摘要：針對(duì)技術(shù)賦能城鄉(xiāng)教育公平的理想與現(xiàn)實(shí)之間的差距，提出技術(shù)與教育公平之間存在一個(gè)中間件的觀念，對(duì)中間件發(fā)展水平差影響城鄉(xiāng)教育公平進(jìn)行了分析，指出鄉(xiāng)村教師數(shù)字化教學(xué)能力是影響城鄉(xiāng)教育公平的最核心因素，是造成城鄉(xiāng)教育不公平的主要因素。該文在論述教育智能體、智能學(xué)習(xí)中心等教育智能化的特征與功能基礎(chǔ)上，以“人工智能+鄉(xiāng)村科學(xué)教育”實(shí)踐探索為支撐，提出在運(yùn)用“智能學(xué)習(xí)中心+課程交互學(xué)習(xí)系統(tǒng)”破解鄉(xiāng)村學(xué)校課程開(kāi)不出、課程開(kāi)不好的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的教育智能化新路徑。

關(guān)鍵詞：教育智能化；城鄉(xiāng)教育公平；智能學(xué)習(xí)中心；人機(jī)協(xié)同教學(xué)

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

* 本文系甘肅省高?？蒲袆?chuàng)新平臺(tái)重大培育項(xiàng)目“鄉(xiāng)村科學(xué)教育數(shù)字化關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用示范”（項(xiàng)目編號(hào)：2024CXPT-20）、甘肅省高等學(xué)校產(chǎn)業(yè)支撐計(jì)劃項(xiàng)目“鄉(xiāng)村教師專業(yè)能力智能測(cè)評(píng)、自適應(yīng)學(xué)習(xí)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用示范”（項(xiàng)目編號(hào)：2022CYZC-10）研究成果。

數(shù)字技術(shù)正在引發(fā)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，商業(yè)模式、金融行業(yè)等各行各業(yè)的數(shù)字化變革。在教育領(lǐng)域，世界各國(guó)對(duì)數(shù)字技術(shù)促進(jìn)教育發(fā)展也作出了預(yù)期性的政策導(dǎo)向，政策文件與學(xué)術(shù)界普遍提出了數(shù)字技術(shù)能夠推動(dòng)教育變革，促進(jìn)教育均衡與教育公平，改變教學(xué)模式與學(xué)生學(xué)習(xí)方式，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量等推論，對(duì)數(shù)字技術(shù)在教育中的功能與作用給出了非常高的預(yù)期。但由于教育的復(fù)雜性，對(duì)技術(shù)變革教育的反思也開(kāi)始出現(xiàn)，聯(lián)合國(guó)教科文組織全球教育監(jiān)測(cè)報(bào)告（2023）《教育技術(shù)：誰(shuí)來(lái)做主？（Technology in education： A TOOL ON WHOSE TERMS ）》認(rèn)為：關(guān)于教育技術(shù)影響的良好、公正的證據(jù)供應(yīng)不足，關(guān)于數(shù)字技術(shù)在教育中的附加值的有力證據(jù)很少，技術(shù)的發(fā)展速度超過(guò)了評(píng)估它的可能速度[1]。教育實(shí)踐的證據(jù)在過(guò)去的二十多年中并沒(méi)有充分證明這些預(yù)期已經(jīng)產(chǎn)生規(guī)模化、可持續(xù)的顯著作用，特別是我們希望利用數(shù)字技術(shù)促進(jìn)城鄉(xiāng)教育均衡與公平發(fā)展的愿望還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。蘋(píng)果公司創(chuàng)始人喬布斯提出：“為什么計(jì)算機(jī)改變了幾乎所有領(lǐng)域，卻唯獨(dú)對(duì)學(xué)校教育的影響小得令人吃驚？”，同樣有一些學(xué)者認(rèn)為由于存在數(shù)字技術(shù)條件擁有的不平等，造成了數(shù)字技術(shù)加劇了教育不公平的現(xiàn)象。當(dāng)我們把目光聚集在技術(shù)的功能作用的時(shí)候，也許忽略或無(wú)視了許多影響技術(shù)作用發(fā)揮的因素，而把眾多現(xiàn)象及存在的問(wèn)題簡(jiǎn)單指向了技術(shù)本身。我們需要清楚的認(rèn)識(shí)到技術(shù)賦能教育公平的理想與現(xiàn)實(shí)之間還存在差距是事實(shí)，這種差距表現(xiàn)在區(qū)域間，學(xué)校間，甚至一個(gè)學(xué)校的班級(jí)間。為了方便討論，下面僅以城鄉(xiāng)教育這一最顯著的差異現(xiàn)狀作為討論的對(duì)象。

一、教育信息化促進(jìn)教育公平的理想與現(xiàn)實(shí)的差距

2001年為追求有質(zhì)量的全民教育，九個(gè)人口大國(guó)的教育部長(zhǎng)會(huì)議在北京召開(kāi)，并發(fā)布了《北京宣言》，認(rèn)為：“數(shù)字鴻溝”的存在和擴(kuò)大的趨勢(shì)勢(shì)必影響全民教育的發(fā)展和質(zhì)量的提高，并提出努力普及現(xiàn)代信息和通訊技術(shù)知識(shí)，使學(xué)習(xí)者掌握獲取、處理和使用信息的基本能力[2]。《國(guó)務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)農(nóng)村教育工作的決定》國(guó)發(fā)[2003]19號(hào)，提出：實(shí)施農(nóng)村中小學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育工程（簡(jiǎn)稱：農(nóng)遠(yuǎn)工程）。從2003年開(kāi)始實(shí)施的農(nóng)遠(yuǎn)工程的建設(shè)目標(biāo)是：利用信息化手段，把優(yōu)質(zhì)的教育資源、先進(jìn)的教育理念、科學(xué)的教學(xué)方法輸送到邊遠(yuǎn)的山區(qū)、牧區(qū)、少數(shù)民族地區(qū)和貧困地區(qū)。解決農(nóng)村地區(qū)教育教學(xué)資源匱乏、師資短缺的問(wèn)題，提高農(nóng)村教育的質(zhì)量。縮小城鄉(xiāng)之間教育發(fā)展水平的差距，促進(jìn)農(nóng)村教育的發(fā)展與提高，體現(xiàn)教育公平?！秶?guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》明確提出要“推進(jìn)信息技術(shù)與教育的深度融合，促進(jìn)教育公平”。教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）認(rèn)為：建設(shè)覆蓋城鄉(xiāng)各級(jí)各類學(xué)校的教育信息化體系，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源普及共享，推進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，實(shí)現(xiàn)教育思想、理念、方法和手段全方位創(chuàng)新，對(duì)于提高教育質(zhì)量、促進(jìn)教育公平、構(gòu)建學(xué)習(xí)型社會(huì)和人力資源強(qiáng)國(guó)具有重大意義。《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》認(rèn)為：教育信息化具有突破時(shí)空限制、快速?gòu)?fù)制傳播、呈現(xiàn)手段豐富的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，必將成為促進(jìn)教育公平、提高教育質(zhì)量的有效手段。

中國(guó)政府與國(guó)際社會(huì)都作出了技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)教育公平的戰(zhàn)略性預(yù)判，技術(shù)能夠促進(jìn)教育公平。但在實(shí)際操作過(guò)程中，卻出現(xiàn)了不對(duì)等的現(xiàn)象，從而引發(fā)技術(shù)是不是能夠提升教學(xué)質(zhì)量，能夠促進(jìn)教育公平的質(zhì)疑。2001—2010年是教育信息化快速發(fā)展的10年，數(shù)字教育資源建設(shè)與服務(wù)供給是重點(diǎn)，在這個(gè)時(shí)期有一個(gè)基本的預(yù)判：全面開(kāi)發(fā)與供給數(shù)字教育資源能夠解決鄉(xiāng)村等薄弱地區(qū)學(xué)校資源占有不公平，師資能力不高等問(wèn)題，提升教育質(zhì)量，促進(jìn)教育公平。但實(shí)際情況是，當(dāng)數(shù)字教育資源供給機(jī)構(gòu)投入大量資金，開(kāi)發(fā)并上線豐富的數(shù)字教育資源后，滿懷期待教師們爭(zhēng)相使用，實(shí)際情況確是供給資源中高比率的存在點(diǎn)擊率與下載量為零或極低的現(xiàn)象，同時(shí)出現(xiàn)城鄉(xiāng)學(xué)校之間數(shù)字教育資源使用的落差加大的現(xiàn)象，表面看，技術(shù)拉大了教育差距。另一個(gè)我們堅(jiān)持認(rèn)定的預(yù)判：技術(shù)促進(jìn)教育模式、學(xué)習(xí)方式變革，提升教育質(zhì)量。從早期的信息技術(shù)與教育教學(xué)整合，到后期的信息技術(shù)與教育教學(xué)融合，學(xué)者們指出了應(yīng)用的方向，開(kāi)展了大規(guī)模的教師信息技術(shù)能力培訓(xùn)，但在絕大多數(shù)學(xué)校的課堂教學(xué)中，特別是在國(guó)家規(guī)定課程的教學(xué)中，教師利用信息技術(shù)設(shè)備與資源固化傳統(tǒng)教學(xué)模式現(xiàn)象普遍存在。許多質(zhì)疑聲音開(kāi)始出現(xiàn)，認(rèn)為技術(shù)并沒(méi)有改變教學(xué)模式與學(xué)習(xí)方式，技術(shù)好像對(duì)教育教學(xué)的變革作用并不明顯，特別是在鄉(xiāng)村地區(qū)學(xué)校利用技術(shù)資源固化傳統(tǒng)教學(xué)模式的現(xiàn)象更為明顯。當(dāng)然我們也看到了在教育信息化發(fā)展好的地區(qū)與學(xué)校，技術(shù)促進(jìn)教育教學(xué)模式創(chuàng)新的案例也開(kāi)始出現(xiàn)。還有一個(gè)預(yù)判：學(xué)生利用技術(shù)能夠改變學(xué)習(xí)方式，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，自主、合作、探究學(xué)習(xí)能夠發(fā)生，實(shí)際情況是教師課堂教學(xué)模式?jīng)]有變革，學(xué)生學(xué)習(xí)方式很難變革。同時(shí)存在學(xué)生能夠擁有或利用智能終端進(jìn)行學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)并不平等，即使在擁有智能終端的家庭與學(xué)校鑒于多種原因限制終端的使用，人們把終端帶來(lái)的負(fù)面影響歸罪于設(shè)備本身。許多現(xiàn)象好像支持了技術(shù)在促進(jìn)教育公平，促進(jìn)教育高質(zhì)量發(fā)展方面作用不顯著的觀點(diǎn)。

二、信息技術(shù)促進(jìn)教育公平不顯著的析因分析

一個(gè)好的設(shè)計(jì)、規(guī)劃、預(yù)期或一個(gè)戰(zhàn)略方向的推進(jìn)是不是能夠成為現(xiàn)實(shí)，能夠較快的成為現(xiàn)實(shí)，還是不斷的螺旋式上升成為現(xiàn)實(shí)，這個(gè)過(guò)程受到許多條件的限制，技術(shù)促進(jìn)教育公平更加是一個(gè)系統(tǒng)性的工程。當(dāng)然我們堅(jiān)定樹(shù)立技術(shù)對(duì)教育具有革命性影響，技術(shù)能夠促進(jìn)教育公平，技術(shù)能夠改變教育教學(xué)模式，改變學(xué)生學(xué)習(xí)方式等教育觀念時(shí)，在表述中我們省略了一個(gè)重要的因素，那就是在技術(shù)與教育公平之間并不是一個(gè)直接關(guān)系，而是需要有一個(gè)中間件，技術(shù)并不能直接作用于教育活動(dòng)，而是需要通過(guò)中間件作用于教育教學(xué)活動(dòng)引發(fā)教育系統(tǒng)功能的變化，促進(jìn)教育公平，如圖1所示。中間件是不是產(chǎn)生了系統(tǒng)性的功能重組與再造是影響教育創(chuàng)新發(fā)展的根本因素，鄉(xiāng)村教育在中間件發(fā)展中地位與水平與城鎮(zhèn)學(xué)校比存在顯著性的差距。

（一）數(shù)字教育產(chǎn)品供給公平性與應(yīng)用機(jī)會(huì)的不公平

數(shù)字技術(shù)作用于教育的第一個(gè)中間件就是數(shù)字教育產(chǎn)品，數(shù)字教育產(chǎn)品是利用數(shù)字技術(shù)開(kāi)發(fā)的軟硬產(chǎn)品的集合[3]。數(shù)字教育產(chǎn)品能夠大致分為教育服務(wù)平臺(tái)、數(shù)字教育資源、與數(shù)字終端三個(gè)維度，三者形成一個(gè)整體影響教育應(yīng)用的效果。

從供給側(cè)看，國(guó)家、省、市、縣（區(qū)）教育部門(mén)與企業(yè)構(gòu)成了數(shù)字教育資源供給主體，它們利用教育服務(wù)平臺(tái)提供數(shù)字教育資源服務(wù)，2001年國(guó)家實(shí)施教育部、李嘉誠(chéng)基金會(huì)中西部遠(yuǎn)程教育項(xiàng)目是推動(dòng)國(guó)家層面供給數(shù)字教育資源得開(kāi)始，2003年啟動(dòng)的國(guó)家農(nóng)村中小學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育工程加速了國(guó)家數(shù)字資源的供給地位，直接催生2004年國(guó)家基礎(chǔ)教育資源中心成立，隨著政策的推進(jìn)，國(guó)家、省、市、縣區(qū)機(jī)構(gòu)與企業(yè)的數(shù)字教育資源服務(wù)平臺(tái)快速發(fā)展，數(shù)字教育資源開(kāi)發(fā)與供給進(jìn)入快速發(fā)展期，2022年國(guó)家智慧教育公共服務(wù)平臺(tái)體系的建設(shè)，進(jìn)一步強(qiáng)化的數(shù)字教育資源供給側(cè)的優(yōu)化，平臺(tái)從單一的數(shù)字教育服務(wù)開(kāi)始走向具備教育教學(xué)過(guò)程支撐服務(wù)功能的綜合性方向發(fā)展，教學(xué)過(guò)程數(shù)據(jù)分析，學(xué)習(xí)空間、教師研修、等使平臺(tái)服務(wù)教學(xué)的功能得以拓展。數(shù)字教育資源產(chǎn)品的供給能夠面向每一個(gè)人提供服務(wù)，這是網(wǎng)絡(luò)的功能與優(yōu)勢(shì)，從供給側(cè)看是沒(méi)有區(qū)分與差異的公平性體現(xiàn)。

從應(yīng)用側(cè)看，存在一種普遍操作，由于鄉(xiāng)村學(xué)校規(guī)模小，教師能力低等因素，在有限資金投入情況下，鄉(xiāng)村學(xué)校，特別是小規(guī)模學(xué)校在進(jìn)行高水平數(shù)字化環(huán)境建設(shè)中被忽略，或者僅僅獲得網(wǎng)絡(luò)接入、通過(guò)三個(gè)課堂獲得高水平的講授教學(xué)服務(wù)等最基本的條件建設(shè)。世俗公認(rèn)的優(yōu)質(zhì)校會(huì)獲得優(yōu)先的投入，進(jìn)行數(shù)字化、智能化的終端建設(shè)，這些學(xué)校的學(xué)生能夠更好地享受數(shù)字化帶來(lái)的紅利。智能教室、平板教室、虛擬實(shí)驗(yàn)室、創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室等幾乎很難在鄉(xiāng)村中心校以下的學(xué)校見(jiàn)到，由于數(shù)字化教學(xué)終端環(huán)境建設(shè)的不公平性使數(shù)字教育資源公平供給并不能得到公平的應(yīng)用。鄉(xiāng)村學(xué)校學(xué)生能夠接觸與使用終端設(shè)備的條件使他們運(yùn)用數(shù)字教育資源支持自己學(xué)習(xí)的可能與公認(rèn)的優(yōu)質(zhì)校存在巨大的差距。數(shù)字教育資源使用條件的不公平，在一定程度了加大了信息時(shí)代教育的不均衡性。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字教育資源從知識(shí)類開(kāi)始演進(jìn)到工具類、虛擬交互類、智能交互類等高技術(shù)含量、強(qiáng)交互性的資源形態(tài)的開(kāi)發(fā)與供給能夠更加指向?qū)W生的交互性學(xué)習(xí)的發(fā)生。資源形態(tài)的改變，需要與之對(duì)應(yīng)用的數(shù)字終端的支撐，投入的不公平會(huì)進(jìn)一步拉大應(yīng)用的不公平。

（二）城鄉(xiāng)師生數(shù)字鴻溝拉大城鄉(xiāng)教育增量差距

從整體教育發(fā)展水平看，國(guó)家整體基礎(chǔ)教育質(zhì)量在教育信息化、教育數(shù)字化的推動(dòng)下有顯著提升，鄉(xiāng)村教育質(zhì)量，特別是開(kāi)不出、開(kāi)不好課程的現(xiàn)象得到一定程度的緩解，但鄉(xiāng)村教育質(zhì)量相比自身有整體提升的同時(shí)，相對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展地區(qū)與城市學(xué)校的教育發(fā)展水平增量差的拉大也是現(xiàn)實(shí)。影響教育質(zhì)量的因素很多，其中教師與學(xué)生的數(shù)字技術(shù)知識(shí)、技能與應(yīng)用能力是進(jìn)入一個(gè)良性循環(huán)的狀態(tài)，還是一個(gè)惡性循環(huán)的狀態(tài)在信息社會(huì)教育發(fā)展中是關(guān)鍵因素之一，是師生能否在教育數(shù)字化發(fā)展中獲得來(lái)自學(xué)校之外豐富的教育服務(wù)的基本條件。教師數(shù)字素養(yǎng)是教師能夠持續(xù)跟蹤技術(shù)的進(jìn)步，不斷提升自己的能力，并運(yùn)用技術(shù)促進(jìn)自身成長(zhǎng)的關(guān)鍵。城鄉(xiāng)教師在過(guò)去20多年間，在數(shù)字素養(yǎng)發(fā)展中存在顯著的差異性，造成差異的成因集中在以下幾個(gè)方面。

1.機(jī)會(huì)與觀念：城市學(xué)校教師有更廣泛的交際圈，能夠更多地獲得來(lái)自教育外的數(shù)字技術(shù)的觀念影響，在生活、社會(huì)等活動(dòng)中獲得應(yīng)用數(shù)字技術(shù)的體驗(yàn)。更多培訓(xùn)活動(dòng)、競(jìng)賽活動(dòng)、報(bào)告會(huì)等會(huì)在城市舉行，教師就近學(xué)習(xí)與交流的機(jī)會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)鄉(xiāng)村教師。城市學(xué)校教師能夠更早、更頻繁的接觸到新的教育思想、觀念及教育數(shù)字化的理念與技能，能夠更好地確立技術(shù)促進(jìn)教育變革的認(rèn)識(shí)與意愿。鄉(xiāng)村學(xué)校，特別是鄉(xiāng)村小規(guī)模學(xué)校，教師外出學(xué)習(xí)的經(jīng)濟(jì)與時(shí)間成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于城市學(xué)校，在生均撥款的現(xiàn)實(shí)中，學(xué)校承擔(dān)教師外出學(xué)習(xí)的能力有限，當(dāng)然不僅僅是經(jīng)費(fèi)問(wèn)題，鄉(xiāng)村學(xué)校教師人數(shù)較少，教師外出即要停課，同樣限制了教師外出的可能，較少的機(jī)會(huì)使教師在技術(shù)融入教育，并促進(jìn)教育教學(xué)變革的過(guò)程中，獲得理念、技能發(fā)展的機(jī)會(huì)與城市學(xué)校不均衡，鄉(xiāng)村教師應(yīng)用技術(shù)的意識(shí)與愿望的建立受到影響。

2.壓力與動(dòng)機(jī)：城市學(xué)校之間的競(jìng)爭(zhēng)、社會(huì)與家長(zhǎng)對(duì)學(xué)校的關(guān)注與期待，學(xué)校面臨高質(zhì)量教育需求的壓力，新型教育技術(shù)裝備優(yōu)先在城市地區(qū)、在較大規(guī)模學(xué)校的配置，設(shè)備應(yīng)用效益的考核等壓力會(huì)向教師傳導(dǎo)，教師面臨職業(yè)發(fā)展的強(qiáng)大外在動(dòng)力。學(xué)校、家長(zhǎng)、同事的評(píng)價(jià)與認(rèn)可等多種因素會(huì)促使具備自身發(fā)展愿望的教師產(chǎn)生自身專業(yè)發(fā)展動(dòng)力，他們能夠主動(dòng)的尋求幫助，利用可獲得的機(jī)會(huì)與條件進(jìn)行學(xué)習(xí)，提升能力。而鄉(xiāng)村學(xué)校分布在鄉(xiāng)鎮(zhèn)、行政村與大的自然村，學(xué)校在區(qū)域內(nèi)是唯一的存在，幾乎是社會(huì)期待遺忘的角落，教師面臨的各方壓力極低，自身職業(yè)發(fā)展的外部動(dòng)力與內(nèi)在動(dòng)機(jī)不強(qiáng)。

3.環(huán)境與發(fā)展：城市學(xué)校相對(duì)規(guī)模較大，教師整體數(shù)量與同學(xué)科數(shù)量教師較多，校本研修活動(dòng)能夠有效組織與開(kāi)展，教師有更多的機(jī)會(huì)參加觀模擬課，各類培訓(xùn)活動(dòng)，區(qū)域?qū)W校共同體等。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)普遍重視教研組織與隊(duì)伍建設(shè)，教研隊(duì)伍的作用能夠有效發(fā)揮，區(qū)域、校際教研組織的建設(shè)與運(yùn)行，廣泛的經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)，推進(jìn)會(huì)，教師技能比賽等推動(dòng)教師專業(yè)發(fā)展活動(dòng)的有組織開(kāi)展，為教師專業(yè)成長(zhǎng)提供了良好的環(huán)境。教師數(shù)字素養(yǎng)是教師專業(yè)發(fā)展的重要內(nèi)容，在城市學(xué)校得到更高的關(guān)注度，城市學(xué)校能夠更早的得到教育數(shù)字化理念，理論與方法的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。教育發(fā)展相對(duì)落后的區(qū)域，教研力量相對(duì)薄弱，有組織、持續(xù)性、前沿性與發(fā)展性的教師研修活動(dòng)難以有效開(kāi)展。

城鄉(xiāng)教師數(shù)字素養(yǎng)發(fā)展水平的差距不是一、二年造成的，是一個(gè)持續(xù)累加的結(jié)果，來(lái)自教師自身的因素與外部因素共同疊加作用的結(jié)果，鄉(xiāng)村教師數(shù)字素養(yǎng)發(fā)展的滯后，使他們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)環(huán)境中獲得國(guó)家智慧教育云平臺(tái)等各類數(shù)字化服務(wù)的能力不足，間接影響到利用網(wǎng)絡(luò)資源服務(wù)促進(jìn)自身專業(yè)發(fā)展與提升鄉(xiāng)村教育質(zhì)量的實(shí)踐效果，數(shù)字素養(yǎng)的差距疊加到教育過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)，顯現(xiàn)在城鄉(xiāng)教育質(zhì)量增量差距上。同時(shí)鄉(xiāng)村學(xué)生獲得學(xué)校與家庭提供使用數(shù)字設(shè)備機(jī)會(huì)低下及信息技術(shù)課程開(kāi)不出等使鄉(xiāng)村學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)發(fā)展受到限制。

（三）城鄉(xiāng)教師數(shù)字化教學(xué)能力的差距

我們需要更深層認(rèn)識(shí)到教師的數(shù)字化教學(xué)能力不能簡(jiǎn)單的等同于數(shù)字素養(yǎng)，教師的根本素養(yǎng)還是學(xué)科素養(yǎng)，教師在數(shù)字化、智能化環(huán)境中開(kāi)展教學(xué)的數(shù)字化教學(xué)能力可以用一個(gè)公式來(lái)表示。

教師學(xué)科素養(yǎng)×現(xiàn)代教學(xué)理論與能力=數(shù)字化教學(xué)能力 （1）

其中，教師學(xué)科素養(yǎng)包括學(xué)科教育思想，學(xué)科教育觀念、學(xué)科知識(shí)，學(xué)科能力以及跨學(xué)科知識(shí)與能力。教師對(duì)學(xué)科核心素養(yǎng)理解與貫穿教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)能力、對(duì)學(xué)科知識(shí)體系與概念層次關(guān)系的掌握度等是教師的基礎(chǔ)性素養(yǎng)，起先導(dǎo)決定性作用，一位沒(méi)有學(xué)科素養(yǎng)的教師，其它掌握的水平再高、能力再?gòu)?qiáng)也不可能有高質(zhì)量的教學(xué)；現(xiàn)代教學(xué)理論與能力由數(shù)字素養(yǎng)、學(xué)習(xí)科學(xué)、數(shù)字化教學(xué)設(shè)計(jì)等創(chuàng)新人才培訓(xùn)的理論、模式、方法等構(gòu)成，是一個(gè)綜合性的教育理論知識(shí)與能力的混合體，其中最活躍與快速疊代發(fā)展的是數(shù)字素養(yǎng)，但我們決不能忽視信息化教學(xué)理論與模式的作用[4]。

鄉(xiāng)村學(xué)校中語(yǔ)文、數(shù)學(xué)等課程專任教師的學(xué)科素養(yǎng)相比城市教師存在均值的顯著差異，而科學(xué)等課程由政治、語(yǔ)文等學(xué)科教師兼任是普遍現(xiàn)象，教師在不具備或具備較低學(xué)科素養(yǎng)的情況下承擔(dān)相應(yīng)教學(xué)任務(wù)，而鄉(xiāng)村教師能夠獲得的國(guó)培、省培等各類培訓(xùn)確是建立在教師學(xué)科素養(yǎng)達(dá)標(biāo)假設(shè)基礎(chǔ)上的培訓(xùn)。城市與較大規(guī)模學(xué)校教師在獲得現(xiàn)代教學(xué)理論與能力提升后，整體數(shù)字化教學(xué)素養(yǎng)會(huì)有較快發(fā)展，整體教學(xué)質(zhì)量提升會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鄉(xiāng)村學(xué)校。

綜上所述，在過(guò)去的發(fā)展階段中，影響技術(shù)促進(jìn)教育公平的問(wèn)題聚焦在兩個(gè)方面，一是技術(shù)產(chǎn)品質(zhì)量與使用機(jī)會(huì)的公平性，二是教師數(shù)字化教學(xué)能力。前一個(gè)問(wèn)題有了合理的投入能夠解決，但后一個(gè)問(wèn)題涉及兩種情況，一是結(jié)構(gòu)性缺員導(dǎo)致的課程開(kāi)不出，前面討論沒(méi)有涉及這種情況，沒(méi)有教師也就談不上教師信息化教學(xué)能力問(wèn)題。二是有專任課程教師，多因素交織的阻礙作用使鄉(xiāng)村教師數(shù)字化教學(xué)能力提升緩慢。教師成為影響是教育的過(guò)程性公平最核心因素，短期內(nèi)解決教師結(jié)構(gòu)性缺員、大幅度提升教師信息化教學(xué)能力極不現(xiàn)實(shí)，完全依賴教師運(yùn)用數(shù)字技術(shù)產(chǎn)品，通過(guò)傳統(tǒng)講授教學(xué)促進(jìn)教育過(guò)程公平的路徑面臨巨大挑戰(zhàn)。是不是存在一條不完全依賴教師和教師數(shù)字化能力水平破解鄉(xiāng)村教育存在的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的路徑，教育智能化的發(fā)展使我們看到了希望。

三、教育智能化的創(chuàng)新發(fā)展

數(shù)字技術(shù)是由網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、人工智能技術(shù)等技術(shù)構(gòu)成的集合，當(dāng)前最受關(guān)注是生成人工智能（GenAI）。2022年推出的ChatGPT，及不斷出現(xiàn)的生成式人工智能大模型產(chǎn)品向人們展示了人工智能模仿人類進(jìn)行文本寫(xiě)作、圖像與視頻制作等高級(jí)思維活動(dòng)的能力[5]。雖然這種能力與人類相比還存在差距，但人工智能具備認(rèn)知智能并不斷迭代發(fā)展的大方向是明確的，人工智能技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新，使人工智能潛力表現(xiàn)出無(wú)限的可能。生成式人工智能從早期引發(fā)的混亂狀態(tài)已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入理智應(yīng)用階段，生成式人工智能及以后可能會(huì)產(chǎn)生的新的人工智能技術(shù)進(jìn)入教育領(lǐng)域，迫使教育領(lǐng)域必須深入思考與研究教育智能化會(huì)對(duì)教育產(chǎn)生的影響，這種影響會(huì)完全不同于過(guò)去，導(dǎo)致工業(yè)時(shí)代教育形態(tài)產(chǎn)生質(zhì)變，形成智能時(shí)代新的教育形態(tài)，教育智能化正在引發(fā)以下幾個(gè)方面的創(chuàng)新發(fā)展。

（一）教育智能體

本世紀(jì)，隨著芯片技術(shù)的突破，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理能力大幅度提升，使人工智能技術(shù)在博弈、自然語(yǔ)言處理、圖像識(shí)別等領(lǐng)域取得重大突破，教育領(lǐng)域針對(duì)人工智能所能具備的教育功能的討論與預(yù)判層出不窮，這其中最具前瞻性的是對(duì)智能助理、智能學(xué)伴、智能教師的研究。ChatGPT標(biāo)志著生成式人工智能的商業(yè)化應(yīng)用，中國(guó)的訊飛星火、文心一言等眾多大模式產(chǎn)品的研發(fā)與上線運(yùn)行，使人工智能進(jìn)入了大眾化、社會(huì)化的應(yīng)用階段，隨之文生視頻大模型SORA、多模態(tài)處理大模型ChatGPT-4o等推出的速度遠(yuǎn)超人們的預(yù)期，是技術(shù)史上迭代最快、也是擴(kuò)散最快的應(yīng)用，這些產(chǎn)品顯示了生成式人工智能具備了理解、歸納、分析等人類具備的思維能力，標(biāo)志著人工智能從感知智能的商業(yè)化應(yīng)用開(kāi)始實(shí)現(xiàn)認(rèn)知智能的商業(yè)化應(yīng)用。

生成式人工式智能與數(shù)字人、擬人機(jī)器人等相結(jié)合形成的智能體（Intelligent Agent）表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，ChatGPT與機(jī)器人索菲亞的結(jié)合出現(xiàn)在2023年的世界人工智能大會(huì)（WAIC）上，索菲亞表現(xiàn)出多語(yǔ)種交流、情感識(shí)別與表達(dá)能力，結(jié)合手勢(shì)與語(yǔ)言表達(dá)、豐富的面部表情進(jìn)行自然交互能力，大模型具備的從使用者的交互過(guò)程中，不斷獲取數(shù)據(jù)使其具備持續(xù)學(xué)習(xí)與進(jìn)化能力。當(dāng)然我們也需要看到大模型的“幻覺(jué)”問(wèn)題，有時(shí)會(huì)一本正經(jīng)地胡說(shuō)八道，即存在生成內(nèi)容的不科學(xué)精準(zhǔn)的問(wèn)題?；诟怕实纳?、知識(shí)庫(kù)更新、訓(xùn)練數(shù)據(jù)的質(zhì)量以及技術(shù)本身存在的問(wèn)題，導(dǎo)致大模型在需要精準(zhǔn)、科學(xué)或表達(dá)涉及價(jià)值觀、時(shí)效性等特定場(chǎng)景還存在需要突破的問(wèn)題。通用大模型應(yīng)用存在的問(wèn)題在社會(huì)化應(yīng)用并不十分突顯，成人具有的儲(chǔ)備知識(shí)與信息處理能力能夠使其進(jìn)行判斷與選擇。但在義務(wù)教育階段的應(yīng)用出現(xiàn)科學(xué)問(wèn)題、不精準(zhǔn)的模棱兩可、錯(cuò)誤的價(jià)值觀導(dǎo)向等問(wèn)題需要特別關(guān)注[6]，當(dāng)然可以通過(guò)有效提問(wèn)策略在一定程度上避免一些問(wèn)題。

隨著教育領(lǐng)域垂直大模型，也被稱為教育專用大模型的開(kāi)發(fā)將在一定程度上解決現(xiàn)有問(wèn)題，教育領(lǐng)域垂直大模型是針對(duì)教育場(chǎng)景與需要專門(mén)設(shè)計(jì)與訓(xùn)練的大模型，垂直大模型訓(xùn)練數(shù)據(jù)集質(zhì)量會(huì)更高，更加聚集教育領(lǐng)域細(xì)節(jié)和特性需要，特別是在通用知識(shí)庫(kù)基礎(chǔ)上專業(yè)知識(shí)庫(kù)的強(qiáng)化，為教育提供更加專業(yè)、準(zhǔn)確與科學(xué)服務(wù)的教育智能體出現(xiàn)僅僅是時(shí)間問(wèn)題。教育領(lǐng)域垂直大模型與數(shù)字人、擬人機(jī)器人的結(jié)合形成的教育智能體，將以智能教師、智能學(xué)伴以擬人機(jī)器人或數(shù)字人等各種方式出現(xiàn)校園、家庭、社會(huì)化教育服務(wù)的場(chǎng)景之中。教育智能體進(jìn)入教育領(lǐng)域，會(huì)快速滲透教育的全過(guò)程，影響與改革教育要素，推動(dòng)人機(jī)協(xié)同教育走向新階段[7]。

（二）智能交互學(xué)習(xí)系統(tǒng)是數(shù)字教育資源的系統(tǒng)化形態(tài)

大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展引發(fā)以知識(shí)圖譜為底層支架，關(guān)聯(lián)測(cè)評(píng)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)、虛擬實(shí)驗(yàn)等多模態(tài)資源的交互學(xué)習(xí)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，成為支撐學(xué)生個(gè)性化、交互性學(xué)習(xí)的新資源形態(tài)，并推動(dòng)數(shù)字學(xué)校、云上學(xué)校等學(xué)校服務(wù)功能的網(wǎng)絡(luò)化遷移。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的成熟發(fā)展，元宇宙、數(shù)字人、數(shù)字孿生等概念被提出并進(jìn)行教育產(chǎn)品的應(yīng)用開(kāi)發(fā)，數(shù)字圖書(shū)館、數(shù)字博物館上線運(yùn)行，教育智能體進(jìn)入交互學(xué)習(xí)系統(tǒng)服務(wù)全過(guò)程，智能交互學(xué)習(xí)系統(tǒng)正在成為數(shù)字教育的最新形態(tài)，智能交互學(xué)習(xí)系統(tǒng)能夠構(gòu)建強(qiáng)交互、沉浸性學(xué)習(xí)環(huán)境。例如：開(kāi)發(fā)一個(gè)虛擬故宮交互學(xué)習(xí)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)能夠在現(xiàn)有虛擬故宮原型基礎(chǔ)上，以明清史的史學(xué)、文學(xué)等學(xué)科知識(shí)與能力等圖譜為基礎(chǔ)支撐，根據(jù)不同年齡與學(xué)習(xí)水平學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需要，建立測(cè)評(píng)庫(kù)與多模態(tài)知識(shí)庫(kù)，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)建學(xué)習(xí)場(chǎng)景，嵌入智能導(dǎo)游、智能講解、智能學(xué)伴等智能體，支撐使用者利用穿戴設(shè)備、裸眼3D、智能眼鏡等設(shè)備進(jìn)行交互學(xué)習(xí)。當(dāng)一位初中學(xué)生進(jìn)入虛擬故宮交互學(xué)習(xí)系統(tǒng)，學(xué)習(xí)者的數(shù)字畫(huà)像數(shù)據(jù)被帶入系統(tǒng)，系統(tǒng)分析學(xué)生明清史知識(shí)現(xiàn)有水平，在故宮中獲得對(duì)知識(shí)能力發(fā)展相適應(yīng)場(chǎng)景化服務(wù)，學(xué)習(xí)者能夠跟場(chǎng)景中的智能體進(jìn)行交互，獲得智能體的幫助，能夠與來(lái)自不同地方學(xué)習(xí)者共同交流。學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)質(zhì)量在操作、體驗(yàn)、交流的過(guò)程中得到伴隨性的評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果隨學(xué)習(xí)者數(shù)字畫(huà)像數(shù)據(jù)帶回所在學(xué)校。

（三）智能學(xué)習(xí)中心支撐多場(chǎng)景學(xué)習(xí)的發(fā)生

傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)中心被定義為促進(jìn)學(xué)習(xí)和教育而設(shè)立的機(jī)構(gòu)或場(chǎng)所，從學(xué)習(xí)中心是一個(gè)機(jī)構(gòu)角度看，學(xué)校、社會(huì)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)等是學(xué)習(xí)中心，學(xué)校內(nèi)設(shè)立的教師發(fā)展中心、學(xué)生發(fā)展中心、社團(tuán)組織，以及社區(qū)的老年學(xué)習(xí)中心等也是學(xué)習(xí)中心，能夠成為學(xué)習(xí)中心的一個(gè)最重要的因素是智力服務(wù)的存在，學(xué)習(xí)者能夠從教師、教練、指導(dǎo)者處獲得幫助，構(gòu)成學(xué)習(xí)中心概念的核心因素是學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)場(chǎng)所與智力服務(wù)三個(gè)因素，而智能學(xué)習(xí)中心是在傳統(tǒng)學(xué)習(xí)中心的基礎(chǔ)上融入智能交互終端設(shè)備與教育智能體的產(chǎn)物[8]。

1.智能學(xué)習(xí)中心構(gòu)成

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、人工智能技術(shù)等數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，虛擬學(xué)習(xí)空間、虛實(shí)融合學(xué)習(xí)空間、數(shù)字學(xué)習(xí)空間等概念被提出，當(dāng)前生成式人工智能推動(dòng)大模型快速迭代，并與數(shù)字人、擬人機(jī)器人結(jié)合形成的教育智能體，正在以智能教師、智能學(xué)伴等角色進(jìn)入教育教學(xué)全過(guò)程。教育智能體與數(shù)字學(xué)習(xí)中心的結(jié)合，會(huì)推動(dòng)學(xué)習(xí)中心產(chǎn)生質(zhì)的變化，進(jìn)化為智能學(xué)習(xí)中心，本文把智能學(xué)習(xí)中心定義為：以智能體為核心，融合數(shù)字學(xué)習(xí)資源與自然交互設(shè)備，支持自主、合作、探究學(xué)習(xí)的智能化學(xué)習(xí)環(huán)境。

2.智能學(xué)習(xí)中心應(yīng)用場(chǎng)景

智能學(xué)習(xí)中心是物理學(xué)習(xí)中心+智能體+智能終端設(shè)備融合構(gòu)成的數(shù)字時(shí)代的新型學(xué)習(xí)中心，根據(jù)智能學(xué)習(xí)中心的應(yīng)用場(chǎng)景，具體劃分為以下幾種形態(tài)。

（1）自主型智能學(xué)習(xí)中心：是指能夠?yàn)閭€(gè)體學(xué)習(xí)者提供個(gè)性化、精準(zhǔn)化學(xué)習(xí)服務(wù)的智能學(xué)習(xí)中心，學(xué)習(xí)者在家庭、圖書(shū)館、學(xué)校等滿足個(gè)體學(xué)習(xí)的空間場(chǎng)所中利用平板+教育智能體、智能眼鏡+教育智能體、裸眼3D桌面系統(tǒng)+教育智能體等構(gòu)成設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)者能夠利用自主學(xué)習(xí)中心獲得數(shù)字學(xué)校、數(shù)據(jù)場(chǎng)館等多種類型、功能的教育服務(wù)。

（2）交互型智能學(xué)習(xí)中心：是指能夠?yàn)橐粋€(gè)小組或多個(gè)小組提供合作、探究學(xué)習(xí)的智能學(xué)習(xí)中心，交互型智能學(xué)習(xí)中心是對(duì)當(dāng)前排排座式的教室結(jié)構(gòu)的顛覆，它可以存在于學(xué)校、社區(qū)、圖書(shū)館、科技館、企業(yè)等物理空間中，設(shè)備環(huán)境根據(jù)具體教學(xué)需要在自主型智能學(xué)習(xí)中心基礎(chǔ)上進(jìn)行增加。

（3）沉浸型智能學(xué)習(xí)中心：在實(shí)踐、實(shí)驗(yàn)、技能訓(xùn)練等教學(xué)環(huán)境中，提供交互操作、虛擬體驗(yàn)等智能教師、智能學(xué)伴融入的教學(xué)服務(wù)。隨著人機(jī)交互技術(shù)的突破，人與虛擬環(huán)境的交互會(huì)變的更自然，沉浸型智能學(xué)習(xí)中心能夠更好解決過(guò)程性、程序性等傳統(tǒng)條件下不可達(dá)的問(wèn)題，例如：探索火山噴發(fā)、進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)探索核爆炸全過(guò)程等。

（四）智能伴隨性評(píng)價(jià)推動(dòng)無(wú)邊界學(xué)習(xí)融合

學(xué)生者在家庭、學(xué)校、社會(huì)等場(chǎng)所利用智能學(xué)習(xí)中心進(jìn)行學(xué)習(xí)，是教育智能化給教育帶來(lái)的必然趨向，家庭、科技館等社會(huì)場(chǎng)所中學(xué)習(xí)獲得納入學(xué)校評(píng)價(jià)體系是使家庭、學(xué)校、社會(huì)學(xué)習(xí)成為一個(gè)無(wú)邊界的學(xué)習(xí)整體的核心驅(qū)動(dòng)力，是學(xué)歷教育階段建設(shè)“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)”的學(xué)習(xí)型社會(huì)[9]，推動(dòng)無(wú)邊界學(xué)習(xí)發(fā)生的引擎。利用穿戴設(shè)備、行身感知、眼動(dòng)跟蹤等集成設(shè)備或傳感器獲取行為、表情等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的智能化與無(wú)感化，學(xué)習(xí)者在多學(xué)科、多層次智能交互學(xué)習(xí)系統(tǒng)所進(jìn)行的自主選擇性學(xué)習(xí)、跨區(qū)域校際的合作學(xué)習(xí)及探究性學(xué)習(xí)等的學(xué)習(xí)質(zhì)量在操作、體驗(yàn)、交流的過(guò)程中得到伴隨性的評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果隨學(xué)習(xí)者數(shù)字畫(huà)像數(shù)據(jù)帶回所在學(xué)校。區(qū)塊鏈技術(shù)融通的，以知識(shí)圖譜、能力圖譜以及非智力因素?cái)?shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)支撐的教學(xué)全過(guò)程與全要素的長(zhǎng)周期、連續(xù)性、多模態(tài)教學(xué)數(shù)據(jù)隊(duì)列獲取，使對(duì)學(xué)生素養(yǎng)的多維度追蹤與動(dòng)態(tài)分析。個(gè)人動(dòng)機(jī)、行為特征、學(xué)習(xí)偏好、認(rèn)知習(xí)慣、態(tài)度傾向、學(xué)業(yè)質(zhì)量等智能分析模型使過(guò)程評(píng)價(jià)、結(jié)果評(píng)價(jià)、增值評(píng)價(jià)、綜合評(píng)價(jià)能夠真正的融合實(shí)施。

四、教育智能化開(kāi)辟鄉(xiāng)村有質(zhì)量教育新路徑

利用技術(shù)促進(jìn)鄉(xiāng)村教育發(fā)展實(shí)際有一個(gè)參照系，以城市教育為標(biāo)準(zhǔn)，把城市教育的經(jīng)驗(yàn)、模式向鄉(xiāng)村復(fù)制，但限于鄉(xiāng)村學(xué)校教師因素的影響，這種復(fù)制極其艱難，鄉(xiāng)村教育始終處于跑路，持續(xù)努力向城市教育靠攏。習(xí)近平總書(shū)記在中共中央政治局第五次集體學(xué)習(xí)時(shí)強(qiáng)調(diào)：“教育數(shù)字化是我國(guó)開(kāi)辟教育發(fā)展新賽道和塑造教育發(fā)展新優(yōu)勢(shì)的重要突破口”，在教育智能化的優(yōu)勢(shì)開(kāi)展顯現(xiàn)的當(dāng)下，鄉(xiāng)村教育是不是能夠探索一條不完全依賴教師的新型發(fā)展路徑與發(fā)展模式，全面提升鄉(xiāng)村教育質(zhì)量，促進(jìn)教育公平。

（一）人工智能+科學(xué)教育的實(shí)踐

針對(duì)鄉(xiāng)村地區(qū)科學(xué)教育師資短缺導(dǎo)致的科學(xué)課程開(kāi)不出，或科學(xué)課程由其它學(xué)科教師兼任，有課表無(wú)課程教學(xué)的現(xiàn)狀，本團(tuán)隊(duì)提出：“人工智能+科學(xué)教育”的設(shè)想，利用交互型智能學(xué)習(xí)中心的理念，解決鄉(xiāng)村科學(xué)教育存在的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)科學(xué)課程教育的過(guò)程性公平，整體實(shí)踐方案如圖2所示，方案由兩部分構(gòu)成[10]：

1.科學(xué)課程交互學(xué)習(xí)系統(tǒng)

科學(xué)課程交互學(xué)習(xí)系統(tǒng)是以科學(xué)知識(shí)圖譜為基礎(chǔ)，支撐測(cè)評(píng)庫(kù)建設(shè)與學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程性測(cè)評(píng)與學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量數(shù)字畫(huà)像，微視頻、微課程、虛擬實(shí)驗(yàn)等多模態(tài)數(shù)字教育資源實(shí)現(xiàn)與知識(shí)圖譜的關(guān)聯(lián)，教學(xué)空間支撐有能力的教師設(shè)計(jì)導(dǎo)學(xué)手冊(cè)，調(diào)用學(xué)生數(shù)字畫(huà)像，了解學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量。

2.智能+科學(xué)學(xué)習(xí)中心

考慮“智能+科學(xué)學(xué)習(xí)中心”的可普及性及教育智能化在當(dāng)前條件下能夠提供的教育服務(wù)功能，中心設(shè)備配置包括每三位學(xué)生一臺(tái)平板電腦，每位學(xué)生一本導(dǎo)學(xué)手冊(cè)，觸控一體機(jī)，智能教師是由大模型驅(qū)動(dòng)的教育智能體，這種配置能夠保證2萬(wàn)元人民幣的設(shè)備投入解決100人以下學(xué)校的教學(xué)需要。

3.實(shí)踐對(duì)象與效果

2024年上半年，實(shí)踐學(xué)校首批選擇了廣西融水苗族自治縣的2所中心小學(xué)與4所鄉(xiāng)村小規(guī)模學(xué)校（教學(xué)點(diǎn)）三年級(jí)全體學(xué)生。在廣西實(shí)踐一個(gè)學(xué)期的基礎(chǔ)上，為驗(yàn)證模式的可復(fù)制性、可推廣性，2024年6月在甘肅甘南藏族自治州夏河縣兩所小規(guī)模學(xué)校進(jìn)行了實(shí)踐。學(xué)生三人一小組，在教師組織下利用導(dǎo)學(xué)手冊(cè)進(jìn)行小組合作學(xué)習(xí)，導(dǎo)學(xué)手冊(cè)由問(wèn)題支架與活動(dòng)支架構(gòu)成，利用平板掃描二維碼或AR標(biāo)記調(diào)用數(shù)字教育資源進(jìn)行學(xué)習(xí)及進(jìn)行評(píng)測(cè)，實(shí)踐取得良好效果。

（1）學(xué)習(xí)方式變革得以發(fā)生：在智能學(xué)習(xí)中心中，在教師組織下學(xué)生小組利用導(dǎo)學(xué)手冊(cè)進(jìn)行的合作學(xué)習(xí)貫通了全部課程學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠在2—3個(gè)課時(shí)的教師干預(yù)下進(jìn)入良好的合作學(xué)習(xí)狀態(tài)，學(xué)生小組能夠順利完成問(wèn)題支架與活動(dòng)支架的學(xué)習(xí)活動(dòng)。

（2）智能教師作用顯著：學(xué)生在碰到小組無(wú)法解決學(xué)習(xí)問(wèn)題時(shí)，利用星火大模型獲得幫助，從學(xué)生不會(huì)提問(wèn)，到提問(wèn)，到針對(duì)性提問(wèn)，到多次追問(wèn)，學(xué)生問(wèn)題意識(shí)與能力顯著提升。智能教師在一定程度上解決了鄉(xiāng)村科學(xué)課程由其它學(xué)科教師，教師學(xué)科知識(shí)與能力不足現(xiàn)象。

（3）科學(xué)實(shí)驗(yàn)得到開(kāi)展：學(xué)生利用導(dǎo)學(xué)手冊(cè)中嵌入的虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究學(xué)習(xí)，在教師組織下進(jìn)行真實(shí)實(shí)驗(yàn)，使過(guò)去閑置的科學(xué)實(shí)驗(yàn)器材得到應(yīng)用，學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力得到發(fā)展。

（4）學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量大幅提升：在實(shí)驗(yàn)前通過(guò)測(cè)試四年級(jí)學(xué)生對(duì)三年級(jí)教學(xué)內(nèi)容掌握度與相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，在三年?jí)完成實(shí)驗(yàn)后采用同一測(cè)試量表進(jìn)行相同內(nèi)容測(cè)評(píng)，對(duì)比分析表明采用新模式學(xué)習(xí)的學(xué)生對(duì)相同學(xué)習(xí)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ玫綐O大提升。分析原因，高數(shù)據(jù)差是由于實(shí)驗(yàn)前的小規(guī)模學(xué)?？茖W(xué)課程教學(xué)沒(méi)有持續(xù)開(kāi)展，科學(xué)實(shí)驗(yàn)基本沒(méi)有開(kāi)設(shè)造成的。實(shí)驗(yàn)還在持續(xù)進(jìn)行，對(duì)于實(shí)驗(yàn)的詳細(xì)內(nèi)容另文論述。

（二）“人工智能+課程教學(xué)”破解鄉(xiāng)村學(xué)校課程開(kāi)設(shè)質(zhì)量難題

“人工智能+科學(xué)課程教學(xué)”的模式嘗試了一種平臺(tái)服務(wù)高技術(shù)，教學(xué)與學(xué)習(xí)應(yīng)用低技術(shù)能力要求或零技術(shù)能力要求的教學(xué)模式，教師、學(xué)生只要具體生活中使用手機(jī)的技術(shù)能力，就能夠利用智能學(xué)習(xí)中心組織課程教學(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)。在夏河縣一所小規(guī)模學(xué)?？茖W(xué)課程教師是由數(shù)學(xué)教師擔(dān)任，目前他們已經(jīng)主動(dòng)把這種模式向數(shù)學(xué)課程教學(xué)遷移。“人工智能+科學(xué)課程教學(xué)”的經(jīng)驗(yàn)向數(shù)學(xué)、語(yǔ)文等學(xué)科教學(xué)的改造性遷移，將形成“人工智能+鄉(xiāng)村學(xué)校教育”的新模式。核心素養(yǎng)的教育落實(shí)到學(xué)科教學(xué)體現(xiàn)在三個(gè)維度上，一是學(xué)科知識(shí)、二是學(xué)科能力、三是通識(shí)能力或叫一般性能力，第三種能力需要通過(guò)所有學(xué)科培養(yǎng)，最終形成脫離學(xué)科，伴隨終身的素養(yǎng)，如溝通能力、協(xié)作能力、問(wèn)題意識(shí)與解決能力等。素養(yǎng)教育需要三者協(xié)同發(fā)展，這就需要變革傳統(tǒng)講授教學(xué)，推動(dòng)合作、探究學(xué)習(xí)的發(fā)生。而小組合作學(xué)習(xí)是主題學(xué)習(xí)、項(xiàng)目學(xué)習(xí)等的核心，在城市學(xué)校，特別是當(dāng)前社會(huì)認(rèn)可優(yōu)勢(shì)學(xué)校這種變革幾乎沒(méi)有發(fā)生或很難發(fā)生。而“人工智能+科學(xué)課程教學(xué)”在鄉(xiāng)村小規(guī)模學(xué)校中兼任教師無(wú)障礙的在1—3周時(shí)間內(nèi)能夠熟練運(yùn)用智能交互導(dǎo)學(xué)系統(tǒng)（導(dǎo)學(xué)手冊(cè)+平臺(tái)）與智能學(xué)習(xí)中心組織教學(xué)，智能學(xué)習(xí)中心聚合教育智能體與智能交互學(xué)習(xí)系統(tǒng)能夠充分利用技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，而且引發(fā)了學(xué)生自主、合作與探究學(xué)習(xí)活動(dòng)的發(fā)生，學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)走向了主動(dòng)學(xué)習(xí)，消除數(shù)字鴻溝，學(xué)生學(xué)科知識(shí)與通識(shí)能力得到培養(yǎng)，課程學(xué)習(xí)質(zhì)量得到顯著提升，當(dāng)然，在創(chuàng)新能力的培養(yǎng)上這種模式還存在不足。

我們可以作出這樣一個(gè)判斷，智能學(xué)習(xí)中心支撐的“人工智能+學(xué)科課程”的模式能夠從根本上破解鄉(xiāng)村學(xué)校課程開(kāi)不出，課程開(kāi)不好的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。破解課程開(kāi)不出的問(wèn)題：使鄉(xiāng)村學(xué)校在沒(méi)有課程專業(yè)教師的情況下開(kāi)出課程，并能夠使課程學(xué)習(xí)達(dá)到較高質(zhì)量，具有可持續(xù)性。破解開(kāi)不好的問(wèn)題：對(duì)于有專業(yè)教師的課程但質(zhì)量不高情況，能夠有效推進(jìn)人機(jī)協(xié)同教學(xué)，在提升課程開(kāi)設(shè)質(zhì)量的同時(shí)，促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展?！叭斯ぶ悄?學(xué)科課程”的模式能夠系統(tǒng)性、持續(xù)性的破解由于鄉(xiāng)村教師結(jié)構(gòu)性缺員、多因素交織的數(shù)字化教學(xué)能力不足所造成的城鄉(xiāng)教育質(zhì)量發(fā)展相對(duì)差拉大的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。教育智能化能夠使城鄉(xiāng)課程學(xué)習(xí)質(zhì)量相對(duì)差進(jìn)入縮小的新階段，是實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)教育均衡發(fā)展的解決路徑，賦能鄉(xiāng)村教育公平。

（三）智能學(xué)習(xí)服務(wù)生態(tài)塑造鄉(xiāng)村教育新模式

“人工智能+科學(xué)教育”實(shí)踐探索是在無(wú)法獲得社會(huì)化、體系化智能學(xué)習(xí)服務(wù)的現(xiàn)狀下，采用可獲得的資源進(jìn)行功能組合方案進(jìn)行的，但實(shí)踐活動(dòng)引發(fā)我們對(duì)教育智能化促進(jìn)鄉(xiāng)村教育高質(zhì)量發(fā)展的深層思考，從教育智能化賦能鄉(xiāng)村教育發(fā)展理論探討走向教育智能化促進(jìn)鄉(xiāng)村教育高質(zhì)量發(fā)展的規(guī)?；瘧?yīng)用，需要從智能化學(xué)習(xí)服務(wù)生態(tài)建設(shè)，鄉(xiāng)村學(xué)校智能化學(xué)習(xí)中心建設(shè)、人機(jī)協(xié)同教學(xué)常態(tài)化應(yīng)用等維度進(jìn)行推進(jìn)，需要實(shí)現(xiàn)以下幾方面的轉(zhuǎn)型發(fā)展。

1.從“超市式”資源服務(wù)供給向多類型智能交互學(xué)習(xí)系統(tǒng)服務(wù)轉(zhuǎn)型

數(shù)字教育資源的服務(wù)供給是教育數(shù)字化的重要措施，但長(zhǎng)期形成的知識(shí)類數(shù)字教育資源聚合、共享服務(wù)的理念統(tǒng)治著資源供給的方式，通過(guò)構(gòu)建知識(shí)類數(shù)字教育資源“超市”，希望通過(guò)為教師和學(xué)生提供豐富的資源服務(wù)，認(rèn)為師生會(huì)主動(dòng)選擇使用資源，改變教學(xué)模式與學(xué)習(xí)方式，但這種希望受限于師生數(shù)字素養(yǎng)，教學(xué)能力與學(xué)習(xí)能力等因素并沒(méi)有達(dá)到預(yù)期。隨著教育智能體、智能交互學(xué)習(xí)系統(tǒng)、智能學(xué)習(xí)中心等的出現(xiàn)與融合發(fā)展，數(shù)字教育資源服務(wù)的技術(shù)形態(tài)需要做出調(diào)整。

（1）課程交互學(xué)習(xí)系統(tǒng)的服務(wù)供給。課程交互教學(xué)系統(tǒng)包括課程平臺(tái)與數(shù)字教材兩個(gè)主要部分，數(shù)字教材是構(gòu)建課程交互學(xué)習(xí)系統(tǒng)的關(guān)鍵，純數(shù)字教材在鄉(xiāng)村教育中普及的經(jīng)濟(jì)條件還不成熟，混合型數(shù)字教材是務(wù)實(shí)的選擇?；旌项悢?shù)字教材編寫(xiě)要以現(xiàn)代學(xué)習(xí)理論、教學(xué)理論與評(píng)價(jià)理論為指導(dǎo)，以問(wèn)題支架、活動(dòng)支架、伴隨評(píng)價(jià)、智能教師等為要素，對(duì)傳統(tǒng)紙質(zhì)教材編寫(xiě)理念與結(jié)構(gòu)進(jìn)行重塑，把主題學(xué)習(xí)、項(xiàng)目學(xué)習(xí)、單元教學(xué)等模式方法融合到數(shù)字教材之中，使混合型數(shù)字教材成為學(xué)生自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)的工具。平臺(tái)是支撐數(shù)字教材應(yīng)用的技術(shù)保障，平臺(tái)通過(guò)整合知識(shí)類資源、學(xué)科工具、虛擬交互實(shí)驗(yàn)、討論區(qū)等以二維碼、AR標(biāo)記等方式嵌入數(shù)字教材提供服務(wù)。

（2）虛擬交互型與沉浸型智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)的服務(wù)供給。針對(duì)鄉(xiāng)村學(xué)校沒(méi)有能力開(kāi)設(shè)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)、機(jī)器人教育、編程教育等需要大資金投入與教師高能力要求的教育活動(dòng)，鄉(xiāng)村科技館、博物館等社會(huì)化教育占有不公平的現(xiàn)象。以教育游戲化學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)等理論為指導(dǎo)，整合教育智能體、虛擬探究場(chǎng)景等開(kāi)發(fā)強(qiáng)交互、智能化、體驗(yàn)性、操作性的虛擬交互型與沉浸型智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)，支撐學(xué)生利用沉浸型智能學(xué)習(xí)中心進(jìn)行學(xué)科實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)。這類系統(tǒng)需要企業(yè)、科研所及社會(huì)公共服務(wù)機(jī)構(gòu)的社會(huì)化建設(shè)。

當(dāng)然新型數(shù)字教育資源服務(wù)新生態(tài)的建設(shè)不僅僅是上述兩種類型，在教育智能化的發(fā)展過(guò)程中需要不斷探索、沉淀。

2.建設(shè)鄉(xiāng)村學(xué)校智能學(xué)習(xí)中心

技術(shù)促進(jìn)教育公平、技術(shù)促進(jìn)教育均衡，首先要保障鄉(xiāng)村教育能夠優(yōu)先，至少是與城市學(xué)校同步獲得技術(shù)使用的機(jī)會(huì)，在教育智能化的發(fā)展過(guò)程中，智能學(xué)習(xí)中心是智能化學(xué)習(xí)環(huán)境功能化類型，要實(shí)現(xiàn)教育智能化賦能鄉(xiāng)村教育變革與教育高質(zhì)量發(fā)展，智能學(xué)習(xí)中心建設(shè)是基本條件保障，不同類型的智能學(xué)習(xí)中心與不同類型的智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)共同構(gòu)成學(xué)習(xí)服務(wù)體系，智能學(xué)習(xí)中心建設(shè)要與可獲得的智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)類型有機(jī)結(jié)合。未來(lái)的鄉(xiāng)村學(xué)校需要在教學(xué)環(huán)境的功能與結(jié)構(gòu)上進(jìn)行體系化的設(shè)計(jì)，自主型智能學(xué)習(xí)中心、交互型智能學(xué)習(xí)中心、沉浸型智能學(xué)習(xí)中心等滿足不同教學(xué)與學(xué)習(xí)需要的多類型智能學(xué)習(xí)中心將是構(gòu)成未來(lái)學(xué)校的基本組件。

3.人機(jī)協(xié)同教學(xué)的分層實(shí)施

教育智能化推動(dòng)教學(xué)模式與學(xué)習(xí)方式變革的重心在于人機(jī)協(xié)同教學(xué)的實(shí)施，但在鄉(xiāng)村學(xué)校不能按常理解釋與照搬人機(jī)協(xié)同教學(xué)，鄉(xiāng)村學(xué)校教師現(xiàn)狀是設(shè)計(jì)人機(jī)協(xié)同教學(xué)的前提。針對(duì)科學(xué)、信息科技等由沒(méi)有學(xué)科背景的其它學(xué)校教師兼任是普遍現(xiàn)象，最主要解決的問(wèn)題是常態(tài)化開(kāi)出課程，并使課程具備較好的開(kāi)設(shè)質(zhì)量，在這種情況下，人機(jī)協(xié)同的教學(xué)是以機(jī)（智能教師+課程交互學(xué)習(xí)系統(tǒng)）為主人為輔，人類教師的主要作用是利用混合型數(shù)字教材（在當(dāng)前無(wú)法獲得混合型數(shù)字教材的情況使用導(dǎo)學(xué)手冊(cè)作為替代方案）在智能學(xué)習(xí)中心中組織學(xué)習(xí)，智能學(xué)習(xí)中心在自習(xí)時(shí)間可向?qū)W生開(kāi)放，成為學(xué)生利用混合型數(shù)字教材進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。由此形成“智能學(xué)習(xí)中心+課程交互學(xué)習(xí)系統(tǒng)”支撐的課外自主學(xué)習(xí)+課堂合作學(xué)習(xí)+智能教師問(wèn)題解決與人類教師過(guò)程組織的人機(jī)協(xié)同教學(xué)模式。針對(duì)數(shù)學(xué)、語(yǔ)文等有專任教師，但課程教學(xué)質(zhì)量不高，教師僅能采用講授教學(xué)模式開(kāi)展教學(xué)情況，重點(diǎn)是推動(dòng)教學(xué)模式與學(xué)習(xí)方式變革，提升課程學(xué)習(xí)質(zhì)量，“智能學(xué)習(xí)中心+課程交互學(xué)習(xí)系統(tǒng)”同樣是其支撐條件，但在教學(xué)過(guò)程中，混合型數(shù)字教材引導(dǎo)的合作、探究學(xué)習(xí)為主，人類教師主要承擔(dān)教學(xué)組織、問(wèn)題解決與總結(jié)提升的作用，智能教師與人類教師協(xié)同回答與解決學(xué)生問(wèn)題。當(dāng)然教育智能化促進(jìn)鄉(xiāng)村教育變革不僅僅是上述兩種人機(jī)協(xié)同教學(xué)模式，虛擬交互型與沉浸型智能學(xué)習(xí)系統(tǒng)+沉浸型智能學(xué)習(xí)中心的應(yīng)用會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)鄉(xiāng)村教育人機(jī)協(xié)同教學(xué)新模式變革，但由于資源開(kāi)發(fā)與中心建設(shè)成本與技術(shù)產(chǎn)品供給的完善性等問(wèn)題，距離實(shí)踐應(yīng)用還具有較大差距。

利用教育智能化破解鄉(xiāng)村教育現(xiàn)實(shí)問(wèn)題是教育智能化促進(jìn)鄉(xiāng)村教育過(guò)程公平與教育均衡發(fā)展的路徑與方向，教育數(shù)字化是我國(guó)開(kāi)辟教育發(fā)展新賽道和塑造教育發(fā)展新優(yōu)勢(shì)的重要突破口這一命題可能會(huì)優(yōu)先在鄉(xiāng)村學(xué)校得以驗(yàn)證，恰恰是鄉(xiāng)村學(xué)校結(jié)構(gòu)性缺員，教學(xué)質(zhì)量低、家長(zhǎng)與社會(huì)壓力小這些不利因素，反而使在鄉(xiāng)村學(xué)校推進(jìn)智能學(xué)習(xí)中心支撐的自主、合作、探究學(xué)習(xí)方式的變革受到的阻力更小，能夠更快速的普及應(yīng)用，也許中國(guó)的教育數(shù)字化、教育智能化應(yīng)該走農(nóng)村包圍城市的路線。

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作者簡(jiǎn)介：

郭紹青：教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)樾畔⒓夹g(shù)與教育、技術(shù)支持的教師專業(yè)發(fā)展、教育信息化發(fā)展戰(zhàn)略、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)。

王家陽(yáng)：在讀博士，研究方向?yàn)樾畔⒓夹g(shù)教育應(yīng)用。

Educational Intelligence： A New Path for Technology to Empower Equitable Rural Education

Guo Shaoqing， Wang Jiayang

School of Educational Technology， Northwest Normal University， Lanzhou 730070， Gansu

Abstract： Addressing the gap between the ideal and reality of technological empowerment in urban and rural educational equity， this paper introduces the concept of a “middleware” that exists between technology and educational equity. It analyzes how the underdevelopment of this middleware affects the disparity in education between urban and rural areas， identifying the digital teaching capabilities of rural educators as the most critical factor influencing educational disparity and a primary cause of inequality in educational opportunities. Building on the discussion of characteristics and functions of educational intelligence， such as intelligent educational agents and smart learning centers， and supported by practical explorations in “Artificial Intelligence + Rural Science Education，” the article proposes a new path for educational intelligence. This path involves using “Smart Learning Centers + Interactive Curriculum Learning Systems” to solve the pressing issues faced by rural schools， such as the inability to offer a full curriculum or to deliver it effectively.

Keywords： intelligent education； urban-rural education equity； smart learning center； human-machine collaborative teaching

收稿日期：2024年10月23日

責(zé)任編輯：宋靈青