人工智能助力新質(zhì)學(xué)校建設(shè)

編者按：在2024年全國(guó)教育大會(huì)上，習(xí)近平總書(shū)記站在黨和國(guó)家事業(yè)發(fā)展全局的戰(zhàn)略高度，深刻闡釋了教育強(qiáng)國(guó)建設(shè)的科學(xué)內(nèi)涵和基本路徑，系統(tǒng)部署了全面推進(jìn)教育強(qiáng)國(guó)建設(shè)的戰(zhàn)略任務(wù)和重大舉措。人工智能的科學(xué)使用是推動(dòng)教育強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的重要?jiǎng)恿Γ湓诮逃I(lǐng)域的全方位滲透，更是激發(fā)了人們對(duì)學(xué)校建設(shè)的無(wú)限想象。本期我們走進(jìn)重慶師范大學(xué)附屬實(shí)驗(yàn)小學(xué)校，探尋其借助人工智能技術(shù)，探索打造“新質(zhì)學(xué)校”的“‘互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)’智慧校園”的變革路徑，希望能為未來(lái)學(xué)校的建設(shè)與優(yōu)化帶來(lái)新的思路。

摘要：建設(shè)教育強(qiáng)國(guó)，基點(diǎn)在基礎(chǔ)教育。智能時(shí)代大規(guī)模因材施教是教育的理想樣態(tài)，生成式人工智能、人工智能大模型對(duì)教育的主體關(guān)系、教學(xué)形式、學(xué)習(xí)場(chǎng)域等提出了全新的挑戰(zhàn)。本文以重慶師范大學(xué)附屬實(shí)驗(yàn)小學(xué)校為例，展示人工智能全方位、多維度、深層次賦能教育，構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)+云計(jì)算+人工智能”云網(wǎng)端高度協(xié)同的智慧校園，能讓個(gè)性化學(xué)習(xí)、多元化發(fā)展得以實(shí)現(xiàn)，更能讓冰冷的數(shù)字轉(zhuǎn)換為有溫度、有智慧的教育。

關(guān)鍵詞：人工智能；新質(zhì)學(xué)校；智慧教育

中圖分類(lèi)號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 論文編號(hào)：1674-2117（2024）21-0004-03

黨的二十屆三中全會(huì)強(qiáng)調(diào)，教育、科技、人才是全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性支撐，明確到2035年建成教育強(qiáng)國(guó)、科技強(qiáng)國(guó)、人才強(qiáng)國(guó)。教育部部長(zhǎng)懷進(jìn)鵬談到，未來(lái)基礎(chǔ)教育將把高質(zhì)量發(fā)展作為各級(jí)各類(lèi)教育的生命線，把促進(jìn)教育公平融入到深化教育綜合改革的各方面各環(huán)節(jié)，推動(dòng)“有學(xué)上”到“上好學(xué)”的根本性轉(zhuǎn)變。因此，“在新路徑開(kāi)辟上，突出數(shù)字賦能，發(fā)揮智慧教育優(yōu)勢(shì)”成為教育領(lǐng)域的“四大類(lèi)”改革之一。

在智慧校園建設(shè)中，互聯(lián)網(wǎng)是通道和紐帶，大數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)和根本，云計(jì)算是支撐和關(guān)鍵，人工智能是轉(zhuǎn)化和應(yīng)用。沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng)，學(xué)校就是一座數(shù)字孤島；沒(méi)有大數(shù)據(jù)，教育教學(xué)沒(méi)法精準(zhǔn)到個(gè)體；沒(méi)有云計(jì)算，所有的數(shù)據(jù)都無(wú)法實(shí)現(xiàn)價(jià)值最大化；沒(méi)有人工智能，冰冷的數(shù)字難以轉(zhuǎn)變?yōu)橛袦囟取⒂兄腔鄣慕逃Ｒ虼耍貞c師范大學(xué)附屬實(shí)驗(yàn)小學(xué)校（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“重師附小”）作為西部（重慶）科學(xué)城的學(xué)校，大力踐行“科創(chuàng)高新·智慧教育”發(fā)展理念，深入推進(jìn)“S2C”數(shù)字教育變革，利用人工智能進(jìn)行教學(xué)、應(yīng)用、開(kāi)發(fā)，緊扣“創(chuàng)新、質(zhì)優(yōu)”兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，激發(fā)現(xiàn)代學(xué)校的新質(zhì)生產(chǎn)力。

建好數(shù)字應(yīng)用基礎(chǔ)，打造“互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)”智慧校園

人工智能是把金鑰匙，不僅影響未來(lái)的教育，也影響教育的未來(lái)。重師附小高度重視人工智能教育，把人工智能作為重組學(xué)習(xí)關(guān)系、提高學(xué)習(xí)效率、優(yōu)化現(xiàn)代治理、發(fā)展學(xué)生綜合能力的重要載體，并納入學(xué)校智慧校園一體化建設(shè)，從基礎(chǔ)建設(shè)上予以充分保障，從綜合運(yùn)用上統(tǒng)籌實(shí)施，在教育教學(xué)中積極探索，竭力在人工智能校本課程開(kāi)發(fā)、學(xué)科融合、教學(xué)方式變革、資源共建共享、教師數(shù)字素養(yǎng)培育、學(xué)生全面發(fā)展等方面發(fā)揮區(qū)域示范引領(lǐng)作用。

在重慶高新區(qū)教育部門(mén)的大力支持下，學(xué)校先后升級(jí)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和計(jì)算機(jī)教室，實(shí)現(xiàn)了千兆帶寬進(jìn)校園、百兆帶寬進(jìn)教室，移動(dòng)WIFI全校園覆蓋，可以同時(shí)支持1500臺(tái)平板在線流暢學(xué)習(xí)，提檔升級(jí)2間創(chuàng)客教室，新建1間AI孿生教室，配備人工智能教學(xué)設(shè)備（包括專(zhuān)業(yè)訓(xùn)練筆記本14臺(tái)、學(xué)習(xí)平板100臺(tái)、機(jī)器人套裝40余套、小飛機(jī)器人11臺(tái)，未來(lái)派機(jī)器人套件7套），改造6間“三個(gè)課堂”智慧教室，1間人工智能創(chuàng)客教室，2間AI英語(yǔ)聽(tīng)說(shuō)教室，實(shí)現(xiàn)智慧黑板、智能班牌、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)全班級(jí)覆蓋。學(xué)校軟硬件條件及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境得到大幅度提升，為推動(dòng)教育數(shù)字化發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

在中央電教館、重慶市教育信息技術(shù)與裝備中心的指導(dǎo)下，學(xué)校以高新區(qū)智慧教育平臺(tái)為依托，搭建校園數(shù)字基座，形成了標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字學(xué)校數(shù)據(jù)中樞，有效聯(lián)通釘釘、希沃、訊飛、海康等一眾平臺(tái)資源與數(shù)據(jù)，基于數(shù)字基座統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)定制開(kāi)發(fā)了“六禮值周”“智雅評(píng)價(jià)”“數(shù)字辦公”“智能服務(wù)”等學(xué)校個(gè)性化系統(tǒng)，組建了囊括“教、學(xué)、管、評(píng)、研、促”的全場(chǎng)景應(yīng)用，構(gòu)建起“互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)”的數(shù)字化校園空間，為學(xué)校數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)和有力保障。

開(kāi)好人工智能課程，開(kāi)展“全員化+個(gè)性化”教育教學(xué)

“轉(zhuǎn)變觀念是建立在行為重組的基礎(chǔ)上的，如果沒(méi)有普及應(yīng)用推廣，人工智能融入教育教學(xué)永遠(yuǎn)只能停留在口號(hào)上。”基于這樣的認(rèn)識(shí)，重師附小將人工智能課程作為學(xué)生小學(xué)階段一門(mén)重要的必修課程，納入到學(xué)校課程體系中，推進(jìn)了人工智能教育教學(xué)的落地。

學(xué)校以中央電教館人工智能課程規(guī)模化應(yīng)用第二批試點(diǎn)校為契機(jī)，在3～6年級(jí)開(kāi)設(shè)了人工智能課程，確保每名學(xué)生每學(xué)期都能夠完成6課時(shí)，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維。

同時(shí)，學(xué)校充分利用重慶市教育科學(xué)研究院編著的《小學(xué)編程》教材，將圖形化編程和開(kāi)源硬件兩個(gè)部分內(nèi)容細(xì)分到每個(gè)年級(jí)，并以項(xiàng)目形式開(kāi)展，每個(gè)項(xiàng)目包括3課內(nèi)容和1個(gè)單元小結(jié)，每課的組織結(jié)構(gòu)包括“說(shuō)一說(shuō)”“學(xué)一學(xué)”“做一做”或“探一探”“秀一秀”。其中，“說(shuō)一說(shuō)”以問(wèn)題引導(dǎo)，進(jìn)行思路點(diǎn)撥；“學(xué)一學(xué)”以任務(wù)驅(qū)動(dòng)，學(xué)習(xí)編程知識(shí)、概念等，嘗試編寫(xiě)程序；“練一練”為鞏固任務(wù)或拓展任務(wù)，為學(xué)生提供更多的創(chuàng)作機(jī)會(huì)；“探一探”為學(xué)生提供探索、提升的空間；“秀一秀”即作品展示，讓學(xué)生分享作品，體驗(yàn)表達(dá)的樂(lè)趣和成就感。在每一單元結(jié)束后，安排“填一填”“測(cè)一測(cè)”“評(píng)一評(píng)”等環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生梳理學(xué)習(xí)的知識(shí)內(nèi)容。

對(duì)學(xué)有余力的學(xué)生，學(xué)校根據(jù)學(xué)生興趣和人工智能的水平，開(kāi)設(shè)機(jī)器人編程、樂(lè)高編程、C++編程等社團(tuán)，并為拔尖型學(xué)生提供個(gè)性化成長(zhǎng)通道。

除此之外，在重師附小“走進(jìn)大學(xué)”系列課程中，學(xué)校分批組織了3～6年級(jí)的學(xué)生走進(jìn)重慶師范大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)學(xué)院，了解人工智能的發(fā)展歷程，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性。

建設(shè)高素質(zhì)師資隊(duì)伍，提升“專(zhuān)業(yè)化+融合化”數(shù)字素養(yǎng)

數(shù)字化條件下的教學(xué)是信息技術(shù)與教學(xué)過(guò)程和教學(xué)內(nèi)容的深度融合，而教師是融合的關(guān)鍵。教育部發(fā)布的《教師數(shù)字素養(yǎng)》教育行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從數(shù)字化意識(shí)、數(shù)字技術(shù)知識(shí)與技能、數(shù)字化應(yīng)用、數(shù)字社會(huì)責(zé)任、專(zhuān)業(yè)發(fā)展五個(gè)維度，對(duì)未來(lái)教師應(yīng)具備的數(shù)字素養(yǎng)提出明確要求。因此，重師附小系統(tǒng)規(guī)劃、快速推進(jìn)，明確了人工智能教育的目標(biāo)、任務(wù)、課程設(shè)置、教學(xué)要求等方面的內(nèi)容，并把數(shù)字素養(yǎng)作為教師教育教學(xué)的基本能力及課堂改革的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，同時(shí)在人工智能賦能課堂上引導(dǎo)教師從“不會(huì)用”“不愿學(xué)”向“離不開(kāi)”“用得好”轉(zhuǎn)變。

學(xué)校利用“大學(xué)中的小學(xué)”資源優(yōu)勢(shì)，依托重慶師范大學(xué)專(zhuān)門(mén)設(shè)立基礎(chǔ)教育人工智能領(lǐng)域?qū)ｍ?xiàng)課題，高校專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)在理念、資源、經(jīng)費(fèi)等方面給予學(xué)校全方位指導(dǎo)和支持。

學(xué)校專(zhuān)門(mén)搭建了一支專(zhuān)業(yè)的教學(xué)服務(wù)團(tuán)隊(duì)，外聘專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員長(zhǎng)期駐校，為學(xué)校的人工智能教育提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持，并成立人工智能教學(xué)應(yīng)用技術(shù)中心，由2名外聘指導(dǎo)專(zhuān)家、2位學(xué)校專(zhuān)業(yè)教師帶頭，協(xié)助各學(xué)科教師參與到人工智能教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)了跨學(xué)科的深度融合。

學(xué)校每學(xué)期定期組織開(kāi)展人工智能教育師資培訓(xùn)，定期組織教師研討會(huì)，邀請(qǐng)專(zhuān)家學(xué)者進(jìn)行講座，培訓(xùn)內(nèi)容包括人工智能基礎(chǔ)知識(shí)、技術(shù)應(yīng)用、教學(xué)方法等。同時(shí)，鼓勵(lì)教師參加學(xué)術(shù)交流和科研活動(dòng)，提高教師的學(xué)術(shù)水平和專(zhuān)業(yè)能力。

搭好場(chǎng)景應(yīng)用平臺(tái)，探索“可操作+可推廣”教育經(jīng)驗(yàn)

重師附小堅(jiān)持人工智能教育“學(xué)習(xí)-感知-體驗(yàn)-創(chuàng)設(shè)”推進(jìn)方式，不僅有教學(xué)的目標(biāo)、教材、課時(shí)、評(píng)價(jià)，還結(jié)合學(xué)校數(shù)字化轉(zhuǎn)型的過(guò)程，有意識(shí)地開(kāi)發(fā)人工智能應(yīng)用場(chǎng)景，讓學(xué)生感受人工智能帶來(lái)的便捷，提高對(duì)信息社會(huì)的適應(yīng)力和創(chuàng)作力。

在管理上，學(xué)校借助重慶高新區(qū)智慧云平臺(tái)，利用人工智能技術(shù)選課信息排課，使得教務(wù)管理效率得到極大提升。例如，快速完成所有學(xué)生的社團(tuán)選課意愿采集，一小時(shí)完成常規(guī)課、延時(shí)服務(wù)與社團(tuán)的排課，十分鐘獲取課表。

在評(píng)價(jià)上，學(xué)校構(gòu)建了“智雅評(píng)價(jià)”體系，其核心是“道德情操、學(xué)業(yè)水平、體育健康、審美創(chuàng)造、勞動(dòng)實(shí)踐”五個(gè)維度的一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)，在一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)基礎(chǔ)上設(shè)置“過(guò)程、學(xué)業(yè)、發(fā)展”三類(lèi)二級(jí)指標(biāo)，共計(jì)33個(gè)過(guò)程采集點(diǎn)，在平臺(tái)端構(gòu)建了涵蓋管理者、教師、家長(zhǎng)、學(xué)生等角色的評(píng)價(jià)主體系統(tǒng)。

學(xué)校空間搭建了電子班牌、積分兌換等物聯(lián)網(wǎng)終端，實(shí)現(xiàn)學(xué)生獎(jiǎng)?wù)碌念I(lǐng)取及積分的查詢與兌換。在學(xué)校一樓構(gòu)建數(shù)據(jù)座艙動(dòng)態(tài)展示，實(shí)現(xiàn)了過(guò)程性評(píng)價(jià)和伴隨式數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)采集。在學(xué)校的一樓、三樓設(shè)置了6臺(tái)自動(dòng)兌換機(jī)，模擬生活場(chǎng)景，打通了“互聯(lián)網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)”，讓學(xué)生的數(shù)字積分隨時(shí)刷臉兌換，增強(qiáng)學(xué)生的獲得感和幸福感。

學(xué)校還利用人工智能為學(xué)生“減負(fù)”，在不改變學(xué)生傳統(tǒng)紙筆作業(yè)的基礎(chǔ)上，通過(guò)高速掃描儀和后端平臺(tái)試點(diǎn)精準(zhǔn)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)題庫(kù)前端整合、作業(yè)分層派送、數(shù)據(jù)掃描采集、結(jié)果精準(zhǔn)分析、錯(cuò)題及時(shí)整理、自學(xué)策略輔助，讓新技術(shù)成為具備關(guān)鍵影響力的樞紐型、結(jié)構(gòu)化變量，增加變革附加值，激活創(chuàng)新潛力。

在英語(yǔ)學(xué)科教學(xué)中，學(xué)校在高年級(jí)使用AI聽(tīng)說(shuō)系統(tǒng)，適時(shí)收集學(xué)生的朗讀、跟讀數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生正確發(fā)音，及時(shí)糾錯(cuò)，使學(xué)生的英語(yǔ)學(xué)習(xí)更加精準(zhǔn)、更加高效。

在人工智能校本課程建設(shè)方面，學(xué)校與科技公司緊密合作，共同開(kāi)發(fā)了一系列具有前瞻性和實(shí)用性的AI課程。

在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型過(guò)程中，學(xué)校獲評(píng)教育部“中小學(xué)人工智能教育基地”等榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)，學(xué)生在各類(lèi)科技大賽上也取得了優(yōu)異的成績(jī)。

在教育部信息技術(shù)支撐學(xué)生綜合素質(zhì)評(píng)價(jià)試點(diǎn)工作中，重師附小作為被測(cè)評(píng)學(xué)校之一，在“身心健康、自我管理、問(wèn)題解決與創(chuàng)新、人文與審美、語(yǔ)言與溝通、科技與應(yīng)用、公民道德、社會(huì)責(zé)任、國(guó)家認(rèn)同、國(guó)際理解”10個(gè)指標(biāo)上全部達(dá)到全國(guó)同類(lèi)型學(xué)校水平。

未來(lái)，重師附小將聚焦人工智能與數(shù)字校園建設(shè)的協(xié)同發(fā)展，在低學(xué)段1～3年級(jí)運(yùn)用大模型，提供數(shù)字AI教師，為學(xué)生們突破學(xué)習(xí)時(shí)空創(chuàng)造條件；在中高學(xué)段4～6年級(jí)推進(jìn)生成式人工智能運(yùn)用，如AI聽(tīng)讀、AI作文批改等，探索為學(xué)生配置AI學(xué)伴，讓學(xué)習(xí)場(chǎng)域從過(guò)往單一的師生關(guān)系變?yōu)椤艾F(xiàn)實(shí)老師+AI教師、學(xué)生個(gè)體+AI學(xué)伴”的現(xiàn)實(shí)與虛擬混合學(xué)習(xí)方式。