浙江省人工智能教育探索與實踐

胡小杰

摘? 要 研究浙江省推進人工智能教育的政策導向和具體舉措，梳理總結人工智能教育和人工智能技術在教育教學中應用的主要形式，分析存在的問題，并對人工智能教育發展提出意見和建議。

關鍵詞 浙江省;人工智能;教育信息化;信息技術;智慧教育;機器人;編程教育;創新實驗室;大數據

中圖分類號：G434? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2019）03-0004-03

1 前言

人工智能作為信息技術的更高發展階段，毫無疑問會深層次推動教育教學改革和創新發展，進而給未來教育帶來機遇和挑戰。近年來，浙江省積極探索和實踐，努力推進人工智能技術在教育教學中的應用。

2 政策引導，統籌推進人工智能教育

強化信息技術課程教學? 人工智能作為現代信息技術的重要組成部分，開設相關課程內容進行基礎性教育勢在必行。浙江省作為全國首批高考改革試點省份，將信息技術納入高考“7選3”選考范圍。早在2014年，浙江省教育廳就將算法與程序設計納入信息技術課的選修課目之中，且從2018年起，浙江省信息技術教材編程語言從VB語言更換為人工智能標配語言Python，并將增加人工智能、大數據等相關領域的課程內容。

注重人工智能教育載體建設? 為深化課程改革，推進人工智能等信息技術應用，促進學生發展核心素養和學習內驅力的培養，自2014年以來，浙江省全面推進學科教室和創新實驗室建設，以豐富的學科資源和信息技術為支撐，延伸和拓展教學內容，創新教與學的方式，在中小學推廣編程教育、機器人教育等人工智能教育。截至2017年底，全省40%的中小學校建有創新實驗室。為進一步推進人工智能在教育教學中的應用，浙江省啟動建設100所教育機器人應用試點示范學校，通過示范引領，逐步推廣編程教育;同時，通過試點推動學校探索應用人工智能有關技術，不斷優化創新教育資源配置、學習環境、學習內容、教與學方式、教育評價和教育管理流程，提升教育信息化應用水平。

加強技術研究和推廣? 2017年12月，浙江省教育廳和有關人工智能科研機構建立戰略合作關系，探索“人工智能+教育”新模式，開展智能語音、智能閱卷和大數據技術等研究成果在浙江的應用試點和推廣，推進語音技術在浙江省教育教學中的應用，為中小學校建設智慧校園環境和實現基于技術的教育教學創新提供服務。2018年1月，浙江省基礎教育精準教學研究院成立，重點開展基于人工智能和大數據的精準教學、精準學習以及精準教研等方面研究，并逐步進行中小學人工智能教材編制、學生生涯規劃支持等。

3 點面結合，探索人工智能應用

中小學人工智能教育? 近年來，浙江省以編程教育和機器人教育為主線，推進中小學人工智能教育。杭州市上城區與下城區、金華蘭溪市、衢州市常山縣等地利用好好搭搭等在線編程教學平臺，在中小學校全面推廣編程教育，在開展大班教學、普及編程知識的基礎上，給學生充足的想象力發揮空間，支持學生實現創意。

浙江省級資助建設200余個機器人創新實驗室，在原有部分學校開展機器人競賽的基礎上，開展智能機器人拓展性課程教學，讓學生了解機器人各個傳感器的功能，學習編寫簡單的機器人控制程序，提高學生分析問題和解決問題的能力。溫州市、杭州市和嘉興市等地部分縣（市、區）利用虛擬機器人教學平臺，在中小學全面推行機器人教學。

同時，部分學校以創新實驗室為載體，開展人工智能研究性學習。如浙江大學附屬中學聯合浙江大學智能系統安全實驗室、計算機輔助設計和圖形學國家重點實驗室、光學國家重點實驗室、天學網等，開發相應選修課程并建設人工智能創新實驗室，通過智能機器人比賽、VR創客、3D建模等項目開展研究型學習。

人工智能技術應用

1）應用語音識別技術開展普通話和英語口語測試。應用語音識別技術讓學生更好地學習發音、語音語調、詞匯語法等，并能更加客觀地評估學生的口語水平。溫州市普通話水平測試打破傳統的“人人對話”、考試放錄音考聽力的模式，代之以“人機對話”，解決了人工評分中組織困難、成本高昂、評分標準難以統一等問題。寧波、溫州、嘉興等市將原來的中考英語聽力考試完善為聽說能力考試，并通過人機對話方式實施，更好地適應了現代英語測評的新要求，改變了以往中學生英語學習中存在的“啞巴英語”現象，提升學生的英語聽力和口語應用能力，提高英語教學質量。

2）應用人臉識別技術開展校園智能管理。人臉識別技術在不少學校的校園安防、班級管理等方面得到運用，代替了傳統的機械式管理方式，可以使教師從繁重的工作中解脫出來，把更多的精力投入創造性的教育工作中去。杭州市綠城育華親親學校、杭州第十四中學應用人臉識別技術實現學生刷臉進出學校，并以此完善訪客管理;浙江理工大學學生刷臉進圖書館借書;杭州第十一中學食堂實現學生刷臉支付。

3）應用教育服務機器人輔助教學與管理。教育機器人在教學和管理方面能夠分擔部分教師的職責，如應用教育服務機器人為學生提供學習輔助，自主對學生的作業、測驗進行評分，評估學生對知識要點的掌握情況。杭州市大禹路小學于2017年5月引入智能機器人并開展智能機器人運用及管理的實踐研究，如運用機器人開展晨檢，記錄學生在校表現，并進入課堂輔助教學活動，激發學生學習探究的興趣。浙江金融職業學院引入智能圖書管理員，能夠準確識別學生并根據學生的閱讀記錄個性化推薦書籍，還可以對話解答圖書館和圖書的有關問題。

4）應用大數據技術精準推送教育資源。大數據技術能夠基于學習者表現和知識掌握情況，為每個學習者按需推送個性化的學習內容、方法。2016年，浙江省承擔了中央電化教育館立項課題“基于省級教育資源公共服務平臺應用的大數據分析研究”，在該課題的引領下，依托之江匯教育廣場積極開展大數據研究與實踐，建成數據開放和采集、數據分析和數據可視化模塊，基于空間應用實現數據伴隨式采集;分析、挖掘海量靜態數據和行為數據，結合用戶屬性和用戶行為數據為每一位學習者精細畫像，初步實現教育資源精準推送和個性化搜索，實現教育資源應用數據可視化。

5）應用知識圖譜和機器學習開展自適應學習。人工智能可以提供自適應學習方案，不斷更新內容，具有高度的個性化服務。人工智能基于機器學習的推斷結果和海量數據集的消化和處理，完成任務并做出決定，從而更好地發現每一個學生不同的需求，然后量身定制其所需要的教育。衢州書院中學自2015年起，啟動基于大數據的初中學業水平診斷的課題研究，開發基于大數據的二維（知識+能力）教學質量診斷系統，按照“制定測評標準、形成測評工具、實施數據采集、分析數據樣本、促進行為改進”五個環節開展教學診斷。臺州市椒江區第二中學、浙江天臺赤城中學等學校應用自適應學習支持系統，在教學各環節向教師呈現學生水平差異性與個性，使教師獲得多層次、針對性的教學依據，從而調整教學進度和教學策略，并按知識能力圖譜自動引導學生進行微課學習以及有針對性的精準練習。

6）應用視覺識別和語義分析技術進行自動閱卷。應用視覺識別和語義分析技術進行智能評分、作文批改等，更加公平、高效，可以使教師從低附加值的簡單重復工作中自我解放。麗水第二高級中學應用智批改產品對英語作文實現機器批改，通過掃描上傳、專家定標、智能批改、人工復評、作文報告等程序，系統對考試作文情況進行詳細分析，并給出自動評分及批改詳情報告，促進因材施教。浙江外國語學院引進阿里AI批改中文試卷，僅數秒便能精確地圈出外國留學生作文的多詞、缺詞、錯詞和詞序錯誤等錯誤信息。浙江大學外語學院與企業聯合開發英語作文評閱系統，并在浙江大學、浙江工商大學、浙江理工大學等10余所高校試用，避免了人工閱卷的主觀性，極大降低了教師的工作量。

7）應用數據采集和動作捕捉技術開展教師教學行為評價。應用數據采集和動作捕捉技術可以拓展教師的能力，以促進創建相互協作的學習環境。紹興市柯橋區、麗水市云和縣在TEAM Model智慧型教室的基礎上，通過HiTeach互動教學系統自動記錄課堂教與學行為數據，并自動生成教學行為分析報告，幫助教師自我反思和提高。

4 推進人工智能教育過程中存在的問題

浙江省積極探索推進人工智能在教育教學中的應用，著力服務于智慧教育發展，已取得初步成效，但也遇到一些共性問題。

技術產品本身有待完善? 教育與金融、醫療等其他領域不同，其本身是一個十分復雜的過程，每個地區的教材，每個學校的教學組織，每個教師的教學方法，以及每個學生的學習狀況、接受程度、學習速度、擅長學科都不相同，教育不允許試錯，且人工智能技術在使用中還應關注倫理、過度依賴和網絡安全等問題。

有關教學的有效數據不足? 人工智能技術的使用需要大量數據來訓練模型，特別是教學環節的大量數據，而由于人工智能教育仍處于早期發展階段，教育大數據的采集目前還遠遠不夠，沒有深度數據集也就無法進行深度的數據挖掘。

可復制推廣的應用不多? 人工智能教育和人工智能技術應用在部分地區和部分學校開展了試點并逐步完善和推廣，但很多應用仍存在應用門檻高、用戶體驗差、運行不穩定、效果不明顯等問題，還難以推廣應用。

教師應用能力有待提高? 人工智能技術在教育教學中的應用，對教師的信息技術素養提出新的要求，教師的應用能力特別是應用人工智能開展教育教學的能力仍有待普遍提高。

5 進一步推進人工智能教育應用的思考

人工智能是引領未來的戰略性技術，也是浙江省智慧教育發展中的重要內容。浙江省以實施《教育信息化2.0行動計劃》為契機，大力推進人工智能技術在教育教學中的應用，積極探索和推進精準教學和管理，培養適合時代發展需求的創新型人才。

推廣人工智能教育? 逐步推進把人工智能的內容列入基礎性課程和必修課程，開發適合中小學生的人工智能課程和配套資源，通過整合信息技術課程、開設拓展性課程等多種方式推進人工智能科普教育，讓學生對人工智能學科研究范疇形成初步概念，了解人工智能的實際應用;繼續推廣編程教育，通過寓教于樂的編程教學軟件、教育游戲以及機器人教學，激發學生的學習內驅力，培養學生的程序思維和解決實際問題的能力。

推進試點示范建設? 深入開展智能教育試點示范學校建設，省級建設100所教育機器人應用試點示范校和100所精準教學示范校，鼓勵市、縣（市、區）和學校廣泛應用人工智能技術開展教育管理和教學試點創新，組織開展人工智能技術應用培訓和案例展示活動，加強成果總結和推廣，充分發揮優秀試點的示范帶動作用，形成以點帶面、共同進步的工作氛圍和發展態勢，加快人工智能技術應用進程，服務信息時代的教育改革和發展。

加強技術應用研究? 系統深入地開展人工智能技術和教育教學的融合研究，推動人工智能在教學、教育管理、教育服務過程中的融合應用，建設浙江省大數據精準教學平臺，建立覆蓋全省典型中小學校的大數據采集系統，利用智能技術支撐人才培養模式的創新、教學方法的改革、教育治理能力的提升，將教師和學生從低效重復的工作中解放出來，推進精準教學、管理和評價，促進學生個性化發展。

人們都說“未來已來”，但人工智能對教育的深層次影響才剛剛顯現。隨著技術的不斷發展，人工智能將給未來教育帶來深刻變革，改變教學內容、教學組織管理、教學方式和教學評價，使學習更加個性化、靈活、豐富和有趣。