人工智能賦能教育的時代價值、基本特征及關鍵要素

摘" 要" 人工智能賦能教育可助力解決新時代我國教育領域的主要矛盾、推動人才培養目標轉變、促成教學模式變革，幫助學生更好地理解學習的發生。人工智能賦能教育具有發展理念協同化、教學模式智能化、學習模式個性化、教育資源開放化等四大特征。在賦能環節上，應把握好學生、教師和學校三大關鍵要素。學生開展線上+線下混合式學習，形成個體化數據，為差異性學習提供實現條件。教師實現從知識傳遞者到引導者、從教學壟斷者到個性化指導者、從個人作戰到團隊協作三大轉變，減輕教學負擔，落實差異化教學，提升教學反思水平。學校開設人工智能啟蒙課程，培養學生的信息素養、計算思維和技術觀，提高教學管理效率，構建以生命個體為中心的教育治理框架，形成多元共融的智能化教育生態。

關鍵詞" 人工智能；教育資源；差異性學習；個性化教育

中圖分類號：G434" " 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）14-0009-03

0" 引言

2019年5月，習近平主席向國際人工智能與教育大會致賀信，強調中國高度重視人工智能對教育的深刻影響，積極推動人工智能與教育深度融合，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。習近平主席強調人工智能在教育中的重要作用和地位的同時，指明了人工智能賦能教育的未來方向。人工智能賦能教育旨在超越技術限制，回歸教育本質，以協同理念為導向，運用人工智能技術，幫助學生理解學習是如何發生的，學習是如何受到外界各種因素影響的，進而為學生高效地學習創造條件[1]。

1" 人工智能賦能教育的時代價值

1956年，達特茅斯研討會最早提出人工智能的概念，將其定義為機器模擬人類智能。通過60多年的發展，人工智能的內涵不斷擴展，經歷計算智能、感知智能、認知智能三個階段，包含模擬、延伸和拓展人類智能等方面內容，人工智能（AI）已經成為國家參與國際競爭的重要力量[2]。教育作為培養人才的主戰場，應勇于擔負時代使命，主動與人工智能深度融合，在培養人工智能時代的高素質人才方面發揮積極作用。

1.1" 人工智能賦能教育可助力解決新時代我國教育領域的主要矛盾

新時代我國教育領域的主要矛盾已發生根本性變化，轉化為人民對更美好、更優質教育的向往與不平衡、不充分的教育發展之間的矛盾[3]。解決這一矛盾需要從發展高質量教育入手。而虛擬現實、增強現實、混合現實等人工智能技術能豐富教育供給、提升教育體驗，發揮優質資源共享連通器、服務規模杠桿倍增器等作用，為人們帶來更優質、更美好的教育資源，有助于解決教育發展不平衡和不充分的問題。

1.2" 人工智能賦能教育將推動人才培養目標轉變

新一輪的技術革命正在孕育興起，人工智能作為技術突破口，將推動第四次工業革命產業換代升級、新舊業態交替，大量重復的、機械的簡單工作將被人工智能所替代，人才培養目標和培養要求也隨之變化，對人才的知識結構和應用能力等方面提出新的要求。

1.3" 人工智能賦能教育將促成教學模式變革

傳統教學模式以教師為中心，教學方式單一，評價標準固化，人才培養呈現工業時代的機械化和批量式生產模式，學習受時間和空間限制，培養的學生無法適應人工智能時代對智能化和創新型人才的需求。大數據、深度學習為人工智能賦能教育帶來無限可能性，教師可根據大數據為學生量身定制學習計劃，學生可借助機器進行精準化、擬真化、個性化的深度學習，實現人人、時時、處處的泛在學習，為培養創新精神和實踐能力提供優渥的外部環境。在人工智能的沖擊和影響下，教育領域正在經歷一場深層次變革，人工智能正在重塑教育的新形態[4]。

2" 人工智能賦能教育的基本特征

人工智能賦能教育具有發展理念協同化、教學模式智能化、學習模式個性化、教育資源開放化等四大特征。

2.1" 強化育人和技術雙重發展理念

旨在通過人機協作模式幫助學生主動理解、學習和構建新知識，既強調教育的育人本質，又突出人工智能的技術應用，促成學生21世紀能力的培養。21世紀能力是為了應對知識經濟發展需求以及社會進步而對人才培養所提出的要求，主要包括創造性與問題解決、信息素養、自我認識與自我調控、批判性思維、學會學習與終身學習、公民責任與社會參與等內容[5]。

2.2" 教學模式向智能化方向發展

突破以教師為中心的傳統教學模式，利用大數據智能化教學平臺，提供更豐富的教育資源、更多元的教學方法、更精準的教學服務。通過學習分析和教育數據挖掘技術，分析學生的個人數據和交互性數據，為學生提供云端一體和支持認知發展的智能化的學習情境。

2.3" 為學生量身定做學習過程

以學生為中心，根據學生學習需求、技能水平和成長變化，通過自適應學習技術（學習者分析、環境創設、學習過程監控、動態調整內容）為學生提供個性化的學習內容和方法，實現教學全過程的主動干預。隨著人工智能技術的不斷進步，可以期待在教師缺席的情況下，學習系統承擔起教師的作用，依靠智能代理、虛擬角色等技術，與學生實現自然交互。

2.4" 推動教育資源開放化

學生可以突破時空限制，隨時隨地利用網絡和終端設備，獲取來自學校、地區、全國或全球的學習資源。比如全球課堂（Global Classroom）就是一種普及化的云端一體智能平臺，致力于為全球不同水平的學生提供良好的學習體驗，2018年時，其共享教學資源便已達到240萬個，且一直在不斷增加中[2]。

3" 人工智能賦能教育的關鍵要素

學生、教師和學校是教育教學的三大關鍵要素，人工智能賦能教育必須關注這三大要素，在賦能過程中提升師生的人工智能素養是一個必要的環節。對教師而言，如不了解相關的人工智能基礎知識，就很難在教育教學中與時俱進；對學生而言，只有了解一定的人工智能相關知識，才能更好地利用人工智能進行學習。在這一過程中，學習與了解人工智能的基礎知識尤為重要。

3.1" 對學生群體的賦能

3.1.1" 人工智能賦能學生，可以幫助學生形成個性化數據，為差異性學習、個性化教育提供實現條件

1）形成學生個體化的差異性數據。在傳統的工業化教育教學模式中，固定化的教學內容與安排并不適合學生個體，這主要表現在課前與課后，使得學生的學習過程及結果具有很大的不確定性，其依據就是認為學生之間無差別。而通過人工智能（包括某些智能代理）對學生個體學習狀態的獲取與分析，可收集學生的個性化數據。

2）可以讓學生形成差異性學習。有了學生個體化的差異性數據，就可以因材施教地為學生提供相關的學習資源與建議，讓學生在一定程度上能自己掌控課前與課后的學習安排，真正讓學習成為學生自己的學習。在這種方式下，學習會成為學生的“我要學”，而不是外在性的“要我學”，從而激發學生的學習動機與興趣，即充分利用好人工智能賦能教育的人機協同自主學習。

3）為形成個性化教育提供實現條件。以人工智能為技術支撐的個性化教育不是對傳統標準化教育進行完全否定，而是補充標準化教育的不足，為發揮學生的學習主動性和積極性提供可能。

3.1.2" 學生可利用好人工智能的新技術和新手段，開展線上+線下的混合式學習，拓展創新思維，培養學習能力

線上學習以自學為主，學生借助虛擬仿真、虛擬現實和增強現實等技術，實現從快速學習到體驗探究，再到深度理解，并在自學完成后參與自主測試，了解自己對新知識的掌握水平以及需進一步學習的知識點；線下學習在教師的指導下開展，學生判斷、篩選和加工學習資料，通過課堂應用及時補充和鞏固線上學到的知識，根據學習大數據找出適合自己的學習方法，并不斷串聯學到的單一知識點、每個單元和整個學科，形成自我學習調控體系，在不斷地解決問題中完成學習任務。

3.2" 對教師群體的賦能

3.2.1" 人工智能賦能教師，可減輕教師教學負擔，落實差異化教學，提升教學反思水平

1）減輕教學負擔。教師能將更多的時間和精力投入更有價值的育人教學工作中。人工智能擅長規律性、重復性、大數據處理，可以將教師日常工作中對學生情況的了解、作業批改、試卷評分、重復性的教學講述和學情分析等環節交給人工智能完成。

2）落實差異化教學。在以往的教育教學中，教師往往對學生個體的差異性缺少關注，一定程度上導致教學內容設計和學生的實際需求脫節。人工智能通過獲取學生的生理信息等多維度數據，將學生個體不同的差異性特征傳遞給教師，讓教師了解與把握學生個體并由此開展教學安排。如實現差異化資源、任務、評價等，彌補以往教學對學生差異化的忽視，形成人機協同智能教學的意識、能力與環境。

3）提升教師教學反思的水平。林攀登等[6]認為，在傳統的教學反思實踐中，教師以經驗回顧式反思為主，難以上升到對教育教學本質和規律探討的理性認識。人工智能賦能教師教學反思可以實現從經驗回顧走向數據驅動，助力教師深入洞察教學過程、總結教學規律，使其呈現出數據化、系統化、協作化的特征。

3.2.2" 教師應契合人工智能賦能教育的時代要求，實現三個方面的轉變

1）從知識傳遞者轉變為引導者。人工智能賦能教育讓學習機會變得更加多元、開放，教師將無法全面掌控學生的學習內容和過程。因此，教師應轉向啟迪學生的好奇心和求知欲，幫助學生形成愿意學習的內驅力；引導學生篩選和辨識學習信息，幫助學生挖掘有效內容解決學習問題。

2）從教學壟斷者轉變為個性化指導者。信息量暴增、更新率超高、內容紛繁復雜，使得傳統以教定學模式無法適應新發展要求。因此，教師要學會放權，更多地利用人工智能技術獲得可視化數據，根據學生認知圖譜定制個性化的教學方案，激發學生的學習主動性和積極性。

3）從個人作戰轉變為團隊協作。人工智能技術的發展使教師之間、學生之間的聯系更加緊密，幫助教師沖破時空和對象的藩籬，開展跨時間、跨地域的交流合作[7]。因此，教師應充分利用技術平臺，與同行和學生等多主體開展校內與校外、線上與線下、虛擬與現實相結合的溝通交流，建立對話式、探究式、分享式合作機制，以促進專業水平和教學能力的提升。

3.3" 對學校層面的賦能

3.3.1" 人工智能賦能學校，可以幫助學校提高管理效率，構建以生命個體為中心的治理框架，形成多元共融的智能化生態。

1）可以提高教育教學管理效率，減少不必要的中間環節，如優化學校辦公、檔案、人事、教務、物業等校務管理的活動流程，推動業務處理智能化，為高效率決策提供優質化的數據支持與方案建議。

2）可以精準化教育教學治理，構建以生命個體為中心的教育治理框架。在依法治教的前提下，允許一地一策、一校一策，甚至一人一策，讓規則為人服務，而不是讓規則成為對人的限制和束縛[8]，以助力實現以人為本的教育內在訴求。

3）維持學校、家庭、社會智能系統的聯系與暢通，有助于形成更加融通的智能化教育生態，在更大范圍和能力上為學生的培養提供技術環境基礎。

3.3.2" 著眼于未來，學校應根據學生的認知能力和知識水平，在中小學開設人工智能啟蒙課程，培養學生的信息素養和計算思維

教育部已經將人工智能初步、簡易機器人制作確定為高中信息技術課程的選修內容。可參考北京大學學習科學實驗室設計的中小學人工智能教育框架（包括感知AI、理解AI、應用AI、創造AI），在小學強調啟蒙興趣、從玩中學，在初中強調培養興趣、在做中學，在高中強調引導興趣、在創中學，通過過程性數據和結果性作品評價學生的學習效

果[9]。同時，還要培養學生正確的技術觀，讓學生辯證地審視人工智能技術的優劣性，逐步形成人機協作的共識。

4" 參考文獻

[1] 閆志明，唐夏夏，秦旋，等.教育人工智能（EAI）的內涵、關鍵技術與應用趨勢：美國《為人工智能的未來做好準備》和《國家人工智能研發戰略規劃》報告解析[J].遠程教育雜志，2017（1）：26-35.

[2] 徐曄.從“人工智能教育”走向“教育人工智能”的路徑探究[J].中國電化教育，2018（12）：81-87.

[3] 胡小勇，許婷，曹宇星，等.信息化促進新時代基礎教育公平理論研究：內涵、路徑與策略[J].電化教育研究，2020（9）：34-40.

[4] 梁迎麗，劉陳.人工智能教育應用的現狀分析、典型特征與發展趨勢[J].中國電化教育，2018（3）：24-30.

[5] 當代教育家.世界都在關心哪些核心素養？素養教育的全球經驗出爐了！[EB/OL].（2016-11-25）[2023-09-10].http：//learning.sohu.com/20160605/n453108721.shtml.

[6] 林攀登，張立國，周釜宇.從經驗回顧到數據驅動：人工智能賦能教師教學反思新樣態[J].當代教育科學，2021（10）：3-10.

[7] 馮永剛，陳穎.智慧教育時代教師角色的“變”與“不變”[J].中國電化教育，2021（4）：8-15.

[8] 曹培杰.人工智能教育變革的三重境界[J].教育研究，2020（2）：143-150.

[9] 肖睿，肖海明，尚俊杰.人工智能與教育變革：前景、困難和策略[J].中國電化教育，2020（4）：75-86.

*項目來源：重慶市教育科學“十四五”規劃2022年度一般課題“區域推進高中生創新素養的培育框架和實踐路徑究”（基金編號：K22YG602673）；重慶市社科聯規劃項目“區域推進重慶市青少年創新素養培育的路徑研究”（基金號：2021NDYB116）；重慶市教委普通高中教育教學改革重點課題“重慶市高中階段創新人才培養體系研究”（編號：2019CQJWGZ2047）。

作者簡介：王華，博士，副研究員；樊子牛，通信作者，高級實驗師；楊穎，重慶市教育科學研究院創新教育研究所博士研究生在讀，一級教師。