編號：G40（2021）24-

04-01

作者：孔彩靈1 徐艷瓊2 浦紹錦2

摘要：綜合國內外人工智能已有研究成果，本文主要采用圖表結合的方式，分析我國人工智能教育的研發(fā)和應用現(xiàn)狀，總結出人工智能教育應用在中國的發(fā)展邏輯和集成方案解決思路，結合鄉(xiāng)村教育的實際情況，給出人工智能技術在鄉(xiāng)村教育中推廣應用的實施建議。該研究對人工智能技術在教學中的深度融合應用具有一定的理論指導和實踐意義。

關鍵詞：人工智能;新技術;鄉(xiāng)村教育

近幾年，人工智能研究的第三次浪潮席卷全國，覆蓋了人們生活的方方面面，在醫(yī)療、交通、生產和服務等方面有了較為成熟的應用。如百度導航、滴滴出行、智能停車、自動化生產和服務機器人等已進入生產生活的常態(tài)，很大程度上解決了工作效率低下等問題。

在教育領域，智慧批改工具能夠準確識別印刷體和手寫內容;英語單詞跟讀工具可以糾正發(fā)音練習;語音自動識別系統(tǒng)有效督查古詩文背誦……如今，孩子們的學習有了更多“智能小助手”。

人工智能（簡稱AI）是指研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統(tǒng)的一門新的技術科學。本研究中的人工智能泛指綜合各類技術在內的各種智能設備和智能軟件。

一、人工智能教育應用集成方案

教育是一個非常龐大的復雜系統(tǒng)，借用“奮進的旋律”電視劇中的經(jīng)典臺詞：AI教育應用方案也應該采用“平臺+模塊”的開發(fā)模式，讓每個教學環(huán)節(jié)都可以是一個獨立的應用模塊，既能單獨使用，也可嵌入智能教學平臺。因此，智能教學平臺應該具有足夠的開放性和可擴展性，能方便地將每個功能模塊連接到教學平臺上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共聯(lián)共享。同時，教師還可以根據(jù)需要方便地增、減功能模塊，進行自主創(chuàng)新。這樣設計的好處是鄉(xiāng)村學校可以不受經(jīng)費和環(huán)境等條件的限制，教師可以自由選擇需要的部分進行局部輔助教學，讓有意愿的教師先行動起來，在一定范圍內帶動更多的應用，一定程度可以加快AI教育普及的步伐。如作業(yè)幫、小猿口算、學霸君等教育App就屬于模塊功能，只要有手機和網(wǎng)絡，就能使用。當然最理想的做法是將各個分散的功能集成開發(fā)，進行一站式服務，降低教師使用的門檻，統(tǒng)一要求、統(tǒng)一步伐、統(tǒng)一管理和使用。其實，國內外已有很多智能化教育應用集成方案，如百度的智能教育方案，應用百度OCR技術，對作業(yè)、答題卡進行掃描和識別，實現(xiàn)了包括主觀題在內的電子信息化閱卷服務。再如銳學堂互動教學系統(tǒng)，課前、課中、課后的所有活動都可在平臺上進行，全面收集學生學習數(shù)據(jù)。集成方案的共同特征是“云”“網(wǎng)”“端”，具體關系示意圖如圖1所示。

其中“云”主要指智能教學云平臺，提供數(shù)據(jù)處理、計算和服務等云端資源，是AI集成教學的核心。“網(wǎng)”提供本地網(wǎng)絡接入，AI必備的基礎設施，是連接云和端的橋梁。而“端”指終端手持設備，包括教師和學生使用的手機、電腦等，是AI助教的關鍵所在。

“云網(wǎng)端”是一體化教學管理平臺，能實現(xiàn)智能排課，在線選課，協(xié)同備課，網(wǎng)上閱卷、成績分析和教學評價等功能。提供統(tǒng)一門戶管理，為學校管理者、教師、學生和家長提供一站式服務。終極目標是真正實現(xiàn)人機合作，系統(tǒng)能自動組卷、自動出題、自動批改作業(yè)，自動錯題收集，通過過程數(shù)據(jù)采集，進行知識點歸納分析，可針對共性薄弱點，隨堂講解，針對輔導，個別強化練習，幫助學生系統(tǒng)性、高效率地完成學習閉環(huán)。但是該系統(tǒng)信息化、智能化程度較高，只能在條件很好的學校才能執(zhí)行。但這種集成方案受到各種因素的限制，導致很多人沒有機會接觸AI教育的優(yōu)勢，也無從下手去嘗試，減緩了AI在教育中應用的步伐。

二、AI教育應用普及的建議與措施

在很多應用中，人機合作的效率超過其他方式，黨的十九屆四中全會明確提出：發(fā)揮網(wǎng)絡教育和人工智能優(yōu)勢，創(chuàng)新教育和教學方式。因此，“人機結合”也將成為未來教育發(fā)展的主流趨勢，其中機械式、重復性的工作由機器來完成，如替代教師批改作業(yè)、整理收集學習資料、安排考試等。教師將更多精力放在與學生的情感交互、學生人格的塑造、道德品質的培養(yǎng)以及高階思維能力的提高等方面。具體而言，未來的教師會在AI智能助手的幫助下引導學生進行個性化學習，從課前、課中到課后的各個環(huán)節(jié)，教師、AI和學生各司其職，相互配合，達到高效的學習效果。人機合作的教育模式如表1所示。

理想很豐滿，但怎樣將人工智能與鄉(xiāng)村教育教學相結合，使鄉(xiāng)村教師與人工智能系統(tǒng)之間協(xié)同工作，以最大限度地發(fā)揮二者的協(xié)作優(yōu)勢，共同為學生提供更有個性化和高效的教學體驗，仍需進一步研究與探索。AI的出現(xiàn)能否讓優(yōu)質的教育資源下沉到鄉(xiāng)村，這需要政府、學校和企業(yè)等相關單位的共同努力。具體建議是：

1.硬件基礎設施方面。隨著國家對偏遠地區(qū)教育投入力度的不斷加大，在精準扶貧、振興鄉(xiāng)村政策的指引下，基礎教育設施基本不是問題，新建的硬件設備基本都嵌入了人工智能技術的基本教學功能。不久的將來，5G網(wǎng)絡也會普及應用，幾乎全覆蓋的互聯(lián)網(wǎng)為農村的智能教育提供了生長的土壤。優(yōu)質課程資源共享平臺是農村教育扶貧的有效途徑，人工智能教育領域的核心是必須加強AI+教育資源的建設和不斷完善，構建好優(yōu)質教學資源共享平臺，政府需要主導、規(guī)劃、重點投入，建成設施一流的網(wǎng)控中心，為實現(xiàn)優(yōu)質教學信息資源共享打下堅實的基礎。

2.AI人才培養(yǎng)方面。在中小學階段，應讓學生學習與人工智能相關的基礎知識，培養(yǎng)他們對人工智能的興趣。大學已有相應的人工智能專業(yè)，同時還應深化師范生培養(yǎng)課程改革，向他們介紹教育領域常用的人工智能工具，并掌握應用這些工具優(yōu)化教學的方法，將運用AI技術開展教育教學納入師范生基本功培養(yǎng)。教育機器人企業(yè)在應用初期作出的貢獻是值得肯定的，但是隨著機器人教育的逐漸深入與普及，亟需教育行政部門、教學研究機構給以充分的關注、協(xié)調與引導，否則發(fā)展方向就會走偏，甚至事與愿違。

3.教師角色意識方面。AI時代，教師新角色有以下四點：（1）要精準把握和了解學生的成長需要，及時給予細致入微的個性化關懷和呵護，這是AI做不到的。

（2）增強勝任力中的新技術敏感意識，這將是教師在AI時代的教學新基本功。（3）使用新技術的膽識與能力。教師不僅要對技術敏感，更要敢于嘗試使用新技術，成為主導技術的主人。（4）持續(xù)學習、不斷提升自己的心態(tài)與能力。從來沒有一個時代像AI時代一樣，不學習，就淘汰，不持續(xù)學習，就會落伍。在AI與教育融合生態(tài)下，其發(fā)展不會以教師的意志為轉移，教師需要盡快完成角色轉換，成為滿足學生個性化需求的教學服務提供者、動力激發(fā)者和情感呵護者，利用自己的思想和閱歷去引導學生，協(xié)助學生成長，成為AI時代的合格教師。

4.教師AI能力提升途徑。將人工智能融入教師培訓，狠抓其信息技術應用能力。依托省級培訓中心和在線學習平臺，對省內鄉(xiāng)村教師進行信息化教學應用全員輪訓。開展教師智能研修行動，建立課程資源庫，為其提供精準化、定制化的研修服務。構建服務鄉(xiāng)村教師終身學習體系，推進鄉(xiāng)村智能化校園建設。借鑒湖南省的做法，共享省圖書館及各市州圖書館的電子圖書資源，為教師終身學習搭建良好平臺。建立省內鄉(xiāng)村教師電子學習檔案，記錄所學課程、學時學分和學習成效等信息，方便教師及時查詢、動態(tài)調整學習內容，提升學習實效。

5.AI推廣應用的原則。依據(jù)“試點先行，以點帶面，逐步推廣”的原則，選擇信息化條件比較好的地區(qū)和學校，建立教育人工智能示范點，探索教育人工智能的應用模式，并逐漸向全國推廣。AI的教育應用是一項龐大的系統(tǒng)工程，硬件、軟件、人力、財力等因素都直接影響其推進的步伐，這需要國家的政策引導、資金扶持、設備升級改造等，才可能推廣普及。AI在鄉(xiāng)村教育的推廣應用更難，教育者應少喊口號，多付諸行動，采取“先普及、后提高、再創(chuàng)新發(fā)展”的發(fā)展思路。為了降低教師使用的門檻，應該將AI的研發(fā)和應用分開，教師只需了解人工智能，用好產品并服務于對象即可。新技術在教學中的選擇應用好比人們的日常出行，類比示意圖如圖2所示。

要從起點到終點，選擇公共交通，雖然省事省心，但是路途效率不佳，費時費力;自駕走老路，可以自由體驗一路風景，適合休閑自在游。如果要追求時效，最佳選擇是自駕走高速公路，國家花費巨資修建高速，就是為了方便大家高效出行，在時間就是金錢的時代，在可供選擇、也能自主選擇的前提下，即使出點過路費也是大家的首選。愿教育者們都能用選擇高速公路出行的心態(tài)和行動來對待新技術在教育教學中的應用，即使做不了時代的領跑者，至少也要努力成為新技術應用的跟跑者，不拖時代后腿。

科技促進了教與學的方式轉變，人工智能為“因材施教”奠定了技術基礎，評測系統(tǒng)通過發(fā)現(xiàn)學生的易錯點和薄弱點，幫助教師“因人而異”布置作業(yè);智能工具實時捕捉教學反饋，教師備課擁有更多參考依據(jù);虛擬助教可以協(xié)助完成作業(yè)批改，讓教師節(jié)省精力和時間用于課堂創(chuàng)新。雖然人工智能在教育領域的應用還處于早期探索階段，但潛力巨大，需要教師，特別是鄉(xiāng)村教師克服困難和畏懼心理，迎接智能時代新的挑戰(zhàn)，讓技術為我所用，不斷創(chuàng)造新的驚喜，提升自我生存體驗。

*基金資助：曲靖市教育體育局教育科學規(guī)劃課題“鄉(xiāng)村教師成長研究”（項目編號：QJQSKT2019Y B38）。

（作者單位：1.云南師范大學網(wǎng)絡與信息中心? 云南昆明650500;2.云南省宣威市樂豐鄉(xiāng)初級中學? 云南宣威 655423）