當前,發展人工智能教育已成為我國當前的重要戰略任務。2017年,國務院印發的《新一代人工智能發展規劃》中明確提出,要在中小學階段設置人工智能相關課程2],為培養人工智能(AI)時代的創新型人才奠定基礎。2018年,教育部印發的《高等學校人工智能創新行動計劃》中提出,構建人工智能多層次教育體系,在中小學階段普及人工智能教育。3]2024年,教育部辦公廳印發《關于加強中小學人工智能教育》的通知,要求積極探索中小學人工智能教育的實施途徑,切實加強中小學人工智能教育。然而,鄉村中小學人工智能教育仍是當前發展中的薄弱環節。因此,深入分析其面臨的現實困境,系統研究突破阻礙的有效對策,對促進教育均衡發展具有重要意義。
一、鄉村中小學人工智能教育的現實困境
鄉村中小學人工智能教育作為我國基礎教育信息化發展的重要組成部分,其建設成效直接關系到教育現代化的整體進程。但受區域經濟發展不均衡等因素制約,當前鄉村中小學人工智能教育在發展過程中面臨多重困境,嚴重制約了其可持續發展。
(一)資源短缺:人工智能教育發展困于“局”
第一,硬件資源失衡,城鄉差距加劇。中小學階段的人工智能課程教學遵循“感知認知一實踐運用一創新突破\"的遞進規律,其有效實施必須以智能化教學空間和數字化學習裝備作為基礎支撐。4當前教育資源配置呈現兩極分化態勢,城市人工智能教育資源配置充足,大量資源向城市傾斜。經濟發達區域的學校引入了智能化教學工具,優化了網絡基礎設施,并建設了專業化的實驗教學空間。這為教師開展人工智能教育奠定了堅實基礎,也為學生提供了良好的學習機會和體驗。相比之下,鄉村學校人工智能教育經費投人嚴重不足,缺乏足夠的資金用于購買和更新人工智能教育設備,導致軟硬件設施相對薄弱,智能教學環境建設水平較低。這種資源約束不僅制約了教師開展人工智能課程教學的有效性,也影響了學生的技術體驗與學習效果。
第二,軟件資源匱乏,數字教學受限。城市學校能便捷獲取和使用豐富的數字化教學軟件資源,而鄉村學校數字化教學資源嚴重匱乏,甚至缺少最基本的智慧教學平臺,如交互式智能白板教學軟件等。若鄉村學校軟件資源長期無法滿足教學需求,易導致教師安于現狀,降低教學創新能力,數字教學理念停滯不前。此外,鄉村學校在人工智能教育的課程資源建設方面同樣面臨系統性缺失問題,如教材開發滯后、數字化教學素材匱乏、本土化案例庫短缺等。這種課程資源供給的城鄉非均衡性,將進一步加劇教育數字化轉型過程中的結構性不平等。
(二)師資薄弱:人工智能教育推進滯于“行”
第一,教師短缺,數字教育受阻。專業教師是開展人工智能教學的必要條件,然而師資隊伍數量不足、質量不高這兩個因素,嚴重束縛了人工智能教育開展的廣度和深度。5從供給端來看,師資人才培養嚴重不足。統計數據顯示,2018年至今,全國僅有42所師范院校開設了人工智能本科專業,這直接造成了中小學人工智能課程師資力量的嚴重短缺。尤其是鄉村學校專業教師更為短缺,培養的專業教師大多傾向環境和待遇較好的發達地區學校,鄉村學校因地域、待遇等因素,難以引進專業教師。部分教師即使進入鄉村學校,也會因外部環境不理想而離開,造成人才外流。此外,鄉村學校現有教師大多為主課教師,雖有部分信息技術教師,但與教學需求相比,專業教師數量仍然不足。而且人工智能教育課程教學對教師專業素養要求極高,只有具備相應素養才能勝任教學工作。這就形成了外部人才難以引進,內部教師難以勝任的局面,使鄉村中小學人工智能教育發展舉步維艱,嚴重阻礙數字教育發展。
第二,專業局限,數字素養欠缺。專業發展對教師成長至關重要。然而,鄉村學校對教師的培養嚴重不足,既未能提供數字培訓,也未能構建教聯研修機制,導致教師缺乏學習人工智能教育教學知識的有效途徑。受傳統觀念和資源限制,鄉村學校對教師培訓和研修的重視程度較低,導致教師缺乏系統學習人工智能教育理念與技能的機會,難以適應新時代的教學需求。同時,鄉村學校現有教師難以勝任人工智能教育工作。人工智能學科涉及計算機科學、數學、神經科學等多個領域,需要教師具備專業知識與能力。目前,大多數教師缺乏系統講授人工智能課程所需的知識體系和教學能力。鄉村學校現有人工智能教育授課教師一般由信息技術教師或主科教師兼任,教師數字素養相對較低,難以保障人工智能教育教學質量。此外,受外部環境制約和自我提升意愿不強的影響,教師難以獲得對數字技術應用的深刻體悟與感知,自身數字素養自主發展的內生動力被削弱。
(三)評價缺失:人工智能教育實施浮于“形”
第一,評價內容單一化。評價是提升鄉村中小學人工智能教育質量的關鍵環節,也是鄉村中小學人工智能教育的難點。8當前,學生綜合素養評價體系和國家義務教育質量檢測未將人工智能素養納入其中,導致評價內容局限于知識技能測試,與培養學生高級能力的目標脫節,教師難以科學判斷學生的智能素養水平。
第二,評價方式機械化。教師在人工智能教育評價中往往注重終結性評價而忽視過程性評價,傾向采用紙筆測試考核學生,難以全面反映學生思維、實踐、創新等方面的過程性變化,這與注重評價學生創新思維、實踐能力的要求背道而馳。同時,教師對學生的評價僅停留在表面,無法全面檢驗學生學習效果,導致獲得的評價結果不準確,教育成效難以顯現。這不僅影響教師教學決策,使其難以及時調整教學策略以適應學生發展需求,也不利于學生了解自身學習情況。
第三,評價工具滯后化。當前教育評價體系主要依賴傳統人工評價方式,這種方式存在三個突出局限:評價效率低下,難以應對大規模教育數據的處理需求;評價標準主觀性強,受評價者個人經驗影響顯著,缺乏客觀統一的評判尺度;缺乏智能化量化工具支持,無法對學習過程進行多維度數據采集與分析。這種評價模式的滯后性直接導致兩個嚴重后果:一方面,難以實現精準化的學習診斷與反饋;另一方面,阻礙了可視化學習分析圖景的構建,最終制約了基于證據的教學決策改進。
第四,評價主體單一化。傳統評價模式主要依賴教師單方面的評估,僅依據學生表現進行評判,而未能將學生自評、家長反饋等其他評價主體納入評價體系。單一的評價主體會導致評價標準單一、評價視角局限、評價結果偏差等,進而限制學生綜合素質發展,使學生缺乏參與感與認同感。
二、鄉村中小學人工智能教育的突破路徑
針對鄉村中小學人工智能教育面臨的困境,本文從以下幾個方面提出解決路徑,以期為鄉村中小學人工智能教育發展掃清障礙。
(一)構建智慧生態,彌合資源鴻溝
1.拓展城鄉交流,促進資源共享
要縮小城鄉差距,實現鄉村學校人工智能教育優質發展,需要各方協同合作。首先,鄉村學校可利用信息技術搭建資源共享平臺,開發適合鄉村中小學的人工智能教育智慧平臺,通過線上一對一視頻講解,拉近鄉村學校與城市優質教育資源的距離,打破時空限制。同時,鄉村學校可借鑒城市學校的課程資源,如教材、課件、素材、案例等,構建人工智能教育課程體系。其次,相關教育部門可以建設同步互動課堂,利用互聯網技術和國家智慧教育平臺,開展城鄉學校“同步課堂”教學活動,解決鄉村學校優質教學資源分布不均衡問題,推進城鄉教育交流,推動城鄉教育資源均衡發展。再次,搭建教育共同體智慧服務平臺,借鑒浙江省教共體智慧服務平臺經驗,從精準診斷、教育質量評價等方面賦能“教育共同體建設”,實現城鄉學校人工智能教育相關課程互聯互通,促進教育資源互通有無,共享城鄉教師教學經驗,提升鄉村學校教育質量。
2.重視資源投入,充實設備供給
其一,政府應抓住推進中小學人工智能教育的機遇,設立專項扶持資金,提升鄉村學校的信息化水平,具體包括升級網絡寬帶,建立專用實驗室,配備智能教學設備,為鄉村中小學人工智能教育開展提供基礎保障。同時,政府應鼓勵和支持企業、科研機構、社會組織等多元力量參與鄉村學校人工智能教育設施建設,并加大資金投入力度,引進智能教學設備,建設人工智能實驗室和公共學習空間,為學生創設良好的人工智能技術實踐環境。9其二,政府應向數字技術落后的鄉村學校傾斜政策,改善其軟硬件設施,幫助鄉村學校便捷獲取和使用豐富的數字化教學軟件資源,建設智慧教學平臺,提供交互式智能白板、云桌面、人工智能教育套件箱等軟件設施,確保教學設備與教學需求相匹配。其三,更新完善學校現有數字教學設備,促進校際資源的互通共享,構建支持人工智能課程體驗、自主學習和實踐創新的教學場所。
(二)加強師資建設,提升教學質量
1.構建研修體制,推進數字教學
為解決專業教師數量不足的問題,鄉村學校應多管齊下。首先,鄉村學校應打造研修空間,利用數字技術資源打造虛實結合的沉浸式研修空間,以便教師進行人工智能教育學習和教學實踐反思。其次,鄉村學校要建立教師交流與共享機制,通過人工智能教育教師跨區域共享機制,讓城市優質師資幫扶鄉村學校。例如,鄉村學校可以邀請城市名師每周固定時間開展遠程協同教學,讓鄉村教師擔任學習引導員,形成“城市授課 + 鄉村輔導\"的分工模式,促進城鄉教師交流與合作,實現師資共享。再次,鄉村學校應構建“ 1+N′′ 學習共同體,每所鄉村學校培養1名種子教師(達到高級標準),帶動N名學科教師(達到基礎標準),通過\"AI教學工坊\"(如用智能批改系統優化作業設計)實現技術遷移。
2.加強數字培訓,提高教師素養
參加數字培訓是提高教師數字素養的有效途徑。其一,開展分層分類培訓,針對鄉村學校教師進行基礎的數字化設備操作技能培訓,對信息技術教師開展數字教學工具使用培訓,以及數字化教學資源的挖掘和整合培訓,同時培訓教師如何利用數字技術進行精準教育評價。其二,鄉村學校應采取人工智能教育人才引進與培養相結合的策略。10]與師范院校合作開設AI教師定向班,簽訂服務協議。學生在校期間接受“人工智能 + 學科教學”雙技能培訓,畢業后定向分配至鄉村學校。鄉村學校還要支持教師到高校進修,提升學歷的同時學習人工智能教育知識,為教學打下堅實基礎;同時引進高校人工智能專業人才擔任鄉村中小學專業教師。其三,鼓勵數學、信息技術、科學等學科教師兼職或轉崗從事人工智能教育,擴大鄉村人工智能教育師資隊伍,并在教師職前培養、職后培訓及日常教育中增設人工智能相關內容。其四,建立相關激勵機制,將教師的評優、職稱評定與人工智能教育教學成果掛鉤,充分調動教師參與培訓和實踐的積極性。[]
(三)實施多元評價,健全評價機制
教學評價是人工智能教育課程的重要組成部分,應聚焦學生的智能素養培養及高階能力發展水平,鄉村學校要建立涵蓋內容、方法、對象和工具四個維度的綜合評價體系。12]
其一,評價內容豐富化。教師需要改變過去單純側重知識技能掌握的評價導向,聚焦學生的智能素養水平及高階能力發展水平,關注學生的人工智能意識、智能化思維、人工智能能力以及踐行智慧社會責任。根據教學目標和實際情況,制定評價目標與內容,實現“教一學一評”一體化。評價內容不僅應包括知識與技能,還應涵蓋智能素養水平、高階能力發展水平、人機協同學習等方面。
其二,評價方式多樣化。改進結果性評價,不以測試成績作為唯一標準,而是通過學生的編程作品、小組合作作品、項目成果等方式全面系統地評價學生對知識的綜合運用能力;完善過程性評價機制,教師可借助課堂觀察記錄、作業分析評估、小組互動觀察等多元方式,實時追蹤學生學習動態,為優化教學方案提供數據支持;探索增值性評價,為學生建立個人檔案,收集學生作品,全面反映學生的學習過程和成長軌跡;健全綜合性評價體系,實現結果評價、過程評價和綜合評價的有機統一。
其三,評價主體多元化。若僅依靠單一評價主體,很難全面且真實地呈現教學實際狀況,因此要構建一個涵蓋教師、學生、家長以及專家等多方參與的立體式評價體系。教師可以憑借日常觀察,基于學生在課堂上的表現、作業的好壞以及參與度等情況,給予綜合評價;引導學生進行自我評估,以此來培育他們的反思能力;組織學生開展互評活動,這既能增強評價的客觀性,也能提升學生的溝通技巧。除此
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