人工智能如何推動教育革命

摘要：人工智能、大數據、AR/VR、 “互聯網+”等技術在教育中迅速普及，催生了智慧教育、 “互聯網+”教育、未來教育等，但信息化還沒有真正給教育帶來大規模常態化的革命。從人的培養過程動態多變性入手，分析了其他行業只要買到好產品就能夠直接帶來進步，而教育即使配備最好產品也不一定就能夠實現革命的深層次原因。以信息化的視角，對教育問題做了合適的層級劃分，對不同層級教育問題分別提出了相應的信息化途徑與工作范式。在此基礎上，從價值定位和取向、智能技術支持問題解決新模式、智能支撐環境、實施組織和保障體系等層面，對智慧教育內涵做了深入分析。從教育信息化由產品應用轉段升級為教育創新，基于人才培養量化標準全面捕捉學校辦學問題，全面運用智能技術有效支持教育活動實施，在智能生態育人環境中常態化開展智慧教育活動等方面，系統分析了智慧教育學校應具備的核心特征。

關鍵詞：人工智能;智慧教育;教育革命;人網融合

中圖分類號：G434

文獻標識碼：A

人工智能、大數據、AR/VR、 “互聯網+”等技術，在教育上的應用如雨后春筍般撲面而來，智慧教育的熱浪正在鋪天蓋地席卷各地。但是，到目前為止，信息化還沒有真正給教育帶來大規模、常態化的革命性（結構性）改變[1]。尤其是在課堂教學和學生學習方面，盡管很多應用都冠以人工智能、大數據和“互聯網+”等名頭，但大多數仍然是以產品為中心的應用，所起到的作用還不夠顯著，還沒有真正體現出人工智能等技術應有的價值和作用。甚至有的還沒有搞清楚到底什么是智慧教育，就盲目地搞上了智慧教育。

大多數領域，只要買到好產品或系統，就能夠直接帶來行業進步，甚至是革命。為什么在教育中，即使配備了最好信息化設備和系統，也不一定就能夠實現教育的真正革命呢？我們究竟該如何做，才能真正將以人工智能為代表的信息技術在教育中最大限度地發揮其應有的價值和作用呢？

下面，從教育領域信息化的特殊性和可行途徑，智慧教育內涵和智慧教育學校核心特征等方面深入討論人工智能、大數據、 “互聯網+”及AR/VR等技術如何有效支持教育的變革與創新，實現教育深層次革命等問題，為進一步抓好教育信息化工作提供參考。

一、教育信息化特殊性與可行途徑剖析

（一）教育信息化特殊性認識

任何領域的信息化，其目的只有一個，就是解決領域工作中所存在的問題，特別是在常規條件下不好解決甚至是無法解決的問題。各個領域中所存在問題是多方面的，也是多種多樣的，有質量方面的，也有效率方面的。其中，效率方面的問題，基本上無需改變工作流程，主要是通過提供便利工作平臺就可以解決。而質量方面的問題則不然，一般情況下是需要改變工作流程再用技術，才有可能解決問題，進而實現質量提升。如果有了新的手段和條件，找不到解決問題的新思路和新方法，也照樣解決不了所存在的問題。因此，只有在技術支持下找到了解決問題的新思路和新方法之后，再按照新思路和新方法的實際需要應用技術，技術才有可能真正發揮其應有的價值和作用。

大多數領域的工作流程單一，且基本上是通用的。即便工作流程存在缺欠，創新后的工作流程仍然是單一通用的。因此，只要按照所創新流程的實際需要研制出新產品或支撐系統，就可以通過新產品或支撐系統將所創新的工作流程全面推廣應用了。正是這個原因，在其他領域中的信息化工作，基本上是采取以產品購買或系統建設為中心，在購買或建設基礎上搞應用的工作范式。

但是，在課堂教學中的信息化就不是這么簡單了。教育是培養人的，培養人的過程是一個動態多變的過程。比如，同一個老師，在同一個問題上，面對不同學生所遇到的問題有可能都不一樣，且是動態出現的，不可預期的。因此，就課堂教學而言，一方面是無法預知教學和學習的困難是什么樣的，無法將各種可能的創新事先準備好;另一方面是即使事先知道了可能存在的困難，也不可能通過一個產品或系統將所有可能的教學思路和方法全部傳播出去，這也正是教育信息化最困難之所在。

不僅是培養人的過程動態多變，培養人所遇到的問題更是多種多樣的。這種多樣性來自于學科、專業及課程的差異，更來自于人的差異。如果在動態多變的育人過程中，遇到具體問題就單獨研究信息化推進的話，那么信息化工作將很難做好。因此，不能僅從技術支持的角度開展信息化工作。更需要從教育問題分類人手，盡可能將教育問題歸類，在分類基礎上研究信息化途徑。

盡管育人過程是動態多變的復雜過程，可能遇到的問題也千變萬化的。但是，育人過程中所存在的問題還是可以歸類的。因此，應當首先找出教育中所存在的共性、本質性問題，在此基礎上，再進一步研究智能技術支持下破解不同類別問題的途徑和方法。當前，育人過程中最有代表性的共性、本質性問題，諸如學生厭學、課堂教學很難個性化、優秀教師無法服務所有學生、疑難知識理解困難、在主要學科教學中缺乏學生系統和探究思維能力培養必要的安排和部署、教學和學習評價缺乏科學的路徑和量化的標準、課堂教學無法實現優質均衡等。

以厭學問題為例，導致學生厭學問題的原因是多方面的。首要的原因是絕大多數教師在課堂教學中直接講授知識，在講授基礎上做練習、做實驗等等。學生被動學習知識，不清楚為什么要學，缺乏足夠的學習動因，久而久之，就討厭學習了。其次的原因是，教師給學生所安排的學習路徑不適合，或者是路徑適合了，教師的講解和指導不好，或者所提供的學習支撐環境和材料不合適等，導致學生很難完成學習任務，或者根本就不能夠完成學習任務，進而也就沒有進一步學習的興趣了。

比如，初中數學中的因式分解，很多學生學習這一知識的時候都很困惑。為什么要學習因式分解，有什么用途，一無所知。反正教材上安排了這一學習內容，教師也講解了，就跟著老師學習了。這種情況下，又有多少學生是真正發自內心愿意學習呢？事實上，因式分解主要是為解方程奠定基礎的。將多項式分解為多個變量與常量之和或差的乘積形式，就可以很簡單的判斷出方程的解來。因此，最好的辦法是，先從解方程談起，再研究什么情況下，方程的解容易判斷出來，在此基礎上，引出為什么要學習因式分解，以及如何分解等。在此基礎上，根據教師講解和學生學習的實際需要應用技術支持教學活動。

由此可見，教育信息化工作，一定要系統研究教育問題，做好分類分層工作，按照不同層級分別研究信息化途徑。教育信息化工作，不可能只搞一套設備或系統，就能夠自動化完成所有教育活動，特別是課堂教學活動更是如此。如果簡單地將在其他領域中搞信息化的工作范式，直接遷移到教育領域當中來，就不適合了[2]。

（二）教育信息化可行途徑剖析

教育信息化絕不是以設施設備、網絡環境和應用系統等的建設為目的，任何新技術引入到教育中來，其目的顯而易見是為了解決教育中所存在的問題[3]。因此，應從教育到底存在什么樣的問題，哪些問題是通過信息化可以解決的，所有教育問題是否都是一種解決模式等方面人手，研究教育信息化切實可行的途徑。

由于教育領域的特殊性，導致很多教育問題不像其他領域一樣通過購買信息化產品就能夠很好地解決，就能夠實現行業進步，甚至是革命。特別是課堂教學深層次問題的解決，情況更是如此。

當前，教育中的問題是多方面的，具體問題更是層出不窮的。這些問題，沒有新的手段和條件引入的話，是很難找到可行的解決辦法。而人工智能、大數據、AR/VR、 “互聯網+"等技術的快速發展和普及，為這些問題的解決帶來了機遇和可能。

從信息化可能的途徑視角看，教育問題可劃分為三個層級。第一個層級教育思路與方法沒有問題，主要是缺少有效的手段和條件;第二個層級是教育方法自身存在缺欠，出現這種缺欠的主要原因可能是由于手段和條件限制導致的;第三個層級是現有可知情況下，沒有解決的可能陛。這三個層級教育問題可能的信息化途徑差異非常大，不可能通過一種信息化模式就能夠全部解決。因此，應分別研究如何通過信息化解決三個層級問題相應的有效途徑和方法。

1.通過智能技術構建有效便捷工作平臺，解決第一層級教育問題

第一個層級教育問題的特點是教育方法自身沒有缺欠，所存在的問題是在常規條件下，由于缺少有效的工作平臺或支撐條件，導致工作開展效率低，不容易完成。這種情況下，只要梳理清楚教育的工作流程，按照工作流程的實際需要提供適合的產品或支撐系統，且做到便捷、友好和高性能，教師、學生、管理者和家長等在教學及學習中能夠全面使用，就可以很好地解決第一層級的教育問題了。

針對這個層級的教育問題，一般情況下，只要獲得相應的產品，并對教師做設備操作方面的培訓，就完成信息化工作了。這種類型的信息化，能夠直接給教育帶來的是效率方面的提高，在效率提高的基礎上，通過節省時間做更多的事情進而提高質量。這是教育工作效率的革命，但不會是教育根本性的革命。因為第一層級問題主要是實施教育的手段和環境方面存在不足，信息化的作用主要是提高效率。比如考試閱卷和成績分析，正常情況下，教師在卷面上逐個批改，手工統計成績。通過信息化，提供便利的工作平臺和支撐條件，實現快速網絡閱卷和成績統計分析，則可減輕教師工作負擔，大大提高工作效率。這種情況下，工作效率方面的確發生了革命，除此之外，不可能再有其他方面的革命了。

教育信息化1.0時代，主要是解決了第一層級的教育問題。盡管教育部已經發布了教育信息化2.0行動計劃[4]，但是，目前大多數學校的信息化仍然處在第一層級上。不僅如此，即便是這一層級的信息化，還有很多學校尚未做好。主要的問題是，大多數學校和教育局在建設信息化環境時，更多的是從企業能夠供給什么人手做方案，即便是對教育的需求做了一定的分析，但不夠系統完整。因此，普遍存在教育工作流程中需要提供信息化支撐的點梳理不系統、不精準，所提供的支撐環境不適切等問題。但這些問題，只要思路正確、方法得當，還是很容易解決的。

2.在智能技術支持下創新教育方法，解決第二層級教育問題

第二個層級教育問題是教育思路和方法自身存在缺欠，導致教育效果不好。這種情況下，直接應用信息技術，即以產品應用為中心的應用，無論如何也不可能很好解決教育中所存在的問題。即使是使用了最好的設備和系統，也只能是形式上的應用，不可能從根本上解決教育問題，這種情況下的應用更多的是在做秀。

第二層級的教育問題，需要從教育思路和方法層面尋找突破口。教育思路和方法方面出現缺欠的主要原因是由于手段和條件限制導致的，如果沒有新的教育手段和條件出現，這些問題不可能找到解決途徑和辦法。

比如說，學習帶電金屬棒在磁場中的運動規律。在常規條件下，教師一般會通過實際器材做演示實驗，演示出帶電金屬棒在磁場中隨著滑動變阻器調整所發生的運動變化情況。演示實驗的目的是讓學生觀察到這種變化規律，而不是實驗操作。要做這一實驗，教師需要準備出實驗所需的所有器材，并進行連接。為了做實驗，教師需要做很多的準備工作。借助人工智能和虛擬仿真技術，可以模擬仿真出所有實驗器材，實驗操作以及相應的實驗現象等，幫助教師減輕負擔，提高效率，這是應用技術解決第一層級問題。但是，金屬棒為什么隨著滑動變阻器的調節而改變運動速度，從原理上還是沒有直觀呈現出來。如果在此基礎上，模擬出電流隨著滑動變阻器的調整所發生的大小改變，以及帶電金屬棒受力大小的改變等，就會對原理的理解起到有效支撐作用，這就是解決第二層級問題了。

對于第二層級的教育問題，信息化的途徑又分為兩種情況。一種情況是，教育思路和方法的改進模式單一且通用，按照改進的思路和方法研發出好的產品或系統，就可以很容易通過推廣產品或系統的方式，將改進的思路和方法直接推廣出去。另一種情況是，教育思路和方法是動態多變的，不是固定的，課堂教學就屬于這一情況。

但是，無論是模式單一還是動態多變，有一點是一樣的，就是一定要在教育思路和方法創新基礎上再應用技術。由此可見，信息技術能否發揮有效的作用，首要的條件是教育自身的思路和方法要好，其次是所選擇的支撐技術恰當有效。必須注意的一點是，教育思路和方法再好，如果沒有適切的技術支撐，教育的改變也是無法實現的。

因此，要想真正通過信息技術解決教育問題，就必須系統梳理出教育的瓶頸性問題，分類分層研究清楚在智能技術支持下解決問題可能的教育路徑，按照路徑的實際需要建設支撐系統和運行環境。應根據所梳理教育問題的特點和智能技術可能的支持方式研究操作途徑。當前，最急需創新的是課堂教學和學生學習。而對于教學和學習的支持技術，最有效的是VR/AR、 “互聯網+”、AI和大數據等。在具體操作層面上，應著重從VR/AR支持理解和探究知識，AI和大數據支持精準學習與教育調控， “互聯網+”供給優質教育服務等方面系統探究切實可行的信息化途徑。

由此可見，要想真正解決第二層級教育問題，就必須將教育信息化工作由建設和應用，上位到在信息化條件下的教育創新發展層面上來，將數字校園（智慧校園）、云平臺等的建設轉段升級為智慧教育學校（區）創建。也就是說，將獨立開展教育信息化工作，轉變為按照信息化條件下教育創新發展的實際需要開展教育信息化工作。

教育信息化2.0行動計劃的核心是構建能夠解決教育瓶頸性問題的人才培養新模式、教育服務供給新模式和教育治理新模式，其中核心目的就是解決第二層級的教育問題。但是，當前大多數學校主體上仍處在教育信息化1.0時代，主要通過信息化解決教育的第一層級問題。盡管有很多學校都朝著教育信息化2.0時代邁進，但絕大多數學校仍然首先以信息化環境建設為中心，在建設基礎上搞應用。還不是真正以教育體系創新為目的開展教育信息化工作，或者說目的對了，但是沒真正走上通過智能技術解決第二層級教育問題的創新軌道上來。

3.創造智能教育技術，探索第三層級教育問題可能解決途徑

第三層級的教育問題是當前現有的技術水平和教育問題解決能力沒有可能解決的問題，這類問題，只能是等待某種新技術的出現來突破問題的解決。但是，這種技術不是學校或一般公司能夠突破的，不是一般人能夠做到的，主要是靠精英人才去創造。因此，這類問題也不是一般學校重點關注的問題。比如，是否有可能做出一種智能系統，通過腦電圖、學生學習活動視頻和學習結果數據等綜合分析學生學習情況，并動態選擇適合學生實際情況的教學安排，使學生能夠在一定時間內處于興奮、有效的學習狀態中。從目前情況來看，這種想法還不能夠實現，也不清楚是否一定能夠實現，有待于精英們的進一步創造和探索，這就屬于第三層級的問題。

二、智慧教育內涵解析

智慧教育，顯而易見是教育的一種類別，它是對原有教育的改進、補充和完善。智慧教育一定是針對原有教育所存在的問題，一定是為解決所存在問題而提出的，也一定是有其提出的特定條件和時代背景的。一般情況下，隨著社會的發展和進步，原有教育體系中所存在的問題具備了解決的條件，有了解決的可能性，才可能真正進行改進、補充和完善。那么，智慧教育是在什么背景下提出來的，它與原有教育體系有什么本質區別，它與人工智能、大數據、 “互聯網+"和AR/VR等技術究竟有什么關系，它到底是種什么樣的教育呢？

（一）智慧教育與智能技術的關系

教育，廣義上講是指能夠影響和改變人的身心發展的一切有目的的社會實踐活動。狹義上講，是指以學校這種組織形態，有目的開展的系統、持續影響和改變人身心發展的社會實踐活動，即學校教育。

學校教育，是一種相對完整的教育體系。但不論什么樣的學校教育體系，一定是在充分考慮教育對象、教育目的、教育目標與內容、教育手段與環境、教育周期、教育實施者（教師）、教育組織與管理、教育成本等諸多因素基礎上建立起來的。教育體系的構建，受到與教育相關多種因素的影響和制約。

決定教育體系優劣的第一個因素是教育對象和目的，即到底將哪一類群體的人，培養成為能夠具備什么素養和能力的人。這一因素并不是一成不變的，它直接受到社會體制、行業結構和社會發展需要等諸多方面的影響，也必將是自然而然地隨著這些方面的變化而改變。第二個因素就是教育目標與內容，在人類社會發展的不同階段，隨著科技、文化和社會體制等的不斷進化，所確定的教育目標和內容也是隨著社會的不斷進化而動態變化的。但總的來說，在一定時期內，還是相對穩定的。第三個因素是教育手段和環境，這是至關重要的影響因素。這個因素，決定著教育方式與過程、教育實施的可能性和可操作性等，直接影響著教育的質量和效率。教育的方式與方法，教育過程的安排，甚至教育的組織形態都受制于教育手段和環境的限制。

學校教育的組織形態和結構，在沒有新的手段和環境因素出現的情況下，是很難發生較大改變的。過去的千百年來，在信息技術等現代技術沒有成熟之前，由于影響教育的手段和環境等因素沒有發生重大改變，因此，在常規條件下所形成的教育結構和組織形態，以及教育方式和方法等是相對固定的。也正是長時間沒有手段和環境方面的重大變化，人們已經習以為常了，也不再去想常規條件下不可能做的事情了，解決不了的問題，甚至已經不認為是問題了。諸如前面所述的學生厭學、課堂教學很難個性化、優秀教師無法服務所有學生、疑難知識理解困難、在主要學科教學中缺乏學生系統和創新思維能力培養必要的安排和部署、教學和學習評價缺乏科學的路徑和量化的標準、課堂教學無法實現優質均衡等教育共性、本質問題，這些均是在常規條件下是很難破解的。

當今社會，信息技術飛速發展，特別是人工智能、大數據、 “互聯網+"和AR/VR等技術，給各行各業都帶來了巨大沖擊和改變，帶來了千載難逢的創新發展機遇。很顯然，教育也不例外。正是這種新技術和新手段的出現，教育才有可能發生革命性的改變。也正是應這些智能技術發展的時代呼喚，智慧教育應運而生。

人工智能、大數據、 “互聯網+"及AR/VR等技術對教育所存在問題的解決，只是從手段和環境層面帶來了可能。但是，在沒有深刻反思原有教育體系的問題，不去深入研究在新手段、新環境支持下問題解決的新思路和新方法的情況下，簡單運用這些新手段和環境，原來沒有很好解決的問題，照樣還是解決不了，當然也是不可能真正發揮出新手段和新環境應有的價值與作用。很顯然，更不可能構建出系統解決教育問題的教育新體系。不僅如此，由手段和環境的改變，人的培養目標也可能隨之發生改變。因此，智慧教育體系的構建，絕不是僅僅停留在手段和環境的層面上[5]。

（二）智慧教育內涵界定

智慧教育的提出，是因人工智能、大數據、“互聯網+"及AR/VR等技術的快速發展與普及應運而生的。但有一點是必須清醒認識到，就是如果教育本身沒有問題的話，就沒有任何理由在教育中引入智能技術。因此，智慧教育，一方面一定是與教育本身存在的問題密切相關，另一方面，一定是與能夠為教育所存在問題破解提供有效支撐的智能技術相關。

基于以上分析，智慧教育應是指在人工智能、大數據、 “互聯網+"和虛擬仿真等信息技術的支持下所構建的，著重解決原有教育體系中由于沒有更好的手段和環境，所導致的教育共性、本質問題的教育新體系。這種新的教育體系，在價值定位和取向層面，至少應著重關注品行修養、學業能力、強建體魄、陽光心態和溝通合作等方面的素養和能力。在解決教育問題新模式層面，應重點從VR/AR支持理解和探究知識，AI和大數據支持精準學習和教育調控， “互聯網+”供給優質教育服務等方面建構。在智能支撐環境層面，應從云平臺、智慧校園、智能教室、感知環境和智慧學習等方面建設必要的條件和環境。在實施組織和保障體系層面，應從機制體制、政策保障、規劃方案、行動安排和督導措施等方面建立。

通過教育瓶頸性問題的解決，真正讓教育發生革命性的改變。教育的革命，首先體現在立德樹人方面，要培養德智體美勞全面發展的人，讓學生有良好的品行修養、寬厚的學業能力、強建的體魄、陽光的心態、較強的溝通合作能力，特別是會發現、會思考、會創造等能力，即培養智慧的人。第二體現在教育方法創新方面，第三體現在手段和環境方面，第四體現在教育服務供給方式方面，即教育發生結構性改變。

智慧教育所帶來的這種革命，從學生視角看，應當讓學生能夠主動、按需要和適合方式、找到適合環境和伙伴、得到最好教師幫助學習。從教師的視角看，應當讓教師能夠對教學全過程進行實時監測與分析，動態調控教學方式與方法等。

三、智慧教育學校核心特征剖析

2019年5月，習近平主席在致國際人工智能與教育大會賀信中強調指出， “積極推動人工智能和教育深度融合，促進教育變革創新，充分發揮人工智能優勢，加快發展伴隨每個人一生的教育、平等面向每個人的教育、適合每個人的教育、更加開放靈活的教育”。習近平主席明確指出了在智能時代教育創新發展的方向，明確了人工智能等技術在教育中應用的目的和用途。

當前，教育主體實施單位是各級各類學校。因此，智慧教育的實施，應主要是通過學校的智慧教育體系構建來完成的，也就是要創建智慧教育學校。智慧教育學校的創建，就是要通過人工智能等技術，實現習近平主席所提出的“伴隨每個人一生的教育、平等面向每個人的教育、適合每個人的教育、更加開放靈活的教育”。那么，學校教育具備了什么樣的特征，就可以稱之為智慧教育學校了呢？

一所學校，要想成為真正的智慧教育學校，它必須是在學校教育的一定范圍內實施智慧教育。智慧教育不是只有個別人能夠實施就可以了。當然，學校所有人都能夠實施智慧教育是最好的了，但這是非常困難的。因此，至少應有足夠多的教師能夠實施這種新的教育體系，學校才可以稱之為智慧教育學校。也就是說，必須有相當比例的教師，在足夠多的教育教學活動中按照智慧教育體系常態化開展教育活動。智慧教育學校應至少具備以下基本特征。

（一）教育信息化由產品應用轉段升級為教育創新

學校全體教師應達成共識，將融合創新發展作為學校發展的核心目標。建立了智慧教育學校創建工作領導小組和相應的組織管理體系，按照切實可行的智慧教育學校創建方案開展工作。能夠正確認識以人工智能為代表的信息技術的價值和作用，將教育信息化的定位從產品應用轉段升級為教育創新，即教育信息化的工作重心由解決第一層級教育問題轉段升級為著重解決第二層級的教育問題上來。

能夠以人工智能、大數據、物聯網等新興技術為基礎，依托各類智能設備及網絡，積極開展智慧教育探索與實踐，切實推動教育理念與模式、教學內容和方法等的變革創新，提升學校辦學質量和教育水平，切實加強創新人才的培養，探索出引領教育變革與教學創新發展的新途徑、新模式。真正做到將支撐學校各項工作創新發展作為信息化工作的主要目的和方向。

在開展信息化的工作過程中，能夠充分利用信息化引領構建以學習者為中心的全新教育生態，培養符合新時代和信息社會發展需要的、具有較高素養的創新型、智慧型人才，促進人的全面發展，真正做到育人為本。充分發揮技術優勢，變革和創新傳統教育模式，實現創新應用常態化，推動教育創新發展，提升教育質量和水平，真正做到融合創新。

（二）基于人才培養量化標準全面捕捉學校辦學問題

應以立德樹人為目的，從品行修養、學業能力、強建體魄、陽光心態、溝通合作能力等方面，量化人才培養目標，給出科學、系統、有效的量化標準。在此基礎上，能夠全面、系統、準確捕捉到學生學習、教師教學、行政人員管理等各項教育工作中所存在的問題。量化標準是各項工作優劣結果評價的依據，只有依據科學、系統、有效的量化標準所采集的學校辦學中所產生的大數據，才真正是更精準、有效的。

應針對德智體美勞各個方面建立相應的素養圖譜，進而建立起人才培養量化的標準。其中，最難量化的是德行方面的素質。現有的量化標準，大多數不是主觀因素較多，就是定量標準太不科學。比如，有的學校所制定的德行評價標準中，一種主要的考核內容是參加學校所組織活動的情況。如果學生德行方面的素質靠參加規定活動情況來測量的話，幾乎所有學生都會按照學校要求做的，不可能在這種情況下故意不好好表現，這種做法，很難檢測出學生的真實情況。事實上，最有可能反映出學生真實德行情況的是日常行為。但是，通過人工采集學生日常行為是不太可行的。如果能夠通過智能技術手段動態采集到學生日常行為情況，并能夠基于所采集到的日常行為表現來考核學生的素養，則應當是更可行的辦法。

除此之外，另一個尤為重要的是學業水平方面的量化標準如何建立的問題。學業水平方面量化標準的建立，最可行的途徑是建立學科知識圖譜和以知識圖譜為基礎的能力圖譜。從可操作性的層面上看，知識圖譜可以通過兩種類別的圖表達出來，一種是知識分類圖，另一種是知識序關系圖。能力圖譜，則應是在知識圖譜的體系框架下，針對每一個基本知識片段來組織。構建能力圖譜最為關鍵的是要將能夠體現出學生學業水平的分層分類內核問題（任務），與對應的解決方法和策略等建立有序的聯系，形成完整的體系。通過能力圖譜，不僅可以衡量出問題（任務）解決（完成）的程度和水平，還能夠衡量出解決（完成）這些問題（任務）的方法體系構建的水平。

（三）全面運用智能技術有效支持教育活動實施

在理清了學校教育中所存在的實際問題之后，接下來的事情就是能夠找到解決這些問題切實可行的途徑和辦法。如果在常規條件下能夠很好解決的問題，不是本文要深入討論的問題。本文關注的問題是在常規條件下很難或幾乎不可能解決的問題，這些問題的解決一定是需要新的手段和條件引進來[6]，這一點也是能夠真正構建和實施智慧教育體系的關鍵。因此，智慧教育學校最核心的特征，就是能夠全面運用智能技術，解決在常規條件下很難或幾乎不可能解決的問題，有效支持教育活動的實施。

前面，已經分析了從信息化的視角看，教育問題解決可能的途徑和方法。目前，現有條件可能解決的主要是第一層級和第二層級教育問題。

對于第一層級的教育問題，主要是應能夠從教育需求側將問題理清楚，根據每一個問題的實際需要，通過智能技術建立有針對性的便利、有效工作支持平臺，使得各項工作順利開展，提高效率，進而提高質量。第一層級問題，典型的應用諸如，管理方面的學籍、人事、資產、財務等，教學方面的閱卷、成績統計與分析、多媒體課件等。對于第二層級的教育問題，直接應用智能技術，是不可能解決教育問題的。因此，應首先探索智能技術支持下教育問題解決的新途徑和新方法，在此基礎上，再應用技術支持新途徑和新方法的有效實施。

要探索出教育問題解決的新途徑和新方法，就必須創新。而創新是多方面的，比如，以教學為例，創新至少應從人才培養目標、教學方式與結構、教學方法等層面開展。借助智能技術，在教學方式與結構、教學方法等方面，探索出真正能夠讓學生主動、按需要和適合方式、找到適合環境和伙伴、得到最好教師幫助、實時知道學生情況并能夠準確找到學習方向的基礎上，完成學習活動等的新途徑和新方法。與此同時，盡可能將創新和系統思維能力培養合理部署安排，提升學生綜合素養。其中，創新和系統思維能力培養的關鍵，一是要盡可能將知識學習轉化為問題或任務，講出故事來，激發學生學習動因;二是在可能的情況下給學生更多探究的機會，讓學生在探究中成長。

不同的學習內容，可能的學習路徑不盡相同。而不同的學生，針對同一學習內容，適合的學習路經也不相同。因此，一方面，應以知識和能力圖譜為線索，梳理總結出每個知識片段可能的學習路徑集;另一方面，應針對同一學習內容，根據不同類型學生的實際情況，分別歸納出適合的學習路徑。這其中，又包括了兩個層面的因素，一個層面是教學方式與結構，另一個層面是教學方法。

教學和學習路徑，基本類別可以分為三種，一是講練結合，二是學導練結合，三是思導練結合，其他的則是它們的各種各樣的組合。實施教學，又分為課前、課中和課后。在常規條件下，制約教學和學習路徑創新的關鍵因素是教師和教學條件。教師和學生在課堂的教學活動有其特定的組織形態和開展方式。在課堂上，正常情況下，學生只能統一接受教師的講解和指導，在教師統一組織下開展討論等，所有學生是不可能同時得到教師個別化講解和指導的。回家后，要得到教師個別化的講解和指導就更不可能了。沒有好的教師，沒有有效的教學手段和環境，創新幾乎是不可能的。此外，更重要的一點是無論什么樣的教師，都不可能隨時隨地服務于每一個學生，最好的教師就更不可能了。

近幾年，火爆的翻轉課堂，就是在教學方式與結構方面所開展的一種教學創新。但是，很多翻轉課堂的實踐和探索，沒有在系統分類教學和學習路徑基礎上，根據學生不同學習路徑的實際需要安排合適的翻轉方式，更多的是經驗性的實踐活動，缺乏理性思考，對翻轉的各種可能路徑沒有做系統的分析和科學的實證，缺乏明晰、系統、科學的方向和方法。大多數翻轉，脫離學生實際情況，更多的只注重了翻轉的形式，忽視了教學的規律和本質。

針對上述情況，首先，應著重從AR/VR賦能高品質學習， “互聯網+”賦能供給優質教育，AI和大數據賦能精準學習等方面，探索教學和學習模式創新。其中，AR/VR賦能高品質學習，應重點探索工具資源和系統賦能，有效支持深度理解知識并形成應用能力、培養學生系統思維能力和歸納能力等。 “互聯網+”賦能供給優質教育，應依據知識圖譜和能力圖譜，基于大數據，在比對、篩選和優化教學和學習路徑基礎上，通過持續迭代和優化，匯聚優秀教師教學智慧，建立學習路網資源，將最好教師教學智慧實時供給每一個需要的學生[7]。人工智能和大數據賦能精準學習和教育調控，應基于學習大數據構建學習者畫像和個性化知識與能力圖譜，在此基礎上，規劃學習路徑并創建個性化學習路徑，引導學生按照學習路徑在學習路網中獲得精準優質資源，實現高品質個性化學習。

其次，應充分利用智能技術構建智慧課，構建“入網融合”教育新體系。真正做到動態、全面、精準采集到每一個學生的學習結果和方式數據，建立學習全過程數據檔案。在此基礎上，實時分析學生個體和群體學習情況，建立個性畫像，構建反映學生學習情況的知識與能力圖譜;根據學生學習情況，分析群體學生共性學習規律，篩選和優化教學與學習路徑，精準調控教學活動安排;根據畫像，引導個性化學習，精準提供路網資源，安排有針對性的迭代訓練;全面、系統分析學生、班級、教師、教研組、年級等總體教學情況，以及信息化教學應用情況;根據學習數據，建立、完善、優化套件和學習路網資源，提供深層次理解、體驗和探究知識的工具、套件和學習路網資源，將最好教師的教學智慧和學生的學習經驗供給課堂中，真正做到快速、全面、高質量提升教學水平。實現由表及里，由點到面、體，由面對面信息化到“互聯網+”，由一般到應用智能化，由專用資源向教育大資源等的轉變。

（四）在智能生態育人環境中常態化開展智慧教育活動

1.建成智能生態育人環境

學校應著重圍繞課堂教學難以個性化、優質教師無法覆蓋所有學生、缺乏知識深度理解和探究的必要手段、教學和學習監測調控困難、教師教學水平監測和調控困難、管理及辦學整體實時調控困難等問題，創建能夠解決所存在瓶頸性問題的教育新體系。在此基礎上，建立起備課、教學、學習、研修和管理一體化工作智能平臺，建立教育教學活動情況大數據采集和分析平臺，形成智能生態育人環境，并能夠持續迭代優化，為各項教育活動提供有效支撐。

在資源和學科教學工具方面，應建立套件和路網學習資源、工具和虛擬仿真系統等，主要學科深度理解和體驗知識、感悟和探究知識所需支撐工具覆蓋率應基本具備。能夠在PPT、Word或其他教學工具中，有機集成學科工具、仿真實驗室、多媒體素材等資源，簡捷快速準備出課件、教學設計、資源包等校本特色套件和學習路網資源。在所建設的多媒體教室、智慧教室、學科教室和創客教室等，能夠按照教學的實際需要，便捷快速的調用資源與工具。

2.形成“人網融合”智慧教育新樣態

學校構建起在智慧學習路網資源和智能導引等系統支撐下的“人網融合”學校教育新樣態。大多數教師在多媒體教室中，能夠常態化利用學科工具、仿真實驗室等資源提升課堂教學質量。相當比例教師能夠在智慧教室或學科教室中，定期組織學生利用可交互終端、學科工具和仿真實驗室等開展高品質個性化學習;能夠準備出本學科主要課程類型的、符合所教學生特點的套件資源和高品質個性化學習所需要的路網資源;培養出了覆蓋主要學科的智慧教育應用示范團隊。

能夠利用學生個性化學習情況大數據以及教師教學情況大數據等，動態分析教師教學和學生學習質量情況，能夠動態評價教師、教研組、年級組等教學水平，在此基礎上，合理引進和調配教師，精準安排教研和培訓活動。利用運行狀況大數據，能夠動態監測教職工及學生在校實時狀況、重點工作完成情況、學校安全狀況、學校辦學水平，實現學校精準化管理，實現行政管理工作規范化和標準化，并通過信息化手段建立科學的決策流程等。

參考文獻：

[1]鐘紹春.構建信息時代教育新模式[J].電化教育研究，2019，40（4）：23-29.

[2]鐘紹春，唐燁偉.人工智能時代教育創新發展的方向與路徑研究[J].電化教育研究，2018，39（10）：15-20.

[3]何克抗.如何實現信息技術與學科教學的“深度融合”[J].教育研究，2017，（10）：88-92.

[4]教技[2018]6號文件，教育部關于印發《教育信息化2.0行動計劃》的通知[Z].

[5]邱相彬，李藝等.信息技術作用下的課程文化變革思維[J].教育研究，2017，（9）：92-98.

[6]鐘紹春，唐燁偉等.智慧教育的關鍵問題思考及建議[J].中國電化教育，2018，（1）：106-111.

[7]鐘紹春.人工智能支持智慧學習的方向與途徑[J].中國電化教育，2019，（7）：8-13.作者簡介：

鐘紹春：教授，博士生導師，研究方向為智慧教育、人工智能（sczhong@sina.com）o