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人工智能融入校园 变化的不只是课堂

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人工智能融入校园 变化的不只是课堂

人工智能融入校园 变化的不只是课堂

上海(shànghǎi)学生在体验VR设备。光明图片

在(zài)广西柳州市第八中学南校区人工智能课堂上,科创老师带领学生操控(cāokòng)智能机器人。新华社发

北京市第八十中学一位学生在展示她设计制作的仿生学(fǎngshēngxué)设备。新华社发(fā)

2025上海教育博览会现场,学生与机器(jīqì)狗握手。顾超摄/光明(guāngmíng)图片

“走,上九楼!”在上海市卢湾高级中学,位于综合楼九楼的(de)人工智能实验区(shíyànqū),是不少(bùshǎo)学生钟爱的园地。在这里,无人机、机械臂、智能救援应有尽有,满足了学生的好奇心和探索欲。

就读高二的(de)李秋豪是学校机器人社团的社长,一(yī)有空就爱往九楼跑。在这个未来感十足(shízú)的实验空间,他和20余名社团成员一道上网查资料、找零件组装、打磨足球机器人的编程设计。在属于(shǔyú)他们的“部落”里,成长与进步真实发生,指导老师渐渐成为辅助的配角。

2024年,上海在全国率先发布《推进实施人工智能赋能基础教育高质量(gāozhìliàng)发展(fāzhǎn)的行动方案(fāngàn)(2024—2026年)》,明确提出(míngquètíchū)促进人工智能与教育深度融合,充分利用人工智能优势,加快人才培养模式变革、教育教学方法(jiàoxuéfāngfǎ)创新和治理能力提升,推动基础教育高质量发展。

记者近日走访上海多所中小学发现,人工智能已成为校园生态的(de)有机组成部分,发生改变的不只是课堂,更是学习(xuéxí)方式、育人方式和教育理念的深刻变革,人工智能正在开启基础教育的更多可能(kěnéng)。

1.在沉浸(chénjìn)式环境中,打造校园自主学习生态

早晨,人形机器人(jīqìrén)戴着红领巾,在校门口迎候师生,热情地握手互动。这是发生在上海世外中(zhōng)学校门口的(de)一幕。而在上海世外小学,机器人走进体育课现场和师生一起跳操。它们不仅是孩子们的“团宠”,甚至在班级里有属于自己(zìjǐ)的学号。

人工智能正变得可触、可感、可知,成为有效的学习工具(gōngjù),融入校园生态。午休时分,记者来到卢湾(lúwān)高级中学的图书馆,智能机器人正协助师生精准定位查找书刊;阳光透过窗户洒进心理健康中心,高二女孩孙语艳和孙佳怡结伴前来,到“椰林树影”下听海冲浪,放松(fàngsōng)身心;高一(gāoyī)男生闫祺尧走进“馨语”个别咨询室(zīxúnshì),尝试和机器人来一场对谈;在(zài)化学实验区,学生戴上VR眼镜与化工厂实时连线,抽象的理化知识(zhīshí)变得直观……

卢湾高级中学校长何莉告诉记者,看到越来越多的孩子借助人机协同,投入自主学习(xuéxí),她(tā)感到十分欣慰(xīnwèi):“每一位学生都是自己学习过程的设计者,他们像创业者(chuàngyèzhě)一样,规划目标、制订计划,主动探索、合作解决问题。学生在情境化、互动性的环境中,轻松愉悦(yúyuè)、自主高效地学习知识,创造力和创新精神不断被激发出来。”

2021年,上海获批全国首个“教育数字化转型试点区”。眼下,上海教育系统(xìtǒng)把提高人工智能(réngōngzhìnéng)正向赋能教育摆在首要位置。

“AI(人工智能)在深刻改变着世界,在重塑科学研究(kēxuéyánjiū)的(de)(de)新范式,也在重塑教育新模式、新样态,这种影响可能(kěnéng)是(shì)全局的、根本性的。”上海市教委主任周亚明说,“为此,我们主动求变、积极推进相关探索,推动教育界充分拥抱AI。”周亚明表示,一方面,拥抱人工智能对科学研究带来的范式变革,加快(jiākuài)(jiākuài)推进“AI For Science(人工智能驱动的科学研究)”;另一方面,拥抱人工智能对教育教学带来的模式重塑,加快“AI For Education(人工智能赋能教育)”。在基础教育领域(jiàoyùlǐngyù),推进大模型在教育领域的垂直应用(yìngyòng),努力实现(nǔlìshíxiàn)“提质增效减负、个性化多元化学习、大规模因材施教、优质均衡发展”的教育理念。

记者了解到,去年底,上海将徐汇、虹口、普陀3个区明确为人工智能教育试验区,12家(jiā)单位成为(chéngwéi)上海市(shànghǎishì)第一批(dìyīpī)中小学人工智能教育校外基地。“我们希望形成高标准、高质量的课程体系和评价体系,打造一批人工智能教育高地(gāodì)、实验基地和重点应用(yìngyòng)场景,形成一批可(kě)复制、可推广的人工智能赋能基础教育应用创新实践案例和经验,以此全面提升师生数字素养与技能,以先进(xiānjìn)数智技术满足学生个性化学习需求,提升教师专业能力和学校治理水平。”上海市教委相关处室负责人说。

2.激发想象力,助力拔尖创新(chuàngxīn)人才培养

圆锥曲线光学性质实验台(shíyàntái)、风洞实验仪(shíyànyí)、飞行模拟器……各色实验设备和一间间隔(jiàngé)断的小实验室,构成了近800平方米的“极客”空间。这是同济大学第一附属中学实验楼一层的开放性学习场域。墙上写着科学家语录:“年轻人要打碎机器以学习如何使用(shǐyòng)。”

以“打碎机器”为切入点,学校在AI技术支撑下,为学生打造虚实结合的自主探索空间,鼓励学生在真实情境中亲历探索过程。2025届学生周立杰酷爱计算机(jìsuànjī)学科,对“智能驾驶(jiàshǐ)”课程感兴趣。在学习编写程序的过程中,汽车(qìchē)如何在不同速度(sùdù)下顺滑转弯、车轮转速和转向角度如何调试(tiáoshì),他久思不得其解。和AI科学助手互动,在学习馆中找到差速器实体学具,结合以往所学,他复盘推导了汽车“阿克曼转向公式”,成功(chénggōng)写出汽车自动转向运动(yùndòng)程序。

谈到(tándào)在同济大学(tóngjìdàxué)第一附属中学的学习,周立杰(zhōulìjié)认为自己最受益的是“自由(zìyóu)”和“自主”——可以自由选择实验主题、实验方式与技术实践路径,不受年级、班级限制,与志趣相同的伙伴组成(zǔchéng)探究实践共同体(gòngtóngtǐ);自主则意味着从发现问题(wèntí)、提出问题到解决问题,学生都需要靠自己。当然,遇到难题可以找导师。作为同济大学的附属中学,学校聘请同济大学30位教授担任导师,学生通过线上平台预约,形成大学导师与中学教师线上线下结合的“双师制”。

“我们(wǒmen)的学生(xuéshēng)人均每周进入(jìnrù)场馆学习体验4~5次,平均周学习时长约3小时。”同济大学第一附属中学课程教学与信息中心副主任郎樱告诉(gàosù)记者,学校在STEM(科学、技术、工程、数学)课程中引入科学助手AI智能体,不仅支持学生跨学科(xuékē)科学探索,还可以智能分析实验数据。依托信息化(xìnxīhuà)平台和Deepseek采集数据汇聚分析,结合(jiéhé)学校“科学素养评价模型”形成(xíngchéng)学生个性化发展的动态“数字画像”和“数字档案(dàngàn)”。和以往(yǐwǎng)相对单维度、专注学科能力的测评体系不同,“数字档案”的数据采集和评测维度更侧重对学生品质、健康(jiànkāng)人格、良好行为习惯、情感态度能力等综合素养的评价,最终形成“成长轨迹图谱”。这份“图谱”帮助学生形成对自我的认知,也助力教师发现学生的潜力和优势,提供更加个性、适切的支持服务。

上海市教委相关处室负责人(fùzérén)介绍,上海正在(zhèngzài)开展人工智能赋能教师(jiàoshī)(jiàoshī)能力提升和发展行动:分层次组织中小学教师开展有针对性的人工智能教育(jiàoyù)和智能化教学专题培训,支持(zhīchí)各区、各校引入课堂教学智能诊断与评价工具,为教师开展并改进教学与教研(jiàoyán)提供大数据精准支持;加快人工智能优秀师资人才引育,设立跨校学习研究共同体,支持教师参与人工智能领域的科研攻关,提升教师创新实践能力。“希望聚焦课程质量、第二课堂(dìèrkètáng)、教师赋能,形成‘硬实力’,推进人工智能赋能教育变革和样态重塑,探索人工智能赋能拔尖创新人才早期发现与培养机制(jīzhì)。”该负责人表示。

去年10月,上海市(shànghǎishì)教师教育学院组织实施中小学教师人工智能素养提升种子(zhǒngzi)教师工作坊,各区都(dōu)在抓紧孵化“种子教师”。普陀区教育局副局长王贞飞介绍,一方面遴选教师参与(cānyù)研修课程,指导(zhǐdǎo)教师从规范使用提示语、设计深度学习任务、探究教学方式创新、创建助学(zhùxué)助教工具等方面深入实践,帮助教师熟练使用人工智能大模型等技术赋能教学创新;另一方面,就是(jiùshì)培育一支能实践、敢创新、带团队的人工智能教育应用创新种子教师队伍。

3.善用(shànyòng)人工智能,避免泛化滥用风险

学生们围着六边形课桌,年轻的数学老师提问:“还记得小学里(lǐ)我们(wǒmen)是如何学习长方体的?请你们和‘真真学伴’讨论一下。”

“我是六年级(liùniánjí)学生,我想要回顾长方体……”伴随此起彼伏的语音输入声,装载AI智能体“真真学伴”的平板屏幕上,一行行文字迅速(xùnsù)显现,附加的图表和视频进一步增加了学习(xuéxí)资料的丰富程度。

这是(shì)上(shàng)海宝山区求真中学课堂的(de)(de)一幕。学生的运算过程和(hé)选择结果,同步上传到课堂数字系统,供老师(lǎoshī)掌握答题情况。中国古代数学家祖冲之也在课堂上以“数字人”的形式亮相。目前,在求真中学,约20%的课程是在这个智慧教室里进行的。地理老师和英语老师同堂授课,从黄浦江讲到金字塔,当地理知识同步转译为英语,当文字描述(wénzìmiáoshù)不断生成图片(túpiàn),学生们的学习热情被不断激起。跨班、跨校、跨区域乃至跨省市的联合教学教研也得以实现,让教育优质均衡发展切实落地。

“2024年,人工智能呈现出井喷式发展的(de)态势,许多(xǔduō)教育(jiàoyù)人都意识到人工智能具有推动教育变革的巨大潜力。”虹口区教育局副局长孟韬告诉记者,究竟应该如何(rúhé)用(yòng)好人工智能,用人工智能解决哪些教育问题,校长、教师(jiàoshī)们对此(duìcǐ)进行了大量(dàliàng)的讨论和思考,形成共识——对于学生,通过使用安全、便捷、符合学习实际需求的人工智能产品和工具,精准识别每个学生的个性化特点,量身定制教育方案,从而实现大规模、低成本的“因材施教”;对于教师,人工智能的优势则是具备更丰富(fēngfù)的跨学科知识积累,具有项目化教学设计的能力,可以帮助教师突破教学改革的瓶颈难题,成为每个教师的超级助手。

随之而来的(de)问题也不容忽视——人工智能的广泛应用,可能(kěnéng)会带来(dàilái)学生过度依赖人工智能而减少主动思考(sīkǎo)的问题。“当前,新技术快速更迭,知识(zhīshí)复杂性、多样性剧增。对教育来说,人工智能的广泛应用确实能给学生带来个性化学习体验,丰富教育教学资源。同时也要(yào)注意到,AI是一把双刃剑。”周亚明说,“AI能够快速给出答案,但容易导致学生跳过深入思考过程,难以形成批判性思维和(hé)独立解决问题的能力。因此,我们建议(jiànyì)合理运用AI工具。在中小学,我们鼓励(gǔlì)校长和教师充分运用人工智能开展备课、教研、管理、评价(píngjià)等,针对学生使用AI辅助学习要进行明确规范,在大规模应用前,我们有一个专业委员会,对AI进入课堂教学一线(yīxiàn)的情况作出充分研判,避免AI对学生深度思考和思维形成造成负面影响。”

针对这一问题,虹口区提出加强标准研究,对人工智能在校园中的使用(shǐyòng)进行规范,严把教育智能体准入关。同时(tóngshí),建立“赛马机制”,通过调用数据和效果追踪综合评估智能体价值,从中遴选出不同学(tóngxué)段、不同学科、不同教育场景下的最佳(zuìjiā)智能实践,真正提升教育教学效益(xiàoyì),防范智能体机械(jīxiè)搭建、泛化滥用的风险。“人工智能在培养学生推理、思维能力方面有巨大(jùdà)潜能,在搭建智能体时我们希望坚持‘注重引导思考、弱化只求答案’的基本准则。”孟韬说。

在徐汇区,依托良好的(de)人工智能产业基础,人工智能教育试验区的探索也在深入推进。徐汇区教育局副局长周刚(zhōugāng)告诉记者,徐汇区作为上海市(shànghǎishì)首个(shǒugè)人工智能发展聚集区,政策体系完善,多所顶尖高校的人工智能学院及高新技术企业构建了(le)强大的产学研生态。徐汇区还是上海市首批教育数字化转型试验区、全国(quánguó)科学教育实验区、国家特殊教育改革实验区,教育改革试点工作一直走在前列。

“课程标准的理解与(yǔ)(yǔ)把握、新教材的使用与整合、教学方法与手段的创新、学生差异性(包括心理健康(xīnlǐjiànkāng))的关注与应对、评价与反馈机制的完善等都(dōu)是待攻克的难点,要培养面向未来人工智能(réngōngzhìnéng)环境下的学生,更(gèng)需要人工智能参与到教育各个环节中。”周刚介绍,徐汇区将与多家企业合作,建设一批切实改变育人模式、提升教育质量的垂类应用场景。

(本报记者 颜维琦(yánwéiqí))

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