AI賦能智慧校園建設(shè)的實(shí)踐與思考

陳春紅 康毅

2024年，全國(guó)兩會(huì)政府工作報(bào)告中一個(gè)新關(guān)鍵詞引發(fā)熱議——“人工智能+”行動(dòng)，這是“人工智能+”首次被寫入政府工作報(bào)告中。教育，關(guān)系民生，與每一個(gè)家庭息息相關(guān)；教育，關(guān)乎未來(lái)，與國(guó)家的命運(yùn)緊密相連。我國(guó)人工智能的蓬勃發(fā)展正在為各行各業(yè)帶來(lái)全新賦能，“人工智能+”行動(dòng)為教育發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。教育部部長(zhǎng)懷進(jìn)鵬指出，對(duì)于教育系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，人工智能是把“金鑰匙”，它不僅影響未來(lái)的教育，也影響教育的未來(lái)。那么，“人工智能+”時(shí)代，學(xué)校何為？

北京明遠(yuǎn)教育書(shū)院實(shí)驗(yàn)小學(xué)地處北京市朝陽(yáng)區(qū)望京地區(qū)，五址辦學(xué)，“辦好百姓身邊的明遠(yuǎn)教育”是學(xué)校辦學(xué)的不懈追求。隨著人工智能和元宇宙時(shí)代的迅猛發(fā)展，學(xué)校深刻地認(rèn)識(shí)到，AI不僅是技術(shù)，也不只是賦能，其“創(chuàng)新”本質(zhì)的生態(tài)涵養(yǎng)，才是強(qiáng)國(guó)建設(shè)、民族復(fù)興不竭的動(dòng)力源泉和永恒的價(jià)值追求。為此，學(xué)校積極探索AI賦能學(xué)校教育生態(tài)，著力構(gòu)建培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才的新途徑。

科學(xué)謀劃，做好頂層設(shè)計(jì)與規(guī)劃

北京明遠(yuǎn)教育書(shū)院實(shí)驗(yàn)小學(xué)以《北京市“十四五”發(fā)展規(guī)劃》及《朝陽(yáng)區(qū)“十四五”發(fā)展規(guī)劃》為引領(lǐng)，制定了《北京明遠(yuǎn)教育書(shū)院實(shí)驗(yàn)小學(xué)“十四五”發(fā)展規(guī)劃及二O三五遠(yuǎn)景目標(biāo)》，總體構(gòu)建“三步四段十五年”發(fā)展規(guī)劃路線圖。特別是學(xué)校將“雙減”目標(biāo)、AI賦能的智慧校園建設(shè)及拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)均納入學(xué)?！笆奈濉币?guī)劃及2035遠(yuǎn)景發(fā)展目標(biāo)中，以實(shí)施學(xué)校教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動(dòng)來(lái)保障基于AI的智慧校園建設(shè)及拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)等重要目標(biāo)的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃實(shí)施。學(xué)校充分利用人工智能技術(shù)積極探索人工智能與課堂教學(xué)及教育評(píng)價(jià)等領(lǐng)域的融合發(fā)展，通過(guò)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用推動(dòng)教育教學(xué)改革，創(chuàng)新評(píng)價(jià)工具；在強(qiáng)調(diào)科學(xué)化、規(guī)范化與信息化的同時(shí)更加凸顯智能化特征。

基于學(xué)?！笆奈濉卑l(fā)展規(guī)劃和智慧校園建設(shè)需求，學(xué)校完善了由校長(zhǎng)總負(fù)責(zé)，主管主任牽頭，信息學(xué)科教研組推進(jìn)，總務(wù)、財(cái)務(wù)有力支撐，面向全體師生，涉及教育、教學(xué)、辦公、安全、評(píng)價(jià)等多維度的學(xué)校智慧校園建設(shè)工作整體架構(gòu)。2022年，學(xué)校與北京市第八十中學(xué)建立人工智能聯(lián)盟合作伙伴，成立了“AI項(xiàng)目研究中心”，以項(xiàng)目實(shí)踐研究的方式開(kāi)展多學(xué)科、跨領(lǐng)域的智慧校園創(chuàng)新；2023年開(kāi)始，在全校1～6年級(jí)全面普及開(kāi)設(shè)人工智能校本課程，線上線下雙軌并行的智慧課堂教學(xué)模式趨于完善，基于AI的課堂教學(xué)評(píng)價(jià)體系正式啟動(dòng)并取得階段性實(shí)踐成果。

五育融合，打造AI課程項(xiàng)目研究院

北京明遠(yuǎn)教育書(shū)院實(shí)驗(yàn)小學(xué)在全校無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋、音視頻信號(hào)實(shí)時(shí)直播、基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)教室、VR數(shù)字教室等建設(shè)的基礎(chǔ)上，結(jié)合智慧校園實(shí)際需求，建設(shè)了兩間人工智能課程專用教室、六間AI課堂評(píng)價(jià)采集教室、六個(gè)人工智能輔助體育素質(zhì)訓(xùn)練場(chǎng)所等智慧校園硬件環(huán)境設(shè)施，為“人工智能+”時(shí)代的教育教學(xué)提供了服務(wù)支撐。同時(shí)，學(xué)校根據(jù)人工智能深度融合的特點(diǎn)，在學(xué)校“一體雙翼”（8大學(xué)科研究部+16個(gè)項(xiàng)目研究院）整體建設(shè)中，率先建立了“AI課程項(xiàng)目研究院”，以“分層培養(yǎng)，自主發(fā)展”的方式融合數(shù)學(xué)、生化、物理學(xué)部以及文綜學(xué)部等青年教師，組建人工智能骨干教學(xué)團(tuán)隊(duì)。

北京明遠(yuǎn)教育書(shū)院實(shí)驗(yàn)小學(xué)的AI課程指向“為黨育人，為國(guó)育才”的科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)。在人工智能技術(shù)正在迅速普及的今天，計(jì)算思維及編程能力正在成為信息素養(yǎng)內(nèi)涵的重要組成。學(xué)校著力構(gòu)建1～6年級(jí)的AI校本課程，以中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)首批院士、中國(guó)教育發(fā)展戰(zhàn)略學(xué)會(huì)常務(wù)理事及人工智能與機(jī)器人教育專業(yè)委員會(huì)常務(wù)副理事長(zhǎng)兼秘書(shū)長(zhǎng)韓力群教授編著的《中小學(xué)人工智能課程教學(xué)指南》為教學(xué)指南，重在培養(yǎng)學(xué)生的編程能力、機(jī)器人操控能力等人工智能技術(shù)或技能，并通過(guò)選修課、社團(tuán)的方式引領(lǐng)更多的學(xué)生了解新領(lǐng)域、新技術(shù)，以此提升學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

3125模型，創(chuàng)新AI教學(xué)新生態(tài)

聚焦拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)，北京明遠(yuǎn)教育書(shū)院實(shí)驗(yàn)小學(xué)創(chuàng)新性地提出了AI教學(xué)“3125模型”生態(tài)（圖1），即從三大意識(shí)理念、一堂問(wèn)學(xué)課堂、兩大教育場(chǎng)景、五大讀本板塊出發(fā)，不斷完善人工智能科普教育課程體系，推動(dòng)人工智能科普教育革新。

圖1? AI賦能的“3125模型”

1.樹(shù)立三大意識(shí)理念引領(lǐng)智慧教育

一是“天賦潛能觀”，學(xué)校樹(shù)立和堅(jiān)信“兒童或?qū)W生擁有學(xué)習(xí)人工智能的天賦和潛能”的自信意識(shí)；二是“學(xué)習(xí)主人觀”，在課堂教學(xué)、社團(tuán)活動(dòng)等實(shí)踐層面，教師確立和踐行“讓學(xué)生成為人工智能學(xué)習(xí)的小主人、讓學(xué)生成為人工智能創(chuàng)新的小主人”的主人意識(shí)；三是“激趣生態(tài)觀”，在中小學(xué)基礎(chǔ)教育階段，AI教育貴在營(yíng)造AI學(xué)習(xí)的課程開(kāi)發(fā)、課堂實(shí)踐、學(xué)習(xí)資源、社團(tuán)活動(dòng)、AI競(jìng)賽等AI教育生態(tài)鏈，并使學(xué)生在生態(tài)鏈的每個(gè)環(huán)節(jié)中都有動(dòng)手操作的學(xué)習(xí)活動(dòng)，從而保障學(xué)生對(duì)AI學(xué)習(xí)的濃厚興趣，樹(shù)立“在學(xué)生心田播下AI的種子，才能生根發(fā)芽、開(kāi)花結(jié)果”的生態(tài)意識(shí)。

2.建構(gòu)“問(wèn)學(xué)課堂”新模式，培育拔尖創(chuàng)新人才

學(xué)校以培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才為導(dǎo)向，利用人工智能技術(shù)賦能課堂教學(xué)變革（圖2），引領(lǐng)學(xué)生做“主人”，以學(xué)生“做學(xué)習(xí)的主人、做管理的主人、做創(chuàng)新的主人”為目標(biāo)，建構(gòu)了“問(wèn)學(xué)課堂”基本結(jié)構(gòu)：?jiǎn)?wèn)導(dǎo)標(biāo)—自學(xué)調(diào)控—內(nèi)化反饋—自主檢測(cè)—總結(jié)反思—問(wèn)題解決。立足“問(wèn)學(xué)課堂”，學(xué)生們踐行“三個(gè)小主人”，勵(lì)志“為中華之富強(qiáng)而讀書(shū)”，在“問(wèn)學(xué)課堂”中“明品立德”，在合作交流中“遠(yuǎn)知強(qiáng)體”。在具體實(shí)施“問(wèn)學(xué)課堂”時(shí)，聚焦五個(gè)方面：一是做“有問(wèn)題”的教師；二是創(chuàng)“有問(wèn)題”的設(shè)計(jì)；三是建“有問(wèn)題”的課堂；四是育“有問(wèn)題”的學(xué)生；五是探“有問(wèn)題”的評(píng)價(jià)。

3.課內(nèi)課外、校內(nèi)校外相結(jié)合，促成大數(shù)據(jù)分享

學(xué)校充分挖掘首都教育資源優(yōu)勢(shì)，積極主動(dòng)與高校、教育研究機(jī)構(gòu)、AI教育企業(yè)等進(jìn)行資源整合，尋求戰(zhàn)略合作、學(xué)術(shù)支持與互動(dòng)生成，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)共建共贏。

4.五大讀本板塊奠基未來(lái)信息技術(shù)人才

五大讀本指的是讀本編制的體例，學(xué)校從一年級(jí)到六年級(jí)編輯6冊(cè)讀本教材，每?jī)?cè)包含4個(gè)單元，每個(gè)單元2～3個(gè)課時(shí)，每課時(shí)包含5個(gè)結(jié)構(gòu)模塊，分別為“問(wèn)學(xué)單、智慧窗、區(qū)塊鏈、實(shí)踐園、創(chuàng)新地”。

AI問(wèn)學(xué)，構(gòu)建“生態(tài)式評(píng)價(jià)一體化”新體系

北京明遠(yuǎn)教育書(shū)院實(shí)驗(yàn)小學(xué)超前思考，積極謀劃，立足“教學(xué)評(píng)”一體化，造就新時(shí)代拔尖創(chuàng)新人才，構(gòu)建了前瞻性、有思維、可操作的“AI問(wèn)學(xué)生態(tài)涵養(yǎng)體系”（圖3），并以此營(yíng)造“兩大氛圍”。

圖3? AI問(wèn)學(xué)生態(tài)涵養(yǎng)體系

一是營(yíng)造“四課合一”的濃郁成長(zhǎng)氛圍，高標(biāo)引領(lǐng)AI賦能教師素養(yǎng)“雙進(jìn)階”。針對(duì)教育科研，學(xué)校倡導(dǎo)“課程、課堂、課題、課果”互動(dòng)生成“四課合一”的研究方式。在人工智能賦能基礎(chǔ)教育研究方面，學(xué)校已成為中國(guó)教科院未來(lái)實(shí)驗(yàn)室“基于AI賦能課堂評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)”的智慧教育實(shí)驗(yàn)學(xué)校，并且是子課題成員學(xué)校；學(xué)校還參與了北京大學(xué)教育學(xué)院教育技術(shù)系主任賈積有教授負(fù)責(zé)的國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金教育學(xué)（全國(guó)教育科學(xué)規(guī)劃）2022 年國(guó)家一般課題“基于大數(shù)據(jù)挖掘的學(xué)生智能評(píng)測(cè)和輔導(dǎo)研究”和北京師范大學(xué)基礎(chǔ)課程研究中心的“基于人工智能理念的小學(xué)數(shù)學(xué)‘問(wèn)學(xué)課堂的實(shí)踐研究”；同時(shí)，學(xué)校還參與了北京市規(guī)劃課題“指向青少年科學(xué)探究能力培養(yǎng)的初中跨學(xué)科項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)踐研究”、朝陽(yáng)區(qū)教育科學(xué)院重點(diǎn)規(guī)劃課題“人工智能賦能課堂教學(xué)提質(zhì)增效的實(shí)踐探索”等相關(guān)人工智能研究課題。此外，學(xué)校積極參與了人工智能賦能的課堂評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的前期標(biāo)準(zhǔn)工具表研制工作，為探索人工智能背景下的智慧校園建設(shè)奠定了一定的實(shí)踐與理論基礎(chǔ)。

二是營(yíng)造“四能融生”的校本研究氛圍，高端推進(jìn)AI賦能課堂教學(xué)“雙評(píng)價(jià)”。學(xué)?；凇敖虒W(xué)評(píng)一體化、家校社一體化、高大上一體化”策略，著手研究人工智能視域下的教育評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。一方面突出評(píng)價(jià)指標(biāo)體系多元化。即教育評(píng)價(jià)不僅關(guān)注認(rèn)知維度的學(xué)科知識(shí)和能力，而且重點(diǎn)考查學(xué)生的問(wèn)題解決能力、創(chuàng)新能力、社會(huì)責(zé)任感等非認(rèn)知品質(zhì)，是一種促進(jìn)學(xué)生德智體美勞全面發(fā)展的評(píng)價(jià)體系。另一方面突出評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)個(gè)性化。學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)評(píng)價(jià)依據(jù)學(xué)科核心素養(yǎng)，結(jié)合多元智能和人工智能等理論觀點(diǎn)和技術(shù)原理，既覆蓋學(xué)科素養(yǎng)的考查，也覆蓋多元智能及創(chuàng)新能力等維度的考查。學(xué)校與中國(guó)教科院未來(lái)實(shí)驗(yàn)室人工智能團(tuán)隊(duì)緊密合作，基于課堂教學(xué)中的課堂語(yǔ)言分析、課堂行為分析、課堂情感分析與課堂教學(xué)評(píng)價(jià)體系四大應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)全校課堂教學(xué)整體狀況及教師個(gè)人教學(xué)狀況進(jìn)行針對(duì)性分析，用質(zhì)量測(cè)評(píng)系統(tǒng)記錄在教育教學(xué)過(guò)程中存在的大量數(shù)據(jù)，有針對(duì)性地建立“人工智能課堂教學(xué)分析模型”。

通過(guò)近年來(lái)人工智能賦能智慧校園建設(shè)的探索與實(shí)踐，北京明遠(yuǎn)教育書(shū)院實(shí)驗(yàn)小學(xué)的管理者們不斷認(rèn)識(shí)到，AI進(jìn)校園既是歷史的偶然，也是歷史的必然，AI也正逐漸成為推進(jìn)智慧校園建設(shè)的一股強(qiáng)大力量。面向未來(lái)，我們將以更加開(kāi)放的姿態(tài)主動(dòng)適應(yīng)時(shí)代的變化，更加積極地開(kāi)展人工智能在智慧校園建設(shè)中的應(yīng)用，培養(yǎng)“人工智能+”時(shí)代合格的建設(shè)者和接班人。