“人工智能+教育”助力創新人才培養

李有毅

人工智能為未來教育的變革與發展創造了新的機遇，提供了無限可能;反之，教育也將為人工智能的發展提供持續動力。把握全球人工智能發展態勢，培養大批具有創新能力和合作精神的人工智能高端人才，是教育的重要使命。北京十二中是一所擁有80多年辦學歷程的學校，現已發展成為擁有6100多名在校生、610多名在編教職工、跨越幼小初高多個學段、一校多址的教育集團。北京十二中教育集團在“人工智能+教育”的實踐中，不斷加大現代技術在教育體系中的滲透率，著力提高創新人才面向智能時代的勝任力。

學校將人工智能引入中小學課堂，推動教材建設和課程建設，開展人工智能知識的普及和提升教育，為培養適應未來的創新型人才打下基礎。另一方面，學校對人工智能與教育的融合發展作了一些思考和探索，將未來的教育生態概括為“人工智能+教育”，利用深度學習、自適應學習、大數據等技術，開發智能教育助理，開展智慧校園建設，建立以學習者為中心的教育環境。

開發多元多樣課程，普及人工智能知識

《新一代人工智能發展規劃》提出，要在中小學階段設置人工智能相關課程，逐步推廣編程教育，將中小學開展人工智能科普教育作為國家人工智能重大戰略的重要組成部分?！镀胀ǜ咧行畔⒓夹g課程標準（2017版）》中的必修模塊1“數據與計算”設置人工智能相關內容，選擇性必修模塊“人工智能初步”專門講解人工智能原理與實踐。

基于上述指導，北京十二中結合國家課程、校本課程、綜合實踐課程的要求，在信息技術、通用技術課程中設計人工智能的教學內容，讓人工智能新技術和新知識進學科、進課程、進教材、進課堂、進教案、進學生頭腦。

以高中信息技術課程為例，人工智能模塊采用主題式教學，以微項目研究的方式進行教學成果的展示和評價，每個微項目耗時2～3課時。通過人工智能課程內容的學習，培養學生的信息意識、計算思維，提升信息素養。同時，這些課程也會幫助學生了解人工智能的研究和應用領域，培養學生在該領域發展的興趣和信心，為人工智能的未來發展儲備人才。

融合產業技術創新，創設智慧學習環境

北京十二中有良好的信息化建設基礎，是“全國現代教育技術實驗學?！薄叭珖逃畔⒒瘎撔聭孟蠕h學?！薄Ｔ诖嘶A上，學校借助融合了語音識別、文字識別、大數據、虛擬現實等智能信息技術的教育產品，創設網絡化、數據化、交互化、智能化學習環境。例如，口語訓練中，人工智能技術為每一位學生配備一個虛擬的口語助手，更好地指導學習。智能閱卷中，80%的文章可以機器自動評閱，節省大量重復模式化的時間。試卷講評中，大數據能指導教師有針對性地教，指導學生個性化地學。師生可以借助數據這一捕手，追蹤學習軌跡，分析學習情況，設置精準化、個性化的學習內容，提高教與學的效率和精度。

中高考改革的背景下，學校開設高中發展指導平臺，幫助學生進行心理分析、學力分析、學業分析、職業分析，完成系統的學業規劃和生涯規劃。學校還將物聯網技術逐步引入學生考勤、實驗室管理、圖書館管理等場景中，進行智能化識別、定位和管理，以滿足選科走班過程中教學組織的新需求。

北京十二中還從提高教育集團管理質量的角度出發，構建了集行政、教學、教研為一體的網絡管理平臺，包括課程管理、考試分析、教務管理、網上選課、學生綜合素質評價、教師人事檔案管理等內容，為集團各校區教育教學和教育管理提供智慧化的支撐。

構建深度學習模式，變革教與學的理念

智能時代的教育不僅要關注教學手段的“形變”，更要關注教與學的“質變”，重視探索創新人才培養模式、改革教學方法和教育評價體系，推動深度學習、人機協同，提升教師專業發展和人工智能教育技術的水平。

北京十二中經過長期探索，提出了“設問、解問、追問、新問”的課堂模式，培養學生問題解決的能力，即以科學合理的“設問”作為創建生態智慧課堂的基礎，以實施精準的“追問”啟迪師生的智慧，在共同“解問”和探究過程中提升學生思維品質，通過反思與激發引申“新問”，提升智慧課堂的境界。

在“四問”教學模式的基礎上，學校與北京師范大學王磊教授團隊合作開展高端備課項目，以學科核心知識及有效教學策略為研究內容，以主題單元整體教學為實施單位，以學生的認識發展效果為證據，開展促進學生核心認識和關鍵能力發展的實踐研究。

在人工智能的支持下，課堂上“設問-解問”的周期越來越短，“追問-新問”之間的跨越更加清晰可見。教師更多地關注教學過程中的元認知策略，教學評價也從關注成績到關注學科核心素養，促進教育從“為了知識的教育”到“通過知識獲得教育”深度轉變。

凝聚智慧教育力量，創新教育信息化應用

人工智能技術與教育的融合有無限的可能，僅憑一校之力的探索是遠遠不夠的。學校凝聚教育、科研、企業等領域的優質資源，加強創新協作，推動產學研用一體的智能教育技術發展。

2017年11月，北京市第十二中學與中國人民大學附屬中學、合肥市第八中學、西南大學附屬中學等12所中學共同發起成立推進教育信息化應用名校聯盟，由科大訊飛公司作支撐，以教育創新協作體的形式開展智能教育應用模式研究。2018年9月，聯盟通過表決新增天津實驗中學等14所學校作為理事單位。

聯盟先后承辦全國智慧教育新發展高峰論壇、全國新高考實施策略研討活動等，展示基于人工智能技術的智慧課堂、大數據精準教學、生涯規劃等內容。聯盟各校開展人工智能與教育融合創新發展的實踐探索，探討人工智能技術支持下的教育改革及創新人才培養的新模式，努力構建信息化技術外殼與教育內核真正融合的“智慧校園”的標桿。

北京十二中錢學森學校，聯手中國運載火箭技術研究院的專家團隊量身打造的六大科創課程，在其中“人臉圖像智能分析與識別”課程中，學生學習如何使用圖像傳感器獲取人臉特征信息、對特征信息分析和提取、建立信息數據庫、對比采集信息與數據庫信息、最終完成人臉識別的全過程，體驗人工智能技術讓“不可能”到“可能”的全過程。

以奮進之筆寫好“人工智能+教育”

作為教育領域中的一員，北京十二中教育集團也將繼續以奮進之筆寫好“人工智能+教育”。一是堅持以人為本與人機協同，利用人工智能推動創新人才培養模式變革，建立人機協同的教育、教學和治理體系，注重人工智能發展的人文性，促進人的知識技能與道德、情操、價值觀協同發展。

二是堅持多方合作與統籌發展，進一步推進教育信息化應用名校聯盟為代表的創新協作體模式，加大產學研用深度融合，縮短產品到應用的距離、彌補技術和現實的差距，以科技創新促進公平教育、終身教育、優質教育。

三是堅持信息安全與倫理規范，探索人工智能的法律解決方案和治理模式，處理好人機關系的倫理困境、個人隱私的濫用危機和新技術應用的數字鴻溝等，確保人工智能安全、可靠、可控，讓學生樹立人工智能應用道德規范，增強技術防范意識。

四是堅持觀念更新與能力提升，加強教師隊伍建設，培養教師實施智能教育的能力，幫助教師在觀念、態度、素養、能力等方面做好準備。引導教師既要利用好人機協同的教學便利，更要關注學生思維方式和核心素養的培養、教育科學和學習科學的研究，實現人工智能與教育的融合。

作者單位：北京十二中教育集團