人工智能助力鄉(xiāng)村教育提升的路徑探索

張應(yīng)騰 徐晶晶

摘要：人工智能的快速發(fā)展，對現(xiàn)代基礎(chǔ)教育模式的更迭產(chǎn)生巨大影響，為鄉(xiāng)村傳統(tǒng)教育模式的變革提供了契機。本文通過對近年來鄉(xiāng)村教育現(xiàn)狀的研究，分析了傳統(tǒng)鄉(xiāng)村教育存在的困境，主要表現(xiàn)為教學(xué)設(shè)備陳舊落后、教師隊伍結(jié)構(gòu)性失衡、傳統(tǒng)教學(xué)思維固化、教師日常工作事務(wù)繁忙影響授課質(zhì)量等問題，繼而深入探索人工智能在鄉(xiāng)村教育中的可行性，提出了以下幾點策略：與人工智能企業(yè)合作打造智慧課堂、利用人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)優(yōu)化師資結(jié)構(gòu)、提升鄉(xiāng)村教師的人工智能應(yīng)用能力、通過人工智能協(xié)同教學(xué)減輕鄉(xiāng)村教師工作負荷等，為新時代鄉(xiāng)村教育的發(fā)展提供借鑒。

關(guān)鍵詞：人工智能；信息化教學(xué)；鄉(xiāng)村教育

引言

當(dāng)前，鄉(xiāng)村教育的發(fā)展現(xiàn)狀并不樂觀，師資隊伍結(jié)構(gòu)不合理、教學(xué)設(shè)施落后、教學(xué)觀念陳舊等已成為阻礙鄉(xiāng)村教育發(fā)展的重要因素。鄉(xiāng)村教育是實現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的內(nèi)在驅(qū)動力，提升鄉(xiāng)村教育質(zhì)量有助于提升中國教育的整體質(zhì)量。2018年9月，《鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃（2018—2022年）》中明確指出，要“優(yōu)先發(fā)展農(nóng)村教育事業(yè)”[1]。2020年7月，《教育部等六部門關(guān)于加強新時代鄉(xiāng)村教師隊伍建設(shè)的意見》中指出，要創(chuàng)新教師教育模式，加強鄉(xiāng)村教師培訓(xùn)，體現(xiàn)出大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興技術(shù)的助力作用，培養(yǎng)符合新時代要求的高質(zhì)量鄉(xiāng)村教師，實施中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程2.0[2]。此外，教育部部長懷進鵬強調(diào)，教育系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)堅持以習(xí)近平總書記關(guān)于鄉(xiāng)村振興的重要指示精神為指引，發(fā)揮教育信息化在服務(wù)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要作用，增強教育信息化[3]。

鄉(xiāng)村教育現(xiàn)代化作為實現(xiàn)全國教育現(xiàn)代化的重要一環(huán)，必須對落后的傳統(tǒng)教學(xué)模式進行大刀闊斧改革，而人工智能技術(shù)則是助力鄉(xiāng)村教育現(xiàn)代化演進的重要工具之一。在新一輪的信息技術(shù)革命中，多方研究表明，通過將人工智能與教育相結(jié)合，能夠有效推動鄉(xiāng)村教育模式改革與創(chuàng)新。為此，我國眾多學(xué)者進行了相關(guān)研究。

王麗娟[4]等人認為打造人工智能教師團隊，有望解決鄉(xiāng)村教師師資結(jié)構(gòu)難題，減輕鄉(xiāng)村教師工作負擔(dān)。韓小凡[5]通過從技術(shù)賦能鄉(xiāng)村教育振興的基本內(nèi)涵切入，探討技術(shù)賦能鄉(xiāng)村教育振興的價值意蘊以及實踐路徑。方旭[6]等人對人工智能支持鄉(xiāng)村教育振興的困境與對策等問題進行了深入分析，為鄉(xiāng)村教育振興戰(zhàn)略提出若干建議。倪侃[7]等人對中國鄉(xiāng)村教育的發(fā)展現(xiàn)狀進行分析研究，指出當(dāng)前農(nóng)村基礎(chǔ)教育所面臨的重要問題，提供解決問題的思路，進一步闡述運用人工智能信息技術(shù)促進農(nóng)村教育振興的對策，同時建立了基本應(yīng)用模型。柳立言[8]等人系統(tǒng)分析了鄉(xiāng)村教師專業(yè)知識和信念等面臨的困境，梳理了智能時代鄉(xiāng)村教師專業(yè)發(fā)展的新機遇，結(jié)合實例提出了鄉(xiāng)村教師專業(yè)變軌發(fā)展的具體策略。

姚炎昕[9]等人從批判性的角度看待人工智能對于賦能鄉(xiāng)村教育振興的作用，認為人工智能雖然給鄉(xiāng)村教育提供了新的思路，但仍然處于相對滯后的狀態(tài)，并且不可避免地會引入一定風(fēng)險。因此應(yīng)當(dāng)合理規(guī)避可能出現(xiàn)的風(fēng)險，推動鄉(xiāng)村教育健康地可持續(xù)發(fā)展，加強鄉(xiāng)村教育與人工智能的和諧共生。賀培旭[10]認為“互聯(lián)網(wǎng)+”與鄉(xiāng)村教育的深度融合能夠打破教育的時空界限，改變傳統(tǒng)教學(xué)方式，推進信息化教學(xué)步伐，最大限度緩解專任教師、優(yōu)質(zhì)教師以及課程缺乏的問題，使師資隊伍、學(xué)生素養(yǎng)、教學(xué)質(zhì)量等各方面得到迅速提升，進而為鄉(xiāng)村振興培養(yǎng)優(yōu)秀人才。

雖然國內(nèi)人工智能助力鄉(xiāng)村教育振興已有一定的理論成果與實踐經(jīng)驗，但仍存在可以繼續(xù)挖掘的空間。為此，本文重新思考當(dāng)下鄉(xiāng)村教育所面臨的困境和機遇，從不同層面探討人工智能技術(shù)在其中所起的重要作用，旨在為鄉(xiāng)村教育的建設(shè)發(fā)展提供有效借鑒。

1. 鄉(xiāng)村教育現(xiàn)狀的困境分析

1.1 教學(xué)設(shè)備陳舊落后

由于鄉(xiāng)村學(xué)校地理位置偏遠的客觀因素，信息化設(shè)施建設(shè)不完善，從而影響人工智能技術(shù)在鄉(xiāng)村學(xué)校的推廣。近年來，國家實施了貧困地區(qū)義務(wù)教育工程等項目，加大對鄉(xiāng)村學(xué)校的經(jīng)費投入，旨在改善辦學(xué)條件，但效果并不顯著，主要在多媒體設(shè)備、體育藝術(shù)類活動器材、數(shù)字化課堂等方面仍相對滯后。落后的教育設(shè)備阻礙了鄉(xiāng)村學(xué)生的學(xué)習(xí)視野，他們無法領(lǐng)略到人工智能的豐富多彩和高效，也就無法激發(fā)創(chuàng)新思維和培養(yǎng)創(chuàng)造力。

1.2 教師隊伍結(jié)構(gòu)性失衡

結(jié)構(gòu)合理的師資隊伍是學(xué)校教育高質(zhì)量發(fā)展的重要保障，而鄉(xiāng)村學(xué)校的教師隊伍往往存在結(jié)構(gòu)性失衡。一是農(nóng)村中小學(xué)專業(yè)學(xué)科教師比例嚴重失調(diào)或?qū)W科教師配備不全，如缺少體育、藝術(shù)、政史地物化生等專職教師，這導(dǎo)致語數(shù)外教師不得不兼任并不擅長的學(xué)科授課任務(wù)，不僅加大教師壓力，也嚴重影響學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量和興趣。二是教師隊伍年齡偏大，部分即將退休的教師仍是學(xué)校的主力軍，這些老教師不能很好地跟隨現(xiàn)代化教育的發(fā)展腳步，教育理念較為固化，知識結(jié)構(gòu)未隨著新課標(biāo)及時更新，教學(xué)能力水平提高有限，從而影響學(xué)校的教育發(fā)展。三是鄉(xiāng)村青年教師流失嚴重，這歸咎于教學(xué)設(shè)施落后、工資待遇低下、缺少進修機會等諸多因素。四是老教師臨近退休年齡，在這部分教師退休后將面臨教師人數(shù)緊缺的局面，如不采取相應(yīng)措施吸引青年教師補充，那么在不久以后，農(nóng)村教師的斷層現(xiàn)象勢必會越來越明顯。

1.3 傳統(tǒng)教學(xué)思維固化

由于農(nóng)村地區(qū)教學(xué)資源的落后以及教學(xué)環(huán)境的艱苦，年輕教師越來越傾向于到城區(qū)學(xué)校任教，這是導(dǎo)致教師老齡化現(xiàn)象突出的重要成因。老教師在多年教學(xué)中積累了豐富的教學(xué)經(jīng)驗，在授課過程中能幫助學(xué)生理解學(xué)習(xí)的內(nèi)容、掌握學(xué)習(xí)的方法，但由于年齡較大，思維方式和授課方式與年輕教師相比相對固化。在課堂上主要的教學(xué)方式仍為老師講授、學(xué)生吸收的單方面灌輸?shù)膫鹘y(tǒng)教學(xué)模式，學(xué)生的課堂參與度較低，互動性不足。這些老教師在推動新課改和學(xué)校教育的創(chuàng)新發(fā)展方面，處于被動接受狀態(tài)，使得教育活動的改革推進較慢，不利于鄉(xiāng)村教育發(fā)展。

1.4 教師日常工作事務(wù)繁忙，影響授課質(zhì)量

部分小規(guī)模的農(nóng)村學(xué)校為“一師一?！?，教師配比嚴重失調(diào)，這極大地增加了鄉(xiāng)村老師的工作強度。農(nóng)村教師不僅要完成日常教育管理工作，還要主管班級事務(wù)。農(nóng)村大部分學(xué)校中是留守兒童、單親家庭等特殊人群，教師還必須傾注精力于學(xué)生群體的思想教育工作當(dāng)中。此外，部分鄉(xiāng)村教師還要負責(zé)行政工作，比如學(xué)校管理和上級部門的任務(wù)布置，耗費了大量精力和時間，嚴重影響了正常的教學(xué)工作。沉重的教學(xué)工作任務(wù)使鄉(xiāng)村教師身心疲憊，無暇顧及自己的專業(yè)發(fā)展，也限制了教育能力的提高。

2. 人工智能應(yīng)用于鄉(xiāng)村教育的措施探討

2.1 與人工智能企業(yè)合作打造智慧課堂

雖然國家近年來在教育事業(yè)上的經(jīng)費投入有所提升，然而真正落實到鄉(xiāng)村教育建設(shè)上卻捉襟見肘。近年來，騰訊、阿里巴巴、科大訊飛等科技企業(yè)開發(fā)了一系列人工智能教育產(chǎn)品，用于打造智慧課堂。比如，阿里巴巴研發(fā)的人工智能機器人在自動批改學(xué)生作文時，能智能化且快速地糾正作文中存在的錯別字和病句。這種在線批改作業(yè)的智能化教學(xué)模式，不僅幫助家長解決了作業(yè)輔導(dǎo)的困擾，也讓老師的日常教學(xué)變得輕松不少。

鄉(xiāng)村政府可以利用這一契機，主動聯(lián)系科技企業(yè)，并利用國家政策的扶持，實現(xiàn)鄉(xiāng)村教育的智能化發(fā)展。鄉(xiāng)村教師可以通過云課堂平臺與國家示范級中小學(xué)教師進行視頻互動，為研討和磨課提高效率。此外，鄉(xiāng)村學(xué)?？梢苑e極推廣線上線下課堂混合式教學(xué)，線上主要體現(xiàn)為大城市的優(yōu)質(zhì)教師教學(xué)資源的遠程授課功能；線下主要體現(xiàn)為鄉(xiāng)村教師做好學(xué)生答疑解惑、批改作業(yè)等教學(xué)工作，與線上教師配合高效履行教學(xué)任務(wù)，實現(xiàn)智能化、多樣化的互動式教學(xué)，豐富了以往鄉(xiāng)村學(xué)生體驗不到的課堂內(nèi)容，有效實現(xiàn)教學(xué)模式的轉(zhuǎn)化。

2.2 利用人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)優(yōu)化師資結(jié)構(gòu)

隨著我國近年來開展“互聯(lián)網(wǎng)+”和大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略，發(fā)展教育大數(shù)據(jù)已成為推進教育領(lǐng)域深化改革和創(chuàng)新的戰(zhàn)略選擇。教育資源數(shù)據(jù)庫的不斷充實，為大數(shù)據(jù)技術(shù)助力學(xué)校管理提供了契機。通過利用人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)對鄉(xiāng)村教師隊伍進行智能化、全方位的精準分析，可以實現(xiàn)師資結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

一方面可以利用人工智能技術(shù)優(yōu)化鄉(xiāng)村教師資源。通過大數(shù)據(jù)庫可視化鄉(xiāng)村教師的動態(tài)分布，對鄉(xiāng)村教師的基本信息進行整合分析，協(xié)調(diào)鄉(xiāng)村教師資源分布，根據(jù)鄉(xiāng)村學(xué)校的教學(xué)需求和辦學(xué)規(guī)模，運用人工智能技術(shù)預(yù)測未來幾年對不同學(xué)科教師數(shù)量的需求狀況，為鄉(xiāng)村學(xué)校提供合理的師資配比。另一方面可以利用人工智能創(chuàng)新鄉(xiāng)村教師評價方式。通過建設(shè)農(nóng)村教師電子檔案，把農(nóng)村教師的課堂實施情況的數(shù)據(jù)記錄下來，生成直觀的、客觀化的考核報表，徹底改變以往單純的老式考核方法，并把考核成績即時反饋給教師，讓他們能夠適時調(diào)整在課堂教學(xué)中出現(xiàn)的問題，促進鄉(xiāng)村教師專業(yè)化成長能力的提高。

2.3 提升鄉(xiāng)村教師的人工智能應(yīng)用能力

由于工作環(huán)境等多方面原因，鄉(xiāng)村教師的職業(yè)發(fā)展道路往往比城市教師面臨更加嚴峻的障礙。鄉(xiāng)村教師是鄉(xiāng)村教育發(fā)展的關(guān)鍵要素，提升鄉(xiāng)村教師的信息化素養(yǎng)能力有助于振興鄉(xiāng)村教育。借鑒人工智能融合教育發(fā)展的新特點，結(jié)合鄉(xiāng)村教師的發(fā)展需求，建立新時代人工智能協(xié)同鄉(xiāng)村教師專業(yè)發(fā)展的新模式。鄉(xiāng)村教師應(yīng)當(dāng)充分利用互聯(lián)網(wǎng)擁有的大數(shù)據(jù)資源，吸收國內(nèi)外先進的人工智能賦能教育的經(jīng)典教學(xué)案例和豐富教學(xué)經(jīng)驗，并積極與城市學(xué)校教師合作交流，借助人工智能教育衍生的工具為抓手，形成智能化鄉(xiāng)村教育發(fā)展的新模式。

通過局部教師的人工智能專業(yè)素養(yǎng)提升，以局部帶動整體，借助網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為鄉(xiāng)村教師搭建教育信息化平臺，并以此作為鄉(xiāng)村教師智能化信息素養(yǎng)共同提升的主陣地。在教育信息化平臺的推動下，鄉(xiāng)村教師能夠通過相互交流探討發(fā)現(xiàn)教育實踐中的重點與難點，進而提升鄉(xiāng)村教育的專業(yè)發(fā)展路徑。通過提升鄉(xiāng)村教師的人工智能應(yīng)用能力，推動鄉(xiāng)村教育模式變革，增強教育發(fā)展的內(nèi)在動力，有助于促進鄉(xiāng)村教育提質(zhì)增效。

2.4 通過人工智能協(xié)同教學(xué)減輕鄉(xiāng)村教師工作負荷

人工智能最顯著的優(yōu)勢是能夠替代一些基礎(chǔ)性、程序性的單一工作，進而提高局部工作效率。比如，在考試出題和作業(yè)批改中，鄉(xiāng)村教師往往花費不少精力和時間完成這項工作。這時，人工智能可以扮演助教角色，結(jié)合大數(shù)據(jù)題庫靈活進行考試出題，在作業(yè)批改當(dāng)中對于答案固定的客觀題實現(xiàn)高效自動批改，讓教師擺脫這些重復(fù)性的體力和腦力勞動，從而可以將更多精力放在學(xué)生的學(xué)情、情感等方面的培養(yǎng)。但教師不能完全依賴人工智能技術(shù)，人工智能即使再先進，也無法脫離人類進行獨立思考，甚至可能存在誤判。這時，我們應(yīng)當(dāng)做好復(fù)核的角色，確保人工智能處于可掌控、輔助的范圍之內(nèi)。不可否認的是，人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比體現(xiàn)出顯著的正面影響。有了人工智能的輔助，教師們才能騰出更多的時間與精力革新教學(xué)方法、變革教學(xué)方式。教師將不再單純是知識的傳遞者，還能夠為學(xué)生提供個性化需求的教育服務(wù)，充分發(fā)揮創(chuàng)新、激勵、情感關(guān)懷等優(yōu)勢。

結(jié)語

在人工智能如火如荼的信息化教學(xué)時代，傳統(tǒng)的教學(xué)觀念和教學(xué)方法已然不能滿足對高質(zhì)量人才的培養(yǎng)要求，這要求我們必須對傳統(tǒng)鄉(xiāng)村教育模式進行大刀闊斧的改革，構(gòu)建適合當(dāng)前教育發(fā)展動向的智能信息化教學(xué)體系。相信人工智能技術(shù)必定能為鄉(xiāng)村教育開辟出新的教學(xué)模式道路，并助力鄉(xiāng)村教育培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)人才。而對于人工智能落實鄉(xiāng)村教育的具體層面的選擇，仍有待進一步探索和嘗試。

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作者簡介：張應(yīng)騰，博士，講師，研究方向：大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育、醫(yī)療人工智能。

基金項目：江蘇省高校自然科學(xué)基金面上項目（編號：22KJB310019）；江蘇省雙創(chuàng)博士項目（2022）；泰州學(xué)院高層次人才科研啟動基金項目（編號：TZXY2021QDJJ001）；泰州市“鳳城英才計劃”青年科技人才托舉工程（2022）；泰州學(xué)院優(yōu)秀科技創(chuàng)新團隊項目（2022）；泰州學(xué)院教育教學(xué)改革研究課題（編號：2022JGB03）。