北京市海淀區(qū)教科院信息中心主任馬濤：以一線教學(xué)視角探究人工智能應(yīng)用價值

何曼

“人工智能+教育”、智慧課堂是新時代新科技與教育科學(xué)深度交融的結(jié)晶。隨著教育信息化的發(fā)展，課堂教學(xué)從知識傳授型轉(zhuǎn)向能夠容納學(xué)生體驗的項目學(xué)習(xí)方式，或?qū)⒊蔀榻窈蟮陌l(fā)展方向。

關(guān)鍵詞 人工智能+教育 智慧課堂 教育信息化 數(shù)字化教研

隨著大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)化、智能化將是一個必然的發(fā)展趨勢。其中，“人工智能+教育”作為教育信息化的升級版，正在被教育界內(nèi)外所追捧。北京市海淀區(qū)教育科學(xué)研究院信息技術(shù)研究中心主任馬濤與本刊對話時表示，“人工智能+教育”、智慧課堂是教育研究的熱點話題，是新時代新科技與教育科學(xué)深度交融的結(jié)晶。以人工智能手段賦能教育信息化，突破了以技術(shù)為主線的傳統(tǒng)思路，使得學(xué)校教育場景更加突出;同時，以一線教學(xué)的視角看待不同教育場景下的人工智能應(yīng)用價值，凸顯了基層教學(xué)的實際和一線經(jīng)驗。他希望，未來人工智能可以為教師、學(xué)校和管理賦能。

人工智能賦能下的課堂教學(xué)實施方向

在線學(xué)習(xí)：當(dāng)前，影響信息技術(shù)與課堂教學(xué)深度融合的主要問題是什么？

馬濤：教育信息化建設(shè)已實施20多年，在經(jīng)歷了教學(xué)課件的推進、教育技術(shù)能力培訓(xùn)和信息技術(shù)能力提升工程培訓(xùn)后，運用信息技術(shù)解決課堂教學(xué)中的知識傳授、結(jié)果性評價等問題，已經(jīng)成為了廣大教師熟識的形態(tài)。隨著2017版高中課程標(biāo)準(zhǔn)中的學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)布，K12階段的課堂教學(xué)更加注重讓學(xué)生利用知識解決問題。所以，課堂教學(xué)從知識傳授型轉(zhuǎn)向能夠容納學(xué)生體驗的項目學(xué)習(xí)方式，成為今后的發(fā)展方向。

如果信息技術(shù)單純以教學(xué)演示方式的知識傳授形態(tài)呈現(xiàn)，自然不是項目學(xué)習(xí)方式的內(nèi)容主體。以信息技術(shù)為載體的學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)實踐，將有效解決學(xué)生活動的場地緊缺、設(shè)施不足等資源供給問題。因此，在課堂教學(xué)中，若教師對學(xué)生體驗式學(xué)習(xí)的內(nèi)涵認識不足，必然會造成信息化僅在淺層教學(xué)展示層面使用，不能構(gòu)建信息化條件下的學(xué)生體驗學(xué)習(xí)活動，此時信息技術(shù)無法深入結(jié)合課堂基本學(xué)習(xí)形式，進而成為影響信息技術(shù)與課堂教學(xué)深度融合的主要問題。信息技術(shù)與課堂教學(xué)的深度融合，要結(jié)合課堂教學(xué)內(nèi)容和課堂環(huán)節(jié)開展。學(xué)生學(xué)習(xí)從知識的獲取和理解，到分析問題并嘗試利用知識解決問題，這是一個從知識到技能再到能力素養(yǎng)的提升過程。信息技術(shù)只有結(jié)合這一學(xué)習(xí)過程，體現(xiàn)學(xué)習(xí)過程對于能力培養(yǎng)的意義，才能真正解決深度融合的問題。

此外，我一直在關(guān)注研究人工智能教育，人工智能在教育領(lǐng)域的運用主要集中在兩個方面：一是作為課程出現(xiàn)在學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容體系中;二是作為技術(shù)手段，為教育信息化賦能。隨著技術(shù)進步和大眾生活水平的提升，人們的教育需求更突出地表現(xiàn)為對學(xué)生個體全面發(fā)展關(guān)注，也更希望教師對學(xué)生個體給予更精細的關(guān)注。人工智能技術(shù)與教育的有效融合，可以實現(xiàn)教師個體針對學(xué)生個體進行的認知、理解、決策，能夠以信息化系統(tǒng)的形態(tài)解決關(guān)注學(xué)生個體的問題。

在線學(xué)習(xí)：面對互聯(lián)網(wǎng)時代的教育環(huán)境，您認為，推進信息技術(shù)與課堂教學(xué)深度融合有哪些方法？

馬濤：我認為，構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)時代的課堂教學(xué)，會有三個實施方向：一是基于雙師課堂的線上教學(xué)資源供給，通過學(xué)生的個人學(xué)習(xí)終端，形成線下教師教學(xué)組織與線上教學(xué)資源的有效結(jié)合，以教學(xué)資源彌補教師缺陷，以線下教師彌補學(xué)生學(xué)習(xí)的組織管理問題，這需要將終端、平臺、資源等進行有機的整合;二是根據(jù)積累的學(xué)生在知識學(xué)習(xí)、知識應(yīng)用、實踐過程、能力測評等方面的數(shù)據(jù)，對學(xué)生進行用戶畫像，通過用戶分析發(fā)現(xiàn)學(xué)生的優(yōu)勢與不足，能夠針對學(xué)生的不足精準(zhǔn)推送學(xué)習(xí)資源，這需要結(jié)合教育需求，深入研究大數(shù)據(jù)、知識圖譜等技術(shù);三是設(shè)計學(xué)生信息化學(xué)習(xí)活動，形成在信息化環(huán)境下讓學(xué)生體驗知識解決問題的過程，在實踐體驗中內(nèi)化素養(yǎng)，這需要教師改變教與學(xué)的模式，同時結(jié)合學(xué)科核心素養(yǎng)改變學(xué)習(xí)評價。三大實施方向相結(jié)合，就能形成具有互聯(lián)網(wǎng)特征的、體現(xiàn)信息技術(shù)與課堂教學(xué)深度融合的完整教育環(huán)境。

在線學(xué)習(xí)：您認為，信息技術(shù)下的新型教與學(xué)模式應(yīng)該是怎樣的？距離實現(xiàn)這一目標(biāo)，還有哪些困難與挑戰(zhàn)？

馬濤：我們發(fā)現(xiàn)，2020年疫情期間，不少線上直播授課并未達到預(yù)期的教學(xué)效果，這充分說明將線下教學(xué)模式全盤移植到線上并不合適，而新課標(biāo)的學(xué)科核心素養(yǎng)也對教學(xué)模式提出了新的需求。因此，我們構(gòu)建的新型教與學(xué)模式應(yīng)該是：課堂以項目學(xué)習(xí)的方式實現(xiàn)學(xué)生體驗式學(xué)習(xí)，以學(xué)生體驗活動落實學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)化，學(xué)生以自己操作移動終端的方式進行數(shù)字化虛擬探究;以學(xué)習(xí)平臺承載學(xué)習(xí)活動過程，以線上資源提供學(xué)生知識學(xué)習(xí)渠道，以線上交流、分享的方式呈現(xiàn)課堂中的師生互動、生生互動。但要實現(xiàn)這一目標(biāo)面臨很多挑戰(zhàn)，一是缺乏成熟的大數(shù)據(jù)分析平臺，二是學(xué)校內(nèi)移動終端使用受限，而最大的挑戰(zhàn)是教師必須根據(jù)學(xué)科核心素養(yǎng)要求改變自己的授課方式。

貼近一線教學(xué)應(yīng)用是人工智能教育核心

在線學(xué)習(xí)：自2017年至今，您已經(jīng)連續(xù)4年擔(dān)任《中國互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)發(fā)展報告——人工智能教育領(lǐng)域》白皮書主編。相比去年，人工智能教育領(lǐng)域有哪些創(chuàng)新與突破？

馬濤：與去年相比，2020年的《發(fā)展報告》除了繼續(xù)關(guān)注作為學(xué)習(xí)內(nèi)容的人工智能課程外，新增了利用人工智能手段賦能教育信息化的部分。這一部分突出了教育場景，從學(xué)校教育管理與治理、學(xué)科教研與課堂教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)與綜合評價方面，針對一線學(xué)校的教育場景進行了分析。在教育信息化中人工智能應(yīng)用的社會認知方面，突破了以技術(shù)為主線的傳統(tǒng)思路，使得學(xué)校教育場景更加突出。同時，以一線教學(xué)的視角看待不同教育場景下的人工智能應(yīng)用價值，凸顯了基層教學(xué)的實際和一線經(jīng)驗。

作為學(xué)科課程內(nèi)容，2020年人工智能教育在依舊保持熱度的基礎(chǔ)上，社會態(tài)度更加端正、知識目標(biāo)指向更加明確、學(xué)習(xí)測評更加完善，體現(xiàn)在教學(xué)內(nèi)容更加關(guān)注人工智能核心內(nèi)容，教師減少了單純“蹭熱度”的教學(xué)盲目性，教學(xué)內(nèi)容的選擇、教學(xué)目標(biāo)的指向更加明確，同時更加注重人工智能學(xué)習(xí)效果;針對學(xué)生的人工智能能力檢測和競賽，能夠以標(biāo)準(zhǔn)、測評等方式不斷涌現(xiàn)。因此，2020年的人工智能教育，更加接近人工智能的核心本質(zhì)，更貼近一線教育教學(xué)應(yīng)用，應(yīng)用落地案例也更加豐富。

在線學(xué)習(xí)：人工智能技術(shù)的持續(xù)導(dǎo)入將如何影響教育生態(tài)的重構(gòu)？

馬濤：人工智能持續(xù)進入教育信息化系統(tǒng)，將不斷提升學(xué)生信息化學(xué)習(xí)環(huán)境的智能程度，不斷提升對學(xué)生個體判斷的正確性和對學(xué)生關(guān)注的全面性，以及為學(xué)生推送學(xué)習(xí)資源的精準(zhǔn)性，所以，基于人工智能的智能化教育系統(tǒng)，將實現(xiàn)類似于有經(jīng)驗的優(yōu)秀教師關(guān)注學(xué)生個體的效果。這一新的教育生態(tài)目標(biāo)是實現(xiàn)對于每個學(xué)生，都能夠有一位“經(jīng)驗豐富的老師”隨時輔導(dǎo)，觀察并發(fā)現(xiàn)學(xué)生的問題，為其安排能夠解決問題的合適的資源，還能夠追蹤學(xué)習(xí)效果，幫助學(xué)生持續(xù)提升學(xué)業(yè)水平。而此時的教師教學(xué)，將會突破原有的知識傳授方式，以新的教學(xué)設(shè)計適應(yīng)新的學(xué)科核心素養(yǎng)要求，以新的教學(xué)組織適應(yīng)新的教育生態(tài)。

信息技術(shù)多維度助推教研“脫困”

在線學(xué)習(xí)：《教育部關(guān)于實施全國中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程2.0的意見》提出，要提升中小學(xué)教師隊伍信息素養(yǎng)，全面促進信息技術(shù)與教育教學(xué)融合創(chuàng)新發(fā)展。您認為，學(xué)校的傳統(tǒng)教研存在哪些困難？

馬濤：教研工作不單純是對教師教學(xué)進行研究和指導(dǎo)，更是連接一線教師與國家政策、高校教育理論之間的橋梁。隨著教育的發(fā)展，教師工作強度的加大，以及教師數(shù)量的增長，對教研的需求也進一步增加，這給傳統(tǒng)教研帶來了挑戰(zhàn)。例如：疫情期間人員不能聚集，如何實現(xiàn)集中聽課研討的教研活動組織？在教研員數(shù)量比較少的情況下，如何實現(xiàn)對全體教師中每位教師的關(guān)注？在教師全面發(fā)展方面，如何給每位教師營造教學(xué)、教研、科研等全面發(fā)展的研修空間？可見，教育發(fā)展催生了教研的新需求。信息技術(shù)作為工具和方式，可以在不同的領(lǐng)域解決教師的發(fā)展需求，以信息的獲取、甄別、管理、加工、表達、交流、評價的流程，實現(xiàn)教師學(xué)習(xí)、教師交流、教學(xué)資源獲取、教學(xué)成果分享等功能，從多個維度完成教師與政策和理論的連接。因此，解決教研工作困境時，要不斷挖掘教育同仁的經(jīng)驗與智慧，以破解困境尋求教育發(fā)展。

在線學(xué)習(xí)：您及您的團隊一直在研究利用大數(shù)據(jù)分析、人工智能技術(shù)等提升教研員數(shù)據(jù)能力及素養(yǎng)。在您的研究中，數(shù)字化教研環(huán)境與場景是怎樣的？

馬濤：結(jié)合教研經(jīng)驗，數(shù)字化教研環(huán)境要實現(xiàn)教師群體成長與個體成長的共同促進。

群體成長由于人數(shù)較多，更多關(guān)注資源傳播維度的豐富性，減少交互，所以會以專題講座、專題實操培訓(xùn)、觀摩交流等活動形式呈現(xiàn)。多種形式的群體活動可以依托信息化系統(tǒng)平臺，以資源傳播的方式呈現(xiàn)。

教師個體成長可以圍繞教師個人發(fā)展開展活動，包括聽評課、座談交流、教育科研項目。聽評課可以在一線實際授課中，從課堂落實的角度看待理念、方法、教學(xué)設(shè)計、教學(xué)評價、教師基本功、教學(xué)特色等;座談可以針對教師具體問題進行深入的交流;教育科研能夠解決問題、挖掘特長。個體成長可以借助平臺中的社區(qū)、討論組、群等渠道，形成小范圍的人員交互環(huán)境，實現(xiàn)人與人的交流。

這些教研活動場景在實施中，均能夠產(chǎn)生可量化的數(shù)據(jù)，依托數(shù)據(jù)分析能夠產(chǎn)生針對教師個體成長的用戶畫像，完成資源精準(zhǔn)推送，實現(xiàn)教師個體發(fā)展。以數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)關(guān)系模型、教研場景為核心，即可構(gòu)建數(shù)字化教研系統(tǒng)環(huán)境，以解決前面所說的傳統(tǒng)教研困境。

在線學(xué)習(xí)：在這些環(huán)境與場景中，需要教研員的哪些能力與素養(yǎng)？這些能力與素養(yǎng)如何提升？如何評價？

馬濤：在數(shù)字化教研系統(tǒng)環(huán)境中，為了能夠推動教師全面發(fā)展，解決教研員數(shù)量不足及教研員對教師關(guān)注不均衡問題，需要教研員不斷豐富及完善教師發(fā)展的經(jīng)驗?zāi)Ｐ停媪私庠u價教師發(fā)展的各個維度，形成分析模型意識。當(dāng)教研員具有數(shù)據(jù)分析模型意識后，可以借助模型量化教研員的基本能力，包括教學(xué)指導(dǎo)能力、學(xué)科知識指導(dǎo)能力、教育科研指導(dǎo)能力、校本課程教研指導(dǎo)能力等。在針對一線教師的具體教研工作中，教研員能夠從教師參與教研的過程與結(jié)果中得到關(guān)于這些能力的量化數(shù)據(jù)，依據(jù)數(shù)據(jù)分析判斷教研活動效果，從數(shù)據(jù)分析中不斷修正今后的教研工作方向。

教研員具有了指導(dǎo)教師全面發(fā)展的深刻認識和實施經(jīng)驗后，就能夠內(nèi)化成為素養(yǎng)，提升教研員自身的教研能力。要培養(yǎng)教研員的數(shù)據(jù)能力及素養(yǎng)，既要不斷對傳統(tǒng)教研工作場景和工作流程進行總結(jié)，也要研究教師評價政策中的評價維度，如教師教育教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、教師考核標(biāo)準(zhǔn)等，結(jié)合成功教研案例不斷分析、總結(jié)、反思，明確教師發(fā)展數(shù)據(jù)分析模型，讓教研員真正起到教師與政策、理論之間的橋梁作用。當(dāng)教研員具有了數(shù)據(jù)能力及素養(yǎng)后，經(jīng)過分析該教研員身邊被關(guān)注教師的人數(shù)比例、得到不同維度提升教師的人數(shù)比例，即從群體、個體的不同角度看待教研員工作效果，以數(shù)據(jù)呈現(xiàn)教研效果的結(jié)論，以數(shù)據(jù)曲線呈現(xiàn)教師成長的發(fā)展軌跡，此時就能夠明確地看到教研員的數(shù)據(jù)能力及素養(yǎng)的價值。

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