
隨著人工智能浪潮席卷全球,并融入千行百業和百姓生活,傳統的教育模式也正在面臨極大挑戰,探索人工智能賦能教育變革升級,成為當務之急。
作為全國教育風向標,北京加快探索人工智能賦能教育發展步伐。今年5月,北京市教委選取首批25所中小學試點學校,在智能作業、輔導答疑、教學行為分析、英語伴學、智慧備課及教學管理、虛擬數字人問答等10余個場景啟動教育領域人工智能試點應用。這不僅讓學校治理更加智能,也讓“教”與“學”有了更多新樣態。
試點學校是如何推動人工智能與教學實踐深度融合的?人工智能時代教育應該培養什么樣的人才?《中國經濟周刊》記者日前走訪了位于東城、西城、朝陽三區的4所北京市人工智能試點校,并專訪了4所中學的校長,暢談人工智能時代的“教”與“學”。

隨著ChatGPT等生成式人工智能技術的快速進步,教育成為受影響較大領域之一。對學校而言,提供什么樣的教育才能順應時代的挑戰?北京市第二中學校長周傳章的回答簡潔明了:“用數據賦能精準化教學,用數據賦能學生全面發展和可持續發展。”
北京市第二中學(以下簡稱“北京二中”),位于北京市東城區,學校前身是清朝左翼宗學,創建于1724年。在去年入選北京市智慧校園示范校之后,今年5月又成為北京市25所人工智能應用試點校之一。北京二中智慧校園建設“智”在何處?都進行了哪些探索?未來還將有哪些前瞻性布局?
走進北京二中,恰逢開學季,校園裝點一新。在辦公樓外墻上鑲嵌著的“讓教育充滿思想、讓思想充滿智慧”的標語,透溢著北京二中的教育理念。站在300年的歷史積淀之上,北京二中又該如何發展?
“我們將建立以教育大數據為核心的學校治理體系,將物理空間和虛擬空間相融合,包括學習環境建設、信息化設備應用、教學方式變革和現代學校治理等多個要素,建設以學生個性化終身學習為目標的教育體系,建設新型的教育生態。”周傳章對《中國經濟周刊》記者說。
北京二中的智慧校園,作為技術變革的重要組成部分,極大地改變了傳統的教學模式和學習方式。
在語文課上,學生輸入幾個關鍵詞,就能讓機器生成不同風格的古詩文,進而與自己創作的詩文作比較。在數學課上,學生利用人工智能,衡量在多維空間中兩點之間的絕對距離,更好地理解歐式距離的概念。在物理課上,學生利用智能互動屏幕,模擬沒有任何阻力下的自由落體運動……這是北京二中為學生構建的智慧教學環境。
“近年來,北京二中不斷嘗試打破傳統課堂的邊界,進一步優化教學模式,提高學生學習興趣、課堂參與度和教學效率,從而推動學生核心素養的提升,支撐學生德智體美勞全面發展?!敝軅髡抡f。
人工智能與教學實踐深度融合,是否意味著傳統刷題式教育將無優勢可言?周傳章表示,人工智能在對學生進行精準化指導方面有一定價值。
“學校的人工智能建立在對學生分析的大數據基礎上,如果學生考試總是在某一類題型上出錯,系統會自動提供數據,并給出相應的知識點和訓練問題,在老師遴選問題后,系統可以有針對性地分發給相應的學生進行訓練,一定程度上能減少學生盲目大量反復刷題?!敝軅髡抡f。
探索人工智能,硬件基礎設施必不可少。截至目前,北京二中已建設的實驗室有:信息技術教室、技術與設計室、數字化物理/化學實驗室、未來工程師實驗室、機器人工作室、人工智能實驗室( 基于語言處理的大模型AI 實驗室);正在推進以工程項目為核心的軟硬件相結合(傳感器、智能感知與處理、輸出與控制等)的人工智能實驗室、智慧體育、智慧教室等,希望借此探索拔尖創新人才的培養。
“未來,不能把技術或人工智能看作一門課程,而是要與拔尖創新人才培養深度結合。”周傳章表示。
與未來的人才成長相結合,北京二中已做好布局:初中部通過傳統的勞動課程、信息技術、科學課程、電子技術、單片機技術、數字化物理實驗等,了解技術規范與場景,通過編寫程序與簡單算法,以邏輯判斷的方法解決真實情境下問題。
高中部通過學科整合,給予更多的課時,由算法思維向數據思維邁進,通過采集大量數據,并將這些數據放到神經網絡算法中去訓練與驗證,來研究預測的結果。
“利用人工智能探索綜合學科拔尖創新人才培養,不僅能夯實學生解決問題的創新能力,同時具備將創新想法轉變為實際工程作品的物化能力,形成‘做中學’‘做中思’的‘學思合一’‘創做’機制,為學生提供更加全面和實踐導向的教育體驗。”周傳章說。
北京二中在人工智能領域的發展由來已久。早在2002年,北京二中已經完成數字校園的一期建設,初步形成網絡化和數字化有機結合的教育環境。
2019年9月,北京二中成為首批“中央電教館中小學人工智能教育實驗學校”。近年來,學校逐步形成了人工智能課程體系的建立和創新人才的培養模式。
如今,智慧校園已經逐漸成為北京二中重要的組成部分。智慧教學系統、智慧教室、智慧體育、校園物聯網技術、人工智能技術、大數字清洗提取等技術,在全面提升學校信息化水平的同時,為教師教學和學生學習創造出更好的環境。
在周傳章看來,人工智能進入校園,不能僅僅是一種輔助手段,應該成為引領教育和學習方式變革的模式。
“個性化教育是教育改革的必然趨勢。‘智慧教育’是改變傳統的教學模式和學習方式,打造以學生為中心、實現個性化教育目標的教育體系,可以實現新型的教育生態?!敝軅髡抡f。
不僅如此,在周傳章看來,人工智能不能僅僅停留在輔助學生層面,更多的是要讓學生接觸人工智能,學會人工智能,讓人工智能成為解決復雜問題的工具,掌握未來社會的重要技能,畢業后能真正走向社會。
“這才是人工智能的價值所在?!敝軅髡卤硎尽?/p>

在人工智能時代,教育面臨的挑戰與機遇前所未有?!叭斯ぶ悄軙r代不僅深刻改變了社會,也對我們的教育體系提出了全新的要求?!北本┦械谝黄咭恢袑W校長熊勁接受 《中國經濟周刊》記者采訪時表示。
北京市第一七一中學(以下簡稱“北京一七一中學”)位于東城區,是北京市示范性普通高中,目前師生近4000人。近年來,北京一七一中學主動作為,著力打造AI賦能教育新樣態,數智助推高質量發展,走出了一條具有一七一特色的發展之路。
AI時代,過去的人才標準是否不再適用?熊勁給出了肯定答復:“當然。過去的人才標準往往側重于知識量與應試能力,但在AI時代,這樣的標準顯然已不足以支撐學生的長遠發展。我們需要培養的是具備創新思維、批判性思維、跨學科能力以及良好人文素養的復合型人才?!?/p>
從學習方法上,熊勁認為:“我們需要鼓勵學生從被動接受知識轉向主動探索、實踐和創新。通過項目式學習、探究式學習等方式,讓學生在解決實際問題的過程中,不僅掌握知識,更學會如何學習、如何思考?!?/p>
在教育方式上,熊勁認為亦需要進行深刻的變革。在他看來,教育方式變革主要體現在以下幾個方面:加強信息技術與教育教學的深度融合,利用AI技術為學生提供個性化學習路徑;注重培養學生的自主學習能力、合作能力和創新能力;以及構建更加開放、靈活、多元的教育生態系統,讓不同背景、不同需求的學生都能找到適合自己的成長路徑。
針對今年5月北京市教委公布的首批25所人工智能教育基地試點學校,熊勁表示,這一舉措不僅體現了教育部門對人工智能教育的高度重視,也預示著未來教育將更加注重培養學生的科技素養和創新能力。
“這一變化無疑會對教學方式產生深遠的影響,試點學校將有機會率先探索和實踐人工智能與教育教學深度融合的新模式、新方法,為全市乃至全國的教育改革提供寶貴經驗和示范?!毙軇耪f。
在北京市教委公布的10余個人工智能試點應用場景中,北京一七一中學選擇了適合學校特點的應用場景。
“我們正在應用的人工智能產品集中在智能作業、教學行為分析、英語伴學、智慧備課、智慧體育、教學管理、心理健康伙伴等多個場景。”熊勁向記者詳細介紹了北京一七一中學正在應用的人工智能場景。
在智慧備課和教學管理方面,創建大數據精準教研中心示范基地,借助大數據精準教研平臺,開展數字化教研實踐研究。
在課堂行為分析方面,課堂創新研究中心借助同步課堂平臺,形成了集跨時空教學巡視、教師課堂發展、學生個性化學習指導的課堂管理模式。
此外,北京一七一中學也在不斷開拓新的人工智能應用場景。“新學年我們投入使用的‘心理小屋’‘數智作業’ ‘智慧英語聽說’‘智慧操場’等在德、智、體三方面的智能融合應用項目,旨在通過多場景應用和人工智能賦能課堂的創新實踐,激發教師創新思維,讓AI真正成為教師教學的助手、學生學習的伙伴?!毙軇疟硎尽?/p>8n2E7PYeoVLseJ526dPizw==
除了AI輔助教學,北京一七一中學還開設了相關的人工智能課程。
“我們秉承的是‘大眾+小眾’的科技教育理念,大眾即全體學生,小眾即拔尖學生。通過基礎性課程、提高性課程、競賽性課程三級課程體系,完成學生信息素養的提升以及高精尖人才的培養,并在內容上向人工智能領域擴充,使得學生在成長過程中能夠接受不同程度的人工智能教育。”熊勁說。
基礎性課程主要依托信息科技(技術)課程等,面向學生開展普及型人工智能課程;提高性課程依托學校金鵬科技團建設,面向學有余力的學生開展項目式教學;競賽性課程以拔尖培養類課程為平臺,內容結合機器人競賽項目及科技創新拓展類項目、信息學競賽展開,為學生創造豐富的競賽機會。
值得一提的是,在人工智能賦能教育的道路上,北京一七一中學已斬獲多項榮譽和成果:先后獲得教育部網絡學習空間優秀學校、全國十佳科技教育創新學校、全國青少年科技教育工作者培訓與實踐基地、北京市金鵬科技團等幾十項榮譽稱號,被清華大學、北京大學等多所著名高校授予“優質生源基地校”。
針對目前一些學校的人工智能教育還停留在輔助教學層面,熊勁表示:“人工智能教育的目的是發展人的創造性,但人的創造性不是一蹴而就的。因此,人工智能教育至少分為三個遞進層次:學會如何利用人工智能、制造人工智能、創造人工智能?!?/p>
談到北京一七一中學未來人工智能教育的發展,熊勁信心十足:“老師們都已感受到‘未來已來’,并積極探索人工智能對教育教學工作的改變,做到主動擁抱人工智能,打造面向未來的好教育?!?/p>

走進位于北京市西城區育新街2號的北京市第十五中學(以下簡稱“北京十五中”),智慧校園布局隨處可見。
每間教室門口掛著一塊智慧班牌,實時更新當前課程信息、班級活動信息、學校的通知信息和出勤情況;教師利用智慧筆教學系統精準掌握學情,作出更有效的形成性評價,提供更精準的教與學資源……
不經意間,人工智能已經融入北京十五中的日常教學,為傳統教育帶來全新體驗。校長譚小青接受《中國經濟周刊》記者采訪表示:“近年來,我們以‘人工智能+’為主要手段,圍繞課堂教學、精準作業、自主學習、教育評價、教師研修、管理服務等核心場景,推動‘以智助教’,驅動教育教學方式變革,提升育人水平?!?/p>
北京十五中始終注重學生創新能力的培養,曾獲得“全國青少年人工智能活動特色單位”的殊榮。
以筑真人文“科·創”課程群中開設的智能控制課程為例,該課程吸引了眾多學生的參與,智能調料盒、智能三角警示牌等學生作品,更是體現了學生對日常生活的思考。
“智能調料盒源自一位學生對家長經常在做飯時放錯調料的困惑,他想到有這個問題的不僅僅是自己家,于是產生了這個發明創意;智能三角警示牌則源于學生對二次事故的反思,學生希望設計一個可以發光、隨意移動的三腳架,避免車禍或汽車故障后的二次事故。”譚小青說。
觀看學??平淌艺钩龅囊幌盗谐晒?,記者不僅驚訝于人工智能相關課程開設后,相關發明的創意與學生研發能力,更驚訝于這些學生能夠推己及人,意識到自己對社會和他人也負有責任。
“我希望學校的人工智能課程不僅能培養學生科學的理性,更能培養善良的人性,讓學生們發現自己的智慧、創造力是無法被任何機器所替代的,意識到人類的核心價值永遠不會因為技術變革而消失?!弊T小青表示。
教育部印發的《關于實施第二批人工智能助推教師隊伍建設行動試點工作的通知》,明確提出“提升教師智能教育素養”的要求。
而數字素養是智能時代教師的關鍵素養,更是深入推進教育數字化轉型的核心保障?!拔覀儗W校利用各種契機,比如:數字平臺使用培訓、線上教學、數字化教學實驗、教師信息技術應用能力提升工程2.0項目等,開展了系列融合應用培訓,有效促進了師生數字素養與技能的提升?!弊T小青表示。
在AI智能備課平臺培訓方面,2024年暑假前后,北京十五中依托人工智能試點學校、數智學習項目等工作,開展TeacherIn、星火教師助手、智慧筆的使用培訓,進一步深化人工智能在學校教育教學工作中的應用。
“人工智能帶來了教學方法的革新和個性化教學的可能。AI作為一個強大的輔助工具,幫助教師卸下了一些不必要的工作負擔,從而有更多精力關注那些教學層面更重要的事情;在人工智能教育時代,我們不僅要有意識地用新技術武裝自己,更需要有讓工具‘為我所用’的教育智慧?!弊T小青說。
北京十五中,處處體現著人工智能教育發展的新模式。
先來看“智慧筆”進課堂。這是將AI技術與化學、地理課程教學有機結合,借助“一教一學”平臺和智慧筆,通過課堂互動共享,作出更有效的形成性評價,提供更精準的教與學資源,讓AI賦能于課堂教學改革,幫助學生澄清認識誤區,進一步深入理解化學實驗、地理知識背后的原理,實現自我建構、不斷提升,促進學習方式的轉變。
再來看“智能備課”進備課組。TeacherIn、星火教師助手進駐語文、物理、政治備課組,通過AI賦能,實現高效備課與資源共享,解決教師備課中的個性化問題,并通過對AI不斷地訓練與優化,實現人機共同成長。
譚小青表示,近年來,學校在課堂教學、作業管理、學生自主學習等方面都進行了人工智能技術的融合,如數智紙筆、網絡閱卷、AI英語終端三位一體(訓練、檢測、課堂)使用,實現大數據精準教學。
人工智能的使用和發展,無疑會給未來的教育教學帶來巨大變革。對此,譚小青表示,未來教育的特征將會是個性化、無邊界、學習中心、人機協同的一種模式,主要在五個方面實現“突破”,即在資源供給上突破、在課堂教學上突破、在評價體系上突破、在管理機制上突破、在個性發展上突破。
“可以預見人工智能時代,學生的自主學習、實踐、創新能力,將是未來工作和生活中的核心競爭力。隨著人工智能的使用和普及,在創新教育方式的同時,也必將激發學生對人工智能技術的興趣和學習熱情,有助于提升學生的學習動力和探索精神?!弊T小青說。

在人工智能時代,我們的教育方式是否需要改變?針對這一問題,北京市第八十中學(以下簡稱“北京八十中”)校長任煒東的回答非常直接:“人工智能正在打造未來教育的新形態?!?/p>
北京八十中,位于北京市朝陽區,創建于1956年,1978年被認定為北京市重點中學和北京市對外開放單位,2003年成為北京市示范性普通高中。繼今年2月被教育部認定為中小學人工智能教育基地,5月又作為北京市25所人工智能應用試點校之一,北京八十中有何過人之處?他們是如何在教學中激發學生的創新精神和培養學生的實踐能力?又怎樣讓人工智能賦能教育,使學生更加主動地學、老師更加創造性地教?
人工智能技術的發展,使得教育正在經歷一場深刻變革。
“這種變革的核心在于教育目標的調整,從傳統的知識傳授和技能培養轉向更加注重學生的創新能力、復雜問題解決能力以及適應社會快速變化的終身學習能力?!比螣槚|對《中國經濟周刊》記者說,從工業時代到智能時代,教育更強調人的個性化發展,而人工智能確實能讓“因材施教”的育人理念成為可能。
然而,當下存在的教育“內卷”,顯然與“因材施教”相悖。AI是否有辦法解決教育“內卷”的現狀?
任煒東的回答是肯定的:“通過人工智能,學??梢蕴岣呓虒W效率、實施個性化教學、實時反饋以及創新教育模式等,一定程度上能夠改變目前教育‘內卷’的學習方式,把老百姓常說的教育‘內卷’變成教育‘外展’,為教育帶來革命性的變化。”
AI對教育帶來的變化,還體現在師生關系的改變上。任煒東認為,過去,教育教學中師生之間是二元結構,如今在人工智能時代,已經從二元結構演化成師、機、生三元結構,涉及老師、學生和虛擬教師、虛擬學生等四者關系。
“因此,未來教育核心的特點就是師、機、生互教互學,虛實一體、個性伴隨。‘獨學而無友,則孤陋而寡聞’——可能是未來學生學習的全新場景?!比螣槚|說。
“一人一天地,一木一自然——讓校園里的每一個生命因教育而精彩”,這是北京八十中的教育理念。在這兒,學生們可以盡情地在校園里探索、學習。
2019年以來,北京八十中學生屢獲科創佳績,創造人工智能小發明方案200余項,獲全國明天小小科學家、全國青少年科技創新大賽等省市級以上獎項61人次,省級以上信息奧賽獲獎98人次,11人獲得實用新型專利……
這些榮譽是北京八十中拔尖創新人才培養最直觀的成果展現。早在2016年,北京八十中就建立了智能與人機交互實驗室,目前學校共11間人工智能相關實驗室,擁有3D打印機、未來之星智能機器人等80余臺,人工智能設備設施完全滿足學生進行人工智能學習、體驗、實驗等需求。
為推進育人方式改革,近年來,北京八十中以教育數字化為突破口,有效支撐教、學、考、評、管、研等全場景應用,整合各方資源,全力打造符合“教學個性化、教研協同化、評價多元化、治理精細化”的現代化教學環境。
“教育數字化為深度學習提供了更廣泛的學習資源、個性化的學習支持、多元化的學習體驗、合作與交流的機會以及實時評估和反饋機制,激發了學生的興趣和動力,滿足了學生個性化需求,促進了深度學習?!比螣槚|表示。
隨著今年5月北京八十中被認定為北京市教委人工智能應用25所試點校之一,北京八十中在教與學的人工智能實踐中,積極展開布局。
根據北京市教委提出的以智促教、以智促學、以智促研、以智促評、以智促管等5個人工智能試點方向,北京八十中重點選擇了以智促教、以智促學。
“接下來,北京八十中將以人工智能教育作為推動教育變革的關鍵支點,致力于六個方面的建設和發展,即教育環節賦能、 智能助手開發、精準教學探索、多場景AI支持、智能化教育平臺、教育創新發展。 ”任煒東說。
在硬件建設上,北京八十中從智創空間建設著手,升級人工智能教育應用場景,創造讓更多的師生學用人工智能實踐教學的探究場所。
在軟件建設上,激發數據要素作用,打通學生學習全過程數據,推薦優質資源,幫助學業診斷,突破學習重點難點,實現個性化學習,形成人機共教共育新生態。
在課程建設方面,將以人工智能為核心,建立一個多學科交叉融合的智能課程體系,從小學的圖形化編程到高中的機器學習,為學生提供連貫的學習路徑,并與語文、數學、物理等基礎學科進行深度融合。
從“互聯網+教育”到“AI+教育”,科技變革如同春潮涌動,勢不可擋。任煒東表示:“北京八十中將把握數字化、網絡化、智能化發展方向,持續推進智慧校園建設,以攀登者精神著力培養擔當大任的時代新人?!?/p>
(本文圖片除署名外均由本刊記者王紅茹攝)