创新意识、综合能力，提升人工智能科学素养为导向，以跨学科内容为契合，以开展中小学人工智能教学活动为实践策略，探索并开发素养导向下的1～9年级人工智能课程体系，为拔尖创新人才的培养奠定了课程基础。“双减”背景下，人工智能赋能课堂变革“双减”的根本出发点是让课堂教学回归育人，实现立德树人的根本目标。基于学生主动知识建构，借助人工智能经验，学校建构了“问学课堂”模式（图1）。聚焦“学习”和“问题”，回归学习本质，做到“学”与“问”联动，“学”与“问”相济，以“问”促学，以“问”促思，激活学生的思维。“问学”课堂基本结构包括：启问导标—自学调控—内化反馈—总结反思—自主检测—问题解决的主动知识建构过程。同时，通过人工智能进课堂，构建人工智能的“赋能”系统，真正实现教学理念、教学过程、学习方式和教育评价的变革。新课标引领下，人工智能赋能课程发展以核心素养为导向的《义务教育新课程方案和课程标准（2022年版）》对教学提出了新要求、新挑战，这意味着整个育人方式和人才培养模式都将进行深刻的变革和创新。新课标在“基本原则”中明确要求“开展跨学科主题教学，强化课程协同育人功能”。因此，人工智能教育也将成为跨学科课程融合的有效突破口，使新课标引领下的课程建设与发展有的放矢。学校在各个年级开设人工智能课程的同时，在原有“七彩阳光”课程的基础上，进一步丰富学校课程育人體系，拓展创生以AI课程为首的“五五”特色课程体系，实践以AI课程、美健课程、戏剧课程、国学课程、双语课程为核心的五育并举的全面发展特色校本课程体系。大数据背景下，人工智能赋能教师专业成长人工智能赋能的教育为教师专业发展提供了机遇和支持，而人工智能赋能的教与学变革促进教师不断接触和了解新的信息技术，不断更新教育观念，不断提高教育教学效率的开拓性、创新性。从教学活动角度看，新时代要求教师具有数字化学习和工作的能力，具备信息技术、信息化教学法知识和信息化学科教学法知识，能够将新思维迁移到新的教学情境中，能够利用信息技术开展协作化的教学[4]。学校根据人工智能深度融合的特点，率先建立“AI研究院”，以“分层培养，自主发展”的方式融合教学，组建人工智能骨干教学团队。其次，加强与高校、科研团队的合作，通过质量测评系统记录的在教育教学过程中存在的大量数据，有针对性地建立“人工智能课堂教学分析模型”，借助大数据技术分析这些数据，帮助教师发现教学中存在的不足，并提供改进方案。最后，面向全体教师，开展课程化的全学科全员培训，帮助全体教师提高理论水平和实践技能。教育变革背景下，探索人工智能赋能的课程评价标准人工智能时代新型的教育生态环境、新型的认知与学习方式、新型的学校与区域教育体系，对教育评价提出了新的诉求，呼唤多元主体参与的、个性化的、精准的、发展性的教育评价体系[5]。学校已成为中国教科院未来实验室“基于AI赋能课堂评价标准”的智慧教育实验学校，积极参与人工智能赋能的课堂评价标准的前期标准工具表研制工作。启动阶段力求实现三个方面的初步架构：一是探索新课程方案新课程标准背景下的课堂评价新标准研制；二是探索AI技术应用课堂评价标准的可能性操作性；三是探索如何选择学科进行相关量表前期测试，为评价标准研制精准性提供支持。在课堂评价变革的过渡时期，为了衔接多元化的课堂评价标准，学校提出了自己的课堂评价模式。主要侧重于课堂教学的五个方向：区域课堂评价标准的最新导向、体现“问学课堂”的思想、项目研究院的主题研究、思维导图设计、分层和限时作业设计。这种立体的评价模式，在人工智能的参与下，能够实现从传统课堂评价模式，至“25314”评价模式的过渡，直至变革传统的甄别、选拔的评价标准，从促进发展、关注过程的角度制定人工智能赋能的课堂评价标准，对于落实“双减”的减负增效，特别是新颁布的“1+16”课程方案和学科课程标准的落地生根是极为重要的现实操作引领，以更好地促进学生全面、个性化发展。学校在人工智能课程方面已经取得丰硕成果，在2021年、2022年连续两年