人工智能賦能教育

肖亞軍

2019年3月，聯(lián)合國(guó)教科文組織（UNESCO）正式發(fā)布了《教育中的人工智能：可持續(xù)發(fā)展的挑戰(zhàn)和機(jī)遇》。北京師范大學(xué)《人工智能+教育》藍(lán)皮書(shū)（2018）從智能化的基礎(chǔ)設(shè)施、學(xué)習(xí)過(guò)程的智能化支持、智能化的評(píng)價(jià)手段、智能化的教師輔助手段和智能化教育管理五個(gè)方面，提出了“人工智能+教育”的五個(gè)典型應(yīng)用場(chǎng)景。

人工智能將改變未來(lái)教學(xué)形式，這已成為業(yè)界的廣泛共識(shí)。但是，人工智能在教育中應(yīng)該如何應(yīng)用？在教育實(shí)踐中到底能產(chǎn)生什么效果？還缺乏實(shí)際案例帶來(lái)的“親身感受”。近年來(lái)，青島市實(shí)驗(yàn)高級(jí)中學(xué)（簡(jiǎn)稱(chēng)青島實(shí)驗(yàn)高中）秉持“無(wú)創(chuàng)新，不實(shí)驗(yàn)”的理念，在“人工智能+教育”領(lǐng)域大膽嘗試，積累了可貴的經(jīng)驗(yàn)。

一張個(gè)性化的學(xué)習(xí)單

青島實(shí)驗(yàn)高中數(shù)學(xué)采取分層教學(xué)，高三級(jí)部的宿曉晨和傅滋潤(rùn)不在一個(gè)行政班，但是同在二層級(jí)的一個(gè)教學(xué)班學(xué)習(xí)。今天，他們同時(shí)拿到了自己本周的《個(gè)性化學(xué)習(xí)單》。上面有兩人各自在本周數(shù)學(xué)統(tǒng)一作業(yè)中的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：哪些知識(shí)點(diǎn)已經(jīng)完全掌握？哪些知識(shí)點(diǎn)有待提高？哪些知識(shí)點(diǎn)特別需要加強(qiáng)？特別是針對(duì)每個(gè)人各自的薄弱點(diǎn)，提供了不同的針對(duì)性題目，供兩人溫習(xí)鞏固。分層教學(xué)，已經(jīng)使一個(gè)班級(jí)的同學(xué)各自找到自己的學(xué)習(xí)起點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了第一層面的個(gè)性化?！秱€(gè)性化學(xué)習(xí)單》又使同一層級(jí)的同學(xué)找到了各自的薄弱點(diǎn)，并有針對(duì)性地開(kāi)展學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)了第二層面的個(gè)性化。而這背后依托的是人工智能的支撐。

青島實(shí)驗(yàn)高中依托大數(shù)據(jù)平臺(tái)，根據(jù)高中階段每學(xué)期的學(xué)習(xí)任務(wù)，精心規(guī)劃了18次統(tǒng)一作業(yè)，以周檢測(cè)或者周作業(yè)的形式發(fā)給學(xué)生，學(xué)生在認(rèn)真解答之后，老師進(jìn)行批閱，并掃描錄入學(xué)校統(tǒng)一平臺(tái)，由平臺(tái)自動(dòng)產(chǎn)生學(xué)生《個(gè)性化學(xué)習(xí)單》。

該平臺(tái)鏈接學(xué)校網(wǎng)上閱卷平臺(tái)，把學(xué)生每次考試的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合比較，一段時(shí)間后即形成個(gè)性化學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)鏈，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行精準(zhǔn)分析判斷，反映優(yōu)點(diǎn)及不足。然后再根據(jù)平臺(tái)題庫(kù)，老師進(jìn)行個(gè)性化推題，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)任務(wù)的智能化。到達(dá)高三年級(jí)，學(xué)生的數(shù)據(jù)已經(jīng)足夠翔實(shí)，這種個(gè)性化就更加精準(zhǔn)。在青島實(shí)驗(yàn)高中，依托于人工智能的個(gè)性化學(xué)習(xí)學(xué)科已涵蓋數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)，正準(zhǔn)備向生物、英語(yǔ)拓展。

一個(gè)來(lái)自持續(xù)跟蹤的報(bào)告

青島實(shí)驗(yàn)高中2019年度教學(xué)年會(huì)上，蘇延紅副校長(zhǎng)進(jìn)行的一次特殊的報(bào)告解讀，引起了全體教師的震動(dòng)。這是一份高一（4）班一個(gè)學(xué)期的常態(tài)化課堂的跟蹤報(bào)告書(shū)。

報(bào)告中詳細(xì)列錄了一個(gè)學(xué)期以來(lái)教師及學(xué)生的整體表現(xiàn)。教師層面包括每節(jié)課教師講授時(shí)間所占比例，學(xué)生主題活動(dòng)時(shí)間所占比例，是否達(dá)到合理要求，整個(gè)學(xué)期達(dá)到合理要求的課的整體比例，并由此判斷出該學(xué)科課堂是否真正體現(xiàn)“學(xué)生為主”。

根據(jù)對(duì)課堂活躍度的觀察對(duì)每節(jié)課做出判斷，給出整個(gè)學(xué)期活躍度好的課堂所占比例，從一個(gè)層面判斷課堂教學(xué)的質(zhì)量。學(xué)生方面包括學(xué)習(xí)投入度，通過(guò)采集學(xué)生面部表情，判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)投入程度，給出一個(gè)學(xué)期學(xué)生學(xué)習(xí)投入度高的課堂比例，判斷該班級(jí)學(xué)風(fēng)狀況。根據(jù)不同學(xué)科整個(gè)學(xué)期學(xué)生投入度高的課堂比例，判斷該班級(jí)不同學(xué)科的學(xué)習(xí)狀況，給出整個(gè)學(xué)習(xí)投入度高和低的學(xué)生名單，引導(dǎo)教師進(jìn)行個(gè)性化指導(dǎo)。通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)的解讀，自動(dòng)生成對(duì)該班級(jí)學(xué)習(xí)、常規(guī)管理的建議。

這是青島實(shí)驗(yàn)高中本學(xué)期開(kāi)始建設(shè)的智能教室的縮影，重點(diǎn)通過(guò)音影采集，形成數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析，給出建議，以有效提高課堂教學(xué)質(zhì)量及班級(jí)管理水平。雖然這樣的嘗試剛剛開(kāi)始，但蘇校長(zhǎng)的報(bào)告解讀，引起了全體教師們的深刻反思。今年，青島實(shí)驗(yàn)高中將增加投入，進(jìn)一步完善智能教室的功能和利用。

一次與餐廳老板的對(duì)話

2019年4月的一個(gè)早晨，青島實(shí)驗(yàn)高中總務(wù)處王太文主任找到了學(xué)生餐廳的兩位老板，半開(kāi)玩笑地告訴他們最近早飯質(zhì)量不太好。兩位老板很詫異。王主任說(shuō)，根據(jù)學(xué)校智慧校園數(shù)據(jù)平臺(tái)自動(dòng)預(yù)警，學(xué)生最近早晨到餐廳就餐人數(shù)下降明顯，到超市和面包房就餐的人數(shù)顯著增加。兩位老板也不由地點(diǎn)頭，說(shuō)最近學(xué)生早晨到餐廳就餐的人數(shù)確實(shí)有波動(dòng)，需要好好采取措施把學(xué)生重新吸引到餐廳。這是青島實(shí)驗(yàn)高中智慧校園建設(shè)中的一個(gè)縮影。

智慧校園平臺(tái)通過(guò)一卡通，詳細(xì)記錄學(xué)生在校內(nèi)生活的方方面面，教室、宿舍、餐廳、圖書(shū)館、體育館、藝術(shù)樓都有打卡系統(tǒng)，鏈接校內(nèi)消費(fèi)系統(tǒng)，形成一張學(xué)生校內(nèi)生活路徑圖，定期推送給學(xué)生家長(zhǎng)。一則加強(qiáng)家校溝通，消除家長(zhǎng)對(duì)孩子在校生活的顧慮;二則家長(zhǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)立即跟班主任溝通，防止不良現(xiàn)象的蔓延。同時(shí)，平臺(tái)從整體的角度，自動(dòng)分析階段性數(shù)據(jù)，對(duì)學(xué)生的整體狀況進(jìn)行判斷，給出階段性的意見(jiàn)和建議。

譬如平臺(tái)會(huì)階段性提示學(xué)生在圖書(shū)館借閱圖書(shū)排行榜，階段性提示學(xué)生閱覽室學(xué)習(xí)人數(shù)、主要班級(jí)，階段性提示課間回宿舍頻率較高學(xué)生名單，體育館內(nèi)學(xué)生活動(dòng)主要時(shí)間段，餐廳里近期售賣(mài)最火的食物，專(zhuān)家報(bào)告收聽(tīng)人數(shù)等信息，輔助學(xué)校完善相關(guān)工作。人工智能，在學(xué)校治理方面展示出了獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

近幾年，人工智能技術(shù)得以迅速發(fā)展，但大多數(shù)仍處于弱人工智能階段，應(yīng)用在教育上的很有限。不過(guò)這些應(yīng)用對(duì)教育起到了減負(fù)增效的效果，受到了大家歡迎。以上三個(gè)故事，是青島實(shí)驗(yàn)高中在探索人工智能+教育進(jìn)程中的真實(shí)感受。我們期待有更多的實(shí)踐成果呈現(xiàn)，啟發(fā)和引導(dǎo)我們讓人工智能更好地賦能教育，讓人工智能+教育結(jié)出更多的碩果。