AI賦能智慧校園建設的實踐與思考

陳春紅 康毅

2024年，全國兩會政府工作報告中一個新關鍵詞引發(fā)熱議——“人工智能+”行動，這是“人工智能+”首次被寫入政府工作報告中。教育，關系民生，與每一個家庭息息相關；教育，關乎未來，與國家的命運緊密相連。我國人工智能的蓬勃發(fā)展正在為各行各業(yè)帶來全新賦能，“人工智能+”行動為教育發(fā)展帶來了新的機遇與挑戰(zhàn)。教育部部長懷進鵬指出，對于教育系統(tǒng)來說，人工智能是把“金鑰匙”，它不僅影響未來的教育，也影響教育的未來。那么，“人工智能+”時代，學校何為？

北京明遠教育書院實驗小學地處北京市朝陽區(qū)望京地區(qū)，五址辦學，“辦好百姓身邊的明遠教育”是學校辦學的不懈追求。隨著人工智能和元宇宙時代的迅猛發(fā)展，學校深刻地認識到，AI不僅是技術，也不只是賦能，其“創(chuàng)新”本質的生態(tài)涵養(yǎng)，才是強國建設、民族復興不竭的動力源泉和永恒的價值追求。為此，學校積極探索AI賦能學校教育生態(tài)，著力構建培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才的新途徑。

科學謀劃，做好頂層設計與規(guī)劃

北京明遠教育書院實驗小學以《北京市“十四五”發(fā)展規(guī)劃》及《朝陽區(qū)“十四五”發(fā)展規(guī)劃》為引領，制定了《北京明遠教育書院實驗小學“十四五”發(fā)展規(guī)劃及二O三五遠景目標》，總體構建“三步四段十五年”發(fā)展規(guī)劃路線圖。特別是學校將“雙減”目標、AI賦能的智慧校園建設及拔尖創(chuàng)新人才的培養(yǎng)均納入學校“十四五”規(guī)劃及2035遠景發(fā)展目標中，以實施學校教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動來保障基于AI的智慧校園建設及拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)等重要目標的長遠規(guī)劃實施。學校充分利用人工智能技術積極探索人工智能與課堂教學及教育評價等領域的融合發(fā)展，通過大數(shù)據(jù)的應用推動教育教學改革，創(chuàng)新評價工具；在強調科學化、規(guī)范化與信息化的同時更加凸顯智能化特征。

基于學校“十四五”發(fā)展規(guī)劃和智慧校園建設需求，學校完善了由校長總負責，主管主任牽頭，信息學科教研組推進，總務、財務有力支撐，面向全體師生，涉及教育、教學、辦公、安全、評價等多維度的學校智慧校園建設工作整體架構。2022年，學校與北京市第八十中學建立人工智能聯(lián)盟合作伙伴，成立了“AI項目研究中心”，以項目實踐研究的方式開展多學科、跨領域的智慧校園創(chuàng)新；2023年開始，在全校1～6年級全面普及開設人工智能校本課程，線上線下雙軌并行的智慧課堂教學模式趨于完善，基于AI的課堂教學評價體系正式啟動并取得階段性實踐成果。

五育融合，打造AI課程項目研究院

北京明遠教育書院實驗小學在全校無線網絡覆蓋、音視頻信號實時直播、基礎計算機教室、VR數(shù)字教室等建設的基礎上，結合智慧校園實際需求，建設了兩間人工智能課程專用教室、六間AI課堂評價采集教室、六個人工智能輔助體育素質訓練場所等智慧校園硬件環(huán)境設施，為“人工智能+”時代的教育教學提供了服務支撐。同時，學校根據(jù)人工智能深度融合的特點，在學校“一體雙翼”（8大學科研究部+16個項目研究院）整體建設中，率先建立了“AI課程項目研究院”，以“分層培養(yǎng)，自主發(fā)展”的方式融合數(shù)學、生化、物理學部以及文綜學部等青年教師，組建人工智能骨干教學團隊。

北京明遠教育書院實驗小學的AI課程指向“為黨育人，為國育才”的科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)。在人工智能技術正在迅速普及的今天，計算思維及編程能力正在成為信息素養(yǎng)內涵的重要組成。學校著力構建1～6年級的AI校本課程，以中國人工智能學會首批院士、中國教育發(fā)展戰(zhàn)略學會常務理事及人工智能與機器人教育專業(yè)委員會常務副理事長兼秘書長韓力群教授編著的《中小學人工智能課程教學指南》為教學指南，重在培養(yǎng)學生的編程能力、機器人操控能力等人工智能技術或技能，并通過選修課、社團的方式引領更多的學生了解新領域、新技術，以此提升學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。

3125模型，創(chuàng)新AI教學新生態(tài)

聚焦拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標，北京明遠教育書院實驗小學創(chuàng)新性地提出了AI教學“3125模型”生態(tài)（圖1），即從三大意識理念、一堂問學課堂、兩大教育場景、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，推動人工智能科普教育革新。

圖1? AI賦能的“3125模型”

1.樹立三大意識理念引領智慧教育

一是“天賦潛能觀”，學校樹立和堅信“兒童或學生擁有學習人工智能的天賦和潛能”的自信意識；二是“學習主人觀”，在課堂教學、社團活動等實踐層面，教師確立和踐行“讓學生成為人工智能學習的小主人、讓學生成為人工智能創(chuàng)新的小主人”的主人意識；三是“激趣生態(tài)觀”，在中小學基礎教育階段，AI教育貴在營造AI學習的課程開發(fā)、課堂實踐、學習資源、社團活動、AI競賽等AI教育生態(tài)鏈，并使學生在生態(tài)鏈的每個環(huán)節(jié)中都有動手操作的學習活動，從而保障學生對AI學習的濃厚興趣，樹立“在學生心田播下AI的種子，才能生根發(fā)芽、開花結果”的生態(tài)意識。

2.建構“問學課堂”新模式，培育拔尖創(chuàng)新人才

學校以培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才為導向，利用人工智能技術賦能課堂教學變革（圖2），引領學生做“主人”，以學生“做學習的主人、做管理的主人、做創(chuàng)新的主人”為目標，建構了“問學課堂”基本結構：啟問導標—自學調控—內化反饋—自主檢測—總結反思—問題解決。立足“問學課堂”，學生們踐行“三個小主人”，勵志“為中華之富強而讀書”，在“問學課堂”中“明品立德”，在合作交流中“遠知強體”。在具體實施“問學課堂”時，聚焦五個方面：一是做“有問題”的教師；二是創(chuàng)“有問題”的設計；三是建“有問題”的課堂；四是育“有問題”的學生；五是探“有問題”的評價。

3.課內課外、校內校外相結合，促成大數(shù)據(jù)分享

學校充分挖掘首都教育資源優(yōu)勢，積極主動與高校、教育研究機構、AI教育企業(yè)等進行資源整合，尋求戰(zhàn)略合作、學術支持與互動生成，進而實現(xiàn)共建共贏。

4.五大讀本板塊奠基未來信息技術人才

五大讀本指的是讀本編制的體例，學校從一年級到六年級編輯6冊讀本教材，每冊包含4個單元，每個單元2～3個課時，每課時包含5個結構模塊，分別為“問學單、智慧窗、區(qū)塊鏈、實踐園、創(chuàng)新地”。

AI問學，構建“生態(tài)式評價一體化”新體系

北京明遠教育書院實驗小學超前思考，積極謀劃，立足“教學評”一體化，造就新時代拔尖創(chuàng)新人才，構建了前瞻性、有思維、可操作的“AI問學生態(tài)涵養(yǎng)體系”（圖3），并以此營造“兩大氛圍”。

圖3? AI問學生態(tài)涵養(yǎng)體系

一是營造“四課合一”的濃郁成長氛圍，高標引領AI賦能教師素養(yǎng)“雙進階”。針對教育科研，學校倡導“課程、課堂、課題、課果”互動生成“四課合一”的研究方式。在人工智能賦能基礎教育研究方面，學校已成為中國教科院未來實驗室“基于AI賦能課堂評價標準”的智慧教育實驗學校，并且是子課題成員學校；學校還參與了北京大學教育學院教育技術系主任賈積有教授負責的國家社會科學基金教育學（全國教育科學規(guī)劃）2022 年國家一般課題“基于大數(shù)據(jù)挖掘的學生智能評測和輔導研究”和北京師范大學基礎課程研究中心的“基于人工智能理念的小學數(shù)學‘問學課堂的實踐研究”；同時，學校還參與了北京市規(guī)劃課題“指向青少年科學探究能力培養(yǎng)的初中跨學科項目式學習實踐研究”、朝陽區(qū)教育科學院重點規(guī)劃課題“人工智能賦能課堂教學提質增效的實踐探索”等相關人工智能研究課題。此外，學校積極參與了人工智能賦能的課堂評價標準的前期標準工具表研制工作，為探索人工智能背景下的智慧校園建設奠定了一定的實踐與理論基礎。

二是營造“四能融生”的校本研究氛圍，高端推進AI賦能課堂教學“雙評價”。學校基于“教學評一體化、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價標準。一方面突出評價指標體系多元化。即教育評價不僅關注認知維度的學科知識和能力，而且重點考查學生的問題解決能力、創(chuàng)新能力、社會責任感等非認知品質，是一種促進學生德智體美勞全面發(fā)展的評價體系。另一方面突出評價標準個性化。學生學科素養(yǎng)評價依據(jù)學科核心素養(yǎng)，結合多元智能和人工智能等理論觀點和技術原理，既覆蓋學科素養(yǎng)的考查，也覆蓋多元智能及創(chuàng)新能力等維度的考查。學校與中國教科院未來實驗室人工智能團隊緊密合作，基于課堂教學中的課堂語言分析、課堂行為分析、課堂情感分析與課堂教學評價體系四大應用場景，對全校課堂教學整體狀況及教師個人教學狀況進行針對性分析，用質量測評系統(tǒng)記錄在教育教學過程中存在的大量數(shù)據(jù)，有針對性地建立“人工智能課堂教學分析模型”。

通過近年來人工智能賦能智慧校園建設的探索與實踐，北京明遠教育書院實驗小學的管理者們不斷認識到，AI進校園既是歷史的偶然，也是歷史的必然，AI也正逐漸成為推進智慧校園建設的一股強大力量。面向未來，我們將以更加開放的姿態(tài)主動適應時代的變化，更加積極地開展人工智能在智慧校園建設中的應用，培養(yǎng)“人工智能+”時代合格的建設者和接班人。