人工智能助推教育數字化轉型路徑與實踐研究

周佳峰

【摘 要】隨著人工智能、大數據、物聯網等新興技術的發展，數字化成為未來可持續發展的重要力量。教育數字化轉型正是教育實現可持續和高質量發展的有效途徑與必然選擇。文章結合區域規模化教育數字化實踐，提出以人工智能技術賦能教育數字化轉型的路徑，即建設“數字基座”，提升教育數字化治理能力；聚焦應用場景，推進教育過程數據化；提升教師數字素養，增強教育數字化轉型能力，三位一體推動基礎教育高質量發展。

【關鍵詞】人工智能 教育數字化轉型 路徑 數字基座

一、基礎教育數字化轉型現狀

從國家層面看，作為“數字中國戰略”的一部分，推進教育數字化轉型是貫徹國家戰略的應有之義。教育部黨組書記、部長懷進鵬在2022年全國教育工作會議上提出，實施國家教育數字化戰略行動。《教育部2022年工作要點》也將“實施教育數字化戰略行動”列為重點任務。教育部以建設國家智慧教育公共服務平臺為抓手，將資源數據中心建設和公共服務提供相結合，為學生學習、教師教學、學校管理和教育改革研究提供有力支撐，已經覆蓋全國31個省（市、區）和新疆生產建設兵團，形成了世界第一大教育資源數字化中心和服務平臺，有效推動了教育數字化轉型和智能升級。

從研究層面看，部分專家對教育數字化轉型進行了深入研究。理論研究方面，例如，祝智庭等探析了教育數字化轉型的內涵、理論框架和核心要素框架、轉型實踐的基礎性場域、轉型的實用方略以及未來研究方向[1]；吳砥等指出當前國際教育數字化轉型關注重點為“基礎設施建設”“數字教育資源”“教育教學創新”“數字素養提升”“標準規范研制”“數字倫理安全”六個方面[2]。應用實踐研究方面，例如，周全以國家級信息化教學試驗區為例，闡述了以持續迭代為核心理念的教育數字化轉型路徑，并以基礎教育行政部門為例，提出推動基礎教育高質量發展的對策建議[3]。區域實踐探索方面，例如，張治等闡述了以上海寶山區為代表的數字化賦能教育教學模式變革的四條發展路徑[4]；田永健基于內蒙古教育公共服務平臺體系的教育實踐成效，探討了新基建賦能區域數字化轉型的實踐路徑[5]。

從地方實踐看，各地區都在積極探索教育數字化轉型落地的思路和模式。作為教育數字化轉型試點區的上海市發布《上海市教育數字化轉型實施方案（2021—2023）》，聚焦組織領導、“數字基座”、典型應用、安全保障等方面多維發力，構建教育數字化“新環境、新平臺、新模式、新評價”，推進教育更高層次的優質均衡、個性多元。安徽省合肥市通過云網端“三位一體”建好數字基座，聚焦教學、評價、“雙減”和治理“四維應用”強化數據賦能，建立“覆蓋全市、統一標準、上線聯動、資源共享”的教育信息化發展體系，促進教育高質量發展。總體來看，教育數字化轉型實踐是系統化轉型，涉及基礎設施建設、教育數據治理、應用場景創新、數字化轉型能力提升等，雖然目前取得階段性進展，但是尚處于初步探索階段。

從實踐分析看，教育數字化轉型仍然面臨如下難題：一是建設中形成了應用的孤島、系統的孤島、數據的孤島，不同學校間的信息系統與資源平臺無法直接通信和調用。二是核心場景教學模式有待變革，部分學校仍以教師講授為主，或數字化教學模式單一，存在教學過程與數字化工具簡單“疊加”，并非有效“融合”。三是教師數字素養有待提升，部分中小學教師對于數字工具和資源的應用較為表面化，教學觀念亟待轉變，應用水平還需提高[6]。因此，需要共建良性機制，充分發揮新技術優勢，賦能教育教學，推動教育全要素、全流程、全業務和全領域的數字化轉型，促進教育公平、提高教育質量。

二、新技術的突破為教育數字化轉型提供支撐

要推動基礎教育數字化轉型，促進教育高質量發展，需要技術突破三個關鍵要素。

一是要能對復雜學情做診斷，進行個性化推薦，為學生學習減負增效。第一，OCR技術，要把圖片變成機器可以理解的“文字”，尤其是復雜公式的精準識別，這為機器分析學生的學習數據奠定了基礎；第二，閱讀理解能力，使得機器可以學習多個領域的知識，同時能夠綜合運用知識和常識進行推理；第三，主觀題評分技術，當前，文科主觀題評分技術2021年已在12個省份高考中規模使用，并在雅思英語口語和作文評分中超過人工評閱水平。

二是要能提升學習興趣，降低學生學業壓力，促進學生全面發展。第一，語音合成、口語評測、機器翻譯等人工智能核心技術已經成熟，進而提升學生溝通能力和社交能力；第二，業界領先的體育運動狀態分析與動作識別、場地自動標定與成績判定等技術，能實現運動違規診斷生成個性化運動處方，激發體育教學活力；第三，利用語言、語音、表情等多模態信息自主研發的多模深度知識推理算法，逐步形成“家、校、社、醫”四位一體的青少年心理健康篩查、預警、干預與追蹤體系，能有效幫助學生降低壓力和焦慮，實現學生身心健康發展。

三是要實現教育全要素、全流程、全業務、全領域數據應接盡接、互聯互通，實現數據業務化。第一，平臺具備商務智能（BI）能力、數據集成能力、數據資產管理能力；第二，平臺具備海量多模態數據存儲和離線批處理與低延遲實時計算能力；第三，平臺具備建立和評價自身數據管理能力。

三、人工智能助力基礎教育數字化轉型路徑與實踐

黨的二十大報告首次將教育、科技、人才三位一體統一部署，單獨成章，就是凝聚合力更好地為教育高質量發展提供全要素、全鏈條的支撐。技術與教育教學實際相結合，可以提供因材施教解決方案，能將教育過程化的各種場景信息轉換成可以支撐教育服務的大數據，促進教育業態創新，實現教育公平和質量提升的新突破。

1. 建設“數字基座”，提升教育數字化治理水平

數據是促進教育變革的核心要素，也是推動教育數字化轉型的重要驅動力。因此，推進基礎教育數字化轉型，首要任務是建設“數字基座”。

一是完善頂層設計。建立統一的信息網絡、平臺體系、數字資源、智慧校園、創新應用、可信安全等方面的標準規范體系；建立數據標準規范，通過統一數據標準、統一數據管理、統一安全防范，實現教師、學生及教育治理等數字空間全連接，為教育數字化轉型奠定堅實的基礎。

二是筑牢“數字基座”。“數字基座”不僅要實現各類應用的互通，還要對各類應用進行統一管理和數據的統一治理。針對基礎教育教學特點，打破線上線下、課上課下、校內校外等時空界限，建設開放共享、數據互通、應用聯動、資源協同的教育“數字基座”，實現教學、教研、評價、學習、管理數據的無感式、伴隨式收集和互聯互通。

三是依托“數字基座”構建統一、科學、可視化的現代教育治理信息系統，持續優化學校、教師、學生等管理信息系統效能，創新性地探索和應用數據駕駛艙、數據可視化等，推動教育治理智能化。例如，建設各級教育督導管理系統，監測評估義務教育優質均衡發展等情況；建設學生綜合評價系統，實現全流程、全要素評價，促進科學決策，提高管理服務效率。

四是服務民生熱點，聚焦學位預測、招生入學、體質健康等熱點開展信息整合和需求預測，提高服務效率。強化合規應用，加快構建數字安全保障體系，加強數據安全與師生隱私保護，形成與基礎教育數字化轉型相適應的安全格局。例如，安徽省基于“皖教云”構建縱向貫通、橫向聯通的智慧學校生態，接入招生、學籍管理等28個系統，匯聚數據6.3億條，累計服務超15億人次，累計錄入學生成長記錄1.66億條，實現學生素質綜合評價和學校辦學質量的動態管理。

2. 聚焦應用場景，推進教育過程數據化

新時代背景下教育數字化轉型更加強調以人為本，圍繞“立德樹人”構建數字化、科學化、終身化教育體系；更加注重應用為王，構建教育新生態，服務差異化教學、個性化學習和精細化管理；更加凸顯技術賦能，促進新興技術與教育深度融合，助力實現“人人皆學、處處能學、時時可學”的學習型社會[7]。

第一，創新教與學方式，教學減負增效。基于智能終端創設立體化智慧環境，課前，教師可以基于可視化學情報告掌握學情，精準教學設計；課中，教師可以靈活調用各類資源、創設適合的教學情境，開展多樣化課堂互動，伴隨式采集學習數據，動態調整教學策略，形成“以學生為中心”的教學新模式；課后，系統匯聚全場景動態數據，生成含作業時長、知識點掌握情況、學科核心素養發展等多維度學情報告，實現一生一作業，提升學生學習質量和效率。安徽省蚌埠市江淮智慧教育研究院與科大訊飛跟蹤了蚌埠1432名教師常態化應用情況，研究表明：智能終端能幫助教師減少33%的備課時間，減少89%的作文、誦讀等作業批改，提升35.95%作業講評針對性；同時，充分考慮每個學生特點，深度分析過程性數據，構建班級、個人學情畫像，智能推送差異化、個性化的教育資源分層推薦，幫助學生減少58%的低效重復練習，讓學生從題海中走出來，使學生焦慮情緒下降20%，學習興趣提升30%。此外，集團校、鄉村學校依托跨域能整合優質資源，實現結對協作式教學和異地備課、教學、學情、資源、作業“五同步”，讓優質教學資源和師資資源進行更大范圍共享，有效縮小校際、城鄉差異，實現教育公平。

第二，賦能五育并舉，促進學生全面發展。學業減負提質能讓學生有更多時間參加體育、藝術、勞動等課程，培養創造力，實現全面發展。在心理健康方面，通過AI多模態篩查技術，動態監測學生各種心理壓力變化，人機互動自主減壓，跟蹤應用數據發現：學生抑郁狀態識別準確率達到91.2%，學校心理篩查準確率提升30%，學生對自助心理干預方案認可度達到82%；持續使用五個月后，高水平壓力學生人數占比下降17%。在體育方面，通過計算機視覺技術融合傳感技術，實現運動結果診斷、姿態識別與違規動作診斷，生成運動畫像和個性化運動處方，指導科學訓練。目前，已累計開展115萬人次測評，幫助學生立定跳遠、跑步等運動成績平均提升13.7%，學校國家體測優秀率平均提升12%。

3. 提升教師數字素養，增強數字化轉型能力

具有數字素養的教師隊伍是教育數字化發展的前提和關鍵。在教育數字化轉型過程中，提升教師數字素養，需要構建教師畫像，改進教師研修模式，實現教學、研訓一體。

第一，形成教師畫像。構建教師成長數據庫，將過程評價與結果評價相結合，挖掘與分析教師個體特征，制訂個性化的發展方式，快速提升教師專業水平。例如，安徽省蚌埠市建立“市—區—校”三級教師數字檔案，實現教師基礎信息、教學、教研、培訓、課題等全過程記錄，構建教師能力畫像，分析教師專業發展的優勢與不足，為區域教師引進和流動提供決策支撐，已陸續整理約3萬份教師數字檔案，覆蓋93.45%的教師群體。

第二，優化教師研修資源。以教師核心素養培養為導向，確定不同層次、不同類型、不同發展階段的教師數字化學習資源框架，區域層面，應開展講座、研討、優質課展示、教學比賽等多種形式的教師數字素養培訓活動，開設數字技術與學科教學融合的線上、線下課程[6]，建成服務教師學習、資源智能推送、教師自主選學的研修資源公共服務支撐。

第三，創新智能研修模式。建設智能研修平臺，為教師自主發展與精準培訓提供研修服務，包括通過網絡平臺組織線上集體備課、聽評課、專題研討、項目式培訓等活動，通過網絡名師工作室建立研修共同體常態化研修機制等，幫助教師發展數字化時代新能力、適應新要求。例如，北京市東城區建設了智慧教研平臺，實現教研和教、學、評、管場景間的全面融合，創新教研形式，構建“三級四類”線上工作室188個，形成工作室群形態的網絡研修共同體，輻射市、區、校三級體系，助力教師專業成長和區域教育高質量發展，目前，已開展單年級學科、全學段學科、跨學科、跨區域四類混合式教研活動4023場。

加快推進教育數字化轉型，是我國教育高質量發展的選擇，也是教育領域為數字中國建設培養人才的有力舉措。因此，我們要發揮人工智能技術優勢，加快推進基礎教育數字化轉型工作。一是建議國家層面要加快教育數字化轉型標準制訂，各區域要統籌整體實施規劃，確保有效落地；二是應積極建設教育“數字基座”，實現不同系統、不同類型業務數據應接盡接、互聯互通，實現教育從管理走向治理，為數字化轉型夯實基礎；三是建議通過開展教育數字化轉型實驗區遴選工作，通過機制創新、資金配套、技術支持等保障措施，打造區域教育數字化轉型樣板，形成教學、評價、治理等多場景數字化轉型方法與模式，通過現場會、優秀案例等形式，為更多地區教育數字化轉型提供示范、指導，加快教育數字化戰略行動的落實。

參考文獻

[1] 祝智庭，胡姣.教育數字化轉型的實踐邏輯與發展機遇[J].電化教育研究，2022，43（1）：5-15.

[2] 吳砥，李環，尉小榮.教育數字化轉型：國際背景、發展需求與推進路徑[J].中國遠程教育，2022（7）：21-27 +58+79.

[3] 周全.數字化轉型賦能基礎教育高質量發展路徑研究——以國家級信息化教學實驗區為例[J].中國電化研究，2022（11）：53-60.

[4] 張治，戴蘊秋.基于“教育大腦”的智能治理——上海寶山區教育數字化轉型實踐探索[J].中國教育信息化，2022，28（6）：64-69.

[5] 田永健.教育新基建賦能省域智慧教育平臺體系發展的研究與實踐——內蒙古教育公共服務平臺體系演講歷程和經驗成效[J].中國電化教育，2022（8）：106-110.

[6] 吳砥.提升師生數字素養 加速教育數字化轉型[N].中國教育報，2022-12-15（2）.

[7] 徐向梅.深入推進教育數字化轉型[N].經濟日報，2022-09-09（11）.

（作者系科大訊飛股份有限公司副總裁）

責任編輯：李莎