摘 要 新的形勢(shì)和新的時(shí)代之下，將人工智能運(yùn)用于學(xué)校教育教學(xué)是實(shí)現(xiàn)教育信息化的重要前提，也是當(dāng)前大多數(shù)學(xué)校的發(fā)展趨勢(shì)。人工智能可以優(yōu)化教學(xué)資源、創(chuàng)設(shè)智能化教學(xué)環(huán)境、促進(jìn)教學(xué)評(píng)價(jià)創(chuàng)新發(fā)展;人工智能可以應(yīng)用于教學(xué)系統(tǒng)、學(xué)習(xí)平臺(tái)、管理系統(tǒng)和智慧校園的建設(shè)中。但仍面臨技術(shù)不成熟、大數(shù)據(jù)不足、人才短缺等現(xiàn)實(shí)困境，應(yīng)著重從優(yōu)化課程設(shè)計(jì)、進(jìn)化教師角色、擴(kuò)展教育數(shù)據(jù)和回歸教育本質(zhì)等路徑解決這些問題。

關(guān)鍵詞 人工智能 學(xué)校 教育 突破

2017年國務(wù)院發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，在規(guī)劃中著重強(qiáng)調(diào)了將人工智能應(yīng)用于教育領(lǐng)域的重要性[1]。2018年教育部印發(fā)的《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》中指出：“推動(dòng)人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)，積極開展智慧教育，支持教育模式變革和生態(tài)重構(gòu)?！盵2]新的時(shí)代，人工智能改變了人們的生活，也改變了教育的大環(huán)境，將人工智能推廣到學(xué)校的教育教學(xué)中去成為當(dāng)下教育領(lǐng)域的迫切任務(wù)。

一、人工智能應(yīng)用于學(xué)校教育教學(xué)的意義

1.人工智能優(yōu)化學(xué)校教育的教學(xué)工具和教學(xué)資源

在這個(gè)信息化的智能時(shí)代，人工智能不僅創(chuàng)新了教師的教學(xué)工具，也給學(xué)生帶來了全新的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。近幾年來，教育部出臺(tái)了一系列信息化建設(shè)的規(guī)劃政策，這些政策的出臺(tái)表明，伴隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的迅猛發(fā)展，當(dāng)前社會(huì)的人才需求和教育形態(tài)都已經(jīng)發(fā)生了深刻變化。人工智能對(duì)學(xué)校教育教學(xué)工具的創(chuàng)新將貫穿到每個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)學(xué)科都離不開人工智能，如果學(xué)校能夠把人工智能當(dāng)作教學(xué)工具并加以充分利用，教學(xué)情境也會(huì)更真實(shí)。

2.人工智能為學(xué)校教育創(chuàng)設(shè)智能化的教學(xué)環(huán)境

信息時(shí)代的來臨，人工智能的產(chǎn)品正在逐步進(jìn)入學(xué)校的各個(gè)部門，給教學(xué)和管理都帶來了更加智能的交互環(huán)境。有了人工智能的引入，能夠較為客觀地對(duì)教師的教育成果給出教學(xué)評(píng)價(jià)。引導(dǎo)學(xué)生如何學(xué)習(xí)、如何思考，應(yīng)該是未來教育工作者或者教育體系改革的方向。人工智能融入學(xué)校教育教學(xué)，不僅能夠減輕教師的教學(xué)任務(wù)，同時(shí)也能提升教師的信息素養(yǎng)，加強(qiáng)教師在教學(xué)中運(yùn)用人工智能的能力。學(xué)生在學(xué)習(xí)任何一個(gè)學(xué)科之前，首先要學(xué)會(huì)邏輯思考，然后再進(jìn)入具體的學(xué)科學(xué)習(xí)，這樣才能實(shí)現(xiàn)“全人的培養(yǎng)”。

3.人工智能促進(jìn)學(xué)校教學(xué)評(píng)價(jià)與教學(xué)管理的創(chuàng)新發(fā)展

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)為現(xiàn)代教育教學(xué)賦能增效，逐步改變著學(xué)校教育生態(tài)。將人工智能運(yùn)用于學(xué)校的教育教學(xué)，不僅可以創(chuàng)新教師的教學(xué)方式和教學(xué)工具，同時(shí)也能為學(xué)校的教學(xué)評(píng)價(jià)和教學(xué)管理提供數(shù)據(jù)支撐。傳統(tǒng)課堂的教學(xué)觀察與評(píng)價(jià)，大多是依據(jù)教育評(píng)價(jià)者現(xiàn)場觀摩、研討，或者依據(jù)視頻、語音等資源分享，進(jìn)行相對(duì)主觀性的教育評(píng)價(jià)。由于時(shí)間、空間及技術(shù)的限制，課堂評(píng)價(jià)缺乏客觀、全面的教學(xué)數(shù)據(jù)匯聚與分析，難以形成標(biāo)準(zhǔn)化的評(píng)價(jià)體系以及客觀的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)依據(jù)，課堂教學(xué)觀察評(píng)價(jià)面臨方法上的困難以及評(píng)價(jià)依據(jù)的主觀性。有了人工智能的技術(shù)，利用人工智能技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)教學(xué)課堂，利用數(shù)據(jù)來分析，為教學(xué)評(píng)價(jià)和教學(xué)管理提供了較為客觀的數(shù)據(jù)支撐，能夠較好地促進(jìn)教學(xué)成果。

二、人工智能在學(xué)校教育教學(xué)中的應(yīng)用

1.基于人工智能的教學(xué)系統(tǒng)

基于人工智能的教學(xué)系統(tǒng)，可以讓教師在上課的過程中，利用試卷講評(píng)模塊進(jìn)行有針對(duì)性的講解，將學(xué)生的錯(cuò)題按照得分率進(jìn)行排序，優(yōu)先解決學(xué)生的共性問題。同時(shí)，智能教學(xué)系統(tǒng)通過對(duì)大數(shù)據(jù)的分析，會(huì)將學(xué)生的錯(cuò)題進(jìn)行關(guān)聯(lián)與分析并自動(dòng)推薦拓展資源，形成學(xué)生的知識(shí)圖譜。教師通過拓展資源幫助同學(xué)們進(jìn)行舉一反三的訓(xùn)練，解決了傳統(tǒng)講評(píng)課中抓不住學(xué)生難點(diǎn)的問題，從而提高了教學(xué)成效。

2.基于人工智能的學(xué)習(xí)平臺(tái)

基于人工智能的學(xué)習(xí)平臺(tái)使得學(xué)生的學(xué)習(xí)變得更加智能、多元化，不再局限于傳統(tǒng)的課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)。人工智能的學(xué)習(xí)平臺(tái)，為學(xué)習(xí)者提供了更加智能的學(xué)習(xí)環(huán)境和平臺(tái)，同時(shí)還伴有智能的學(xué)習(xí)成效的評(píng)測(cè)功能，提升了自主學(xué)習(xí)的交互性?；谌斯ぶ悄芗夹g(shù)研發(fā)的智能學(xué)習(xí)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器智能與教師智慧相融合的創(chuàng)新性發(fā)展，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3.基于人工智能的管理系統(tǒng)

智能校園管理系統(tǒng)是人工智能技術(shù)和管理職能的集成體，能夠較好地代替教師完成一些需要人工來完成的任務(wù)。比如學(xué)?？梢岳糜?jì)算機(jī)視覺相關(guān)技術(shù)對(duì)學(xué)生進(jìn)行監(jiān)考，這直接代替了監(jiān)考老師的工作，并且從一定程度上保證了監(jiān)考的公平性。學(xué)校也可以利用人臉識(shí)別進(jìn)行上課簽到，節(jié)省了教師上課的寶貴時(shí)間，并且可以預(yù)防代替簽到的現(xiàn)象。

4.基于人工智能的智慧校園

智慧校園不僅能給學(xué)校的管理帶來便捷，也能給學(xué)生一個(gè)更好的校園環(huán)境。在這個(gè)信息化的智能新時(shí)代，將人工智能融入到學(xué)校的教育教學(xué)是智能時(shí)代的一種必然趨勢(shì)。未來的教育是人與人工智能協(xié)作的教育。人工智能和大數(shù)據(jù)正在把課堂還給學(xué)生，也正在把更多機(jī)會(huì)帶給教師，幫助他們從重復(fù)性、模式化的工作中解放出來，釋放教師的勞動(dòng)力價(jià)值。正是有了人工智能帶來的智能環(huán)境，教師不再被繁瑣的閱卷工作所困，可以有更多的自主時(shí)間來創(chuàng)新教育教學(xué)內(nèi)容，不斷變革教學(xué)方式，切實(shí)提高教學(xué)的實(shí)效性。

三、人工智能應(yīng)用于學(xué)校教育教學(xué)的現(xiàn)實(shí)困境

1.技術(shù)的不成熟限制了人工智能在學(xué)校教育教學(xué)中的推廣

人工智能是信息時(shí)代的產(chǎn)物，尚處在發(fā)展的階段，因而人工智能本身也還存在著一些缺陷及有待完善的地方?？傮w來看，目前我國的人工智能還不夠成熟，一些技術(shù)上的缺陷容易導(dǎo)致工作異常，也可能帶來安全隱患。正是由于人工智能技術(shù)本身的不成熟，限制了其在學(xué)校教育教學(xué)中的應(yīng)用和推廣。教育事業(yè)由于其自身特殊性，涉及到的業(yè)務(wù)種類、范圍紛繁復(fù)雜，每一所學(xué)校都有自己的學(xué)?？蚣芤约稗k學(xué)定位，人工智能的技術(shù)在學(xué)校教育領(lǐng)域的推廣并不具有普適性和通用性，從而限制了其在學(xué)校教育教學(xué)中的應(yīng)用[3]。

2.大數(shù)據(jù)不足限制了人工智能在學(xué)校教育教學(xué)中的應(yīng)用

隨著時(shí)代的發(fā)展，人工智能時(shí)代正在不可阻擋地來到我們身邊，在教育方面人工智能的滲透和運(yùn)用也將不斷凸顯。但就目前的發(fā)展來看，人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用還處于原始的起步階段。這其中很重要的一個(gè)原因在于教育大數(shù)據(jù)的欠缺，數(shù)據(jù)資源的不足限制了其在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用。比如各個(gè)學(xué)校的學(xué)籍?dāng)?shù)據(jù)在現(xiàn)階段并沒有實(shí)現(xiàn)共享，能夠獲取到的學(xué)生基本學(xué)籍信息不多，這就阻礙了學(xué)籍信息庫大數(shù)據(jù)的生成。大數(shù)據(jù)是信息技術(shù)最新發(fā)展成果的典型代表，是工業(yè)4.0等各行業(yè)新一輪重大變革浪潮的主要推手，也對(duì)教育行業(yè)產(chǎn)生了重大影響[4]。如果能夠?qū)⒋髷?shù)據(jù)、人工智能和學(xué)校教育教學(xué)三者相結(jié)合起來，將有助于傳統(tǒng)教學(xué)中的問題。

3.人才的短缺制約了人工智能在學(xué)校教育教學(xué)中的發(fā)展

新時(shí)代對(duì)人工智能的運(yùn)用需要專業(yè)的人才來實(shí)現(xiàn)，人才的短缺成為了當(dāng)前的突出問題。人工智能的應(yīng)用由于其專業(yè)性要求，人才短缺的缺口越來越大[5]。有數(shù)據(jù)表明，在過去的五年時(shí)間里，世界各國對(duì)于人工智能所投入的研究每年接近13%的速度快速增長。國際數(shù)據(jù)公司（IDC）也做出了預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)到2022年我國的人工智能市場規(guī)模將達(dá)到98.4億美元。有專家預(yù)測(cè)，在接下來的一年里，各種人工智能技術(shù)將加速更新?lián)Q代，應(yīng)用范圍也將不斷擴(kuò)大?？梢哉f人工智能是當(dāng)下智能時(shí)代最炙手可熱的朝陽產(chǎn)業(yè)。新的時(shí)代，推動(dòng)人工智能在學(xué)校教育教學(xué)中的發(fā)展，人才的缺口問題不容忽視[6]。與此同時(shí)，面對(duì)這一突出的人才困局，學(xué)校也應(yīng)著重開設(shè)相關(guān)課程，培養(yǎng)出兼?zhèn)溲邪l(fā)能力與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的人才，精準(zhǔn)對(duì)接產(chǎn)業(yè)升級(jí)需求，以此來應(yīng)對(duì)當(dāng)前人工智能應(yīng)用于學(xué)校教育教學(xué)的困境。

四、人工智能應(yīng)用于學(xué)校教育教學(xué)困境的突破路徑

1.優(yōu)化課程設(shè)計(jì)，重構(gòu)人工智能教育課程體系

當(dāng)下，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人類在人工智能的算法上取得了很多重大突破。教育數(shù)據(jù)的不斷拓展，能夠更好地為構(gòu)建智能化的學(xué)校提供資源。人工智能通過圖像識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)人工智能機(jī)器的閱卷，極大的節(jié)約了傳統(tǒng)閱卷中教師的時(shí)間。人工智能依托語音識(shí)別、人臉識(shí)別、智能物聯(lián)、自然語言處理、圖像識(shí)別等先進(jìn)技術(shù)，深入課堂教學(xué)的教學(xué)過程，通過分析學(xué)生在課堂中的活躍度、專注度等實(shí)現(xiàn)全過程、多維度、自動(dòng)化的課堂觀察，匯聚與分析師生教學(xué)過程中的行為數(shù)據(jù)，為精準(zhǔn)的學(xué)情分析、高效的教學(xué)質(zhì)量、客觀的教學(xué)評(píng)價(jià)、科學(xué)的教學(xué)行為觀察等賦能增效。

2.轉(zhuǎn)變教師角色，著力培育服務(wù)導(dǎo)向的智慧教師

在社會(huì)主義新時(shí)代，信息技術(shù)迅猛發(fā)展，教育更應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，迎頭趕上。面對(duì)人工智能發(fā)展帶來的新挑戰(zhàn)，學(xué)校應(yīng)該主動(dòng)去學(xué)習(xí)新的信息技術(shù)以應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，充分發(fā)揮人的主觀能動(dòng)性，取長補(bǔ)短以彌補(bǔ)人工智能的不足。同時(shí)，教師應(yīng)不斷通過自身的努力學(xué)習(xí)，跟上信息時(shí)代的步伐[7]。通過自身不斷的學(xué)習(xí)跟上時(shí)代的步伐。將人工智能運(yùn)用于學(xué)校的教育教學(xué)，教師的角色會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變，人工智能能夠更好地替代教師的日常講授的工作，這對(duì)教師來說能夠極大地減少日常的繁瑣工作。但是單靠人工智能不可能實(shí)現(xiàn)教書育人的使命，只有教師和人工智能教育兩者相互結(jié)合，相互協(xié)調(diào)，學(xué)生才能更大程度地受益于人工智能帶來的智慧型學(xué)習(xí)。

3.擴(kuò)展教育數(shù)據(jù)，用人工智能助力學(xué)校教學(xué)管理

將人工智能運(yùn)用于學(xué)校教育教學(xué)實(shí)現(xiàn)了從“先教后學(xué)”轉(zhuǎn)向“先學(xué)后教”，有助于解決傳統(tǒng)教學(xué)中存在的一些缺陷?；诖髷?shù)據(jù)的支撐，人工智能技術(shù)可以通過對(duì)學(xué)生及教師的人臉、語音、行為等數(shù)據(jù)進(jìn)行全過程、多維度、自動(dòng)化及動(dòng)態(tài)量化的采集與分析，識(shí)別學(xué)生在不同教學(xué)環(huán)境、教學(xué)模式下的專注度、活躍度等狀態(tài)，依據(jù)學(xué)校的教學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行自定義指標(biāo)建模，形成各個(gè)班級(jí)、各個(gè)學(xué)校的課堂教學(xué)評(píng)價(jià)分析報(bào)告，能有效實(shí)現(xiàn)課堂觀察，以及教育評(píng)價(jià)的簡單化與科學(xué)化，從而真正幫助學(xué)校的教師、學(xué)生、教育管理者針對(duì)性地優(yōu)化教學(xué)方式，提高教育質(zhì)量。

4.回歸教育本質(zhì)，智慧校園的建構(gòu)應(yīng)以人為本

當(dāng)人工智能對(duì)傳統(tǒng)的學(xué)校教育地位產(chǎn)生沖擊的時(shí)候，我們應(yīng)該思考的最基本的問題即教育的本質(zhì)。正如聯(lián)合國教科文組織發(fā)布的報(bào)告《反思教育：向“全球共同利益”的理念轉(zhuǎn)變？》中所說的：“學(xué)校教育的重要性并沒削弱。學(xué)校教育是制度化學(xué)習(xí)和在家庭之外實(shí)現(xiàn)社會(huì)化的第一步，是社會(huì)學(xué)習(xí)（學(xué)會(huì)做人和學(xué)會(huì)生存）的重要組成部分。學(xué)習(xí)不應(yīng)只是個(gè)人的事情，作為一種社會(huì)經(jīng)驗(yàn)，需要與他人共同學(xué)習(xí)，以及通過與同伴和老師進(jìn)行討論及辯論的方式來實(shí)現(xiàn)?！苯逃谋举|(zhì)是培養(yǎng)人，所以，價(jià)值觀的教育變得越來越重要，在培養(yǎng)學(xué)生擁有批判性思維的前提下，教會(huì)他們?nèi)绾巫鲆粋€(gè)有價(jià)值的人，是和思維力和想象力同等重要的。任何事物都是一分為二的，在看到人工智能帶給我們的積極面的同時(shí)，也應(yīng)反思教育的本質(zhì)問題，重新審視學(xué)校教育所肩負(fù)的職能。因而，在利用人工智能技術(shù)構(gòu)建智慧校園時(shí)應(yīng)遵從以人為本的基本原則。

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[作者：楊瑞（1981-），女，河南蘭考人，重慶城市管理職業(yè)學(xué)院，副教授，碩士。]

【責(zé)任編輯 陳國慶】