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人工智能融入校園 變化的不只是課堂

本報記者 顏維琦
2025年06月10日07:59 | 來源:光明日報
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上海學生在體驗VR設備。光明圖片

上海學生在體驗VR設備。光明圖片

在廣西柳州市第八中學南校區人工智能課堂上,科創老師帶領學生操控智能機器人。新華社發

在廣西柳州市第八中學南校區人工智能課堂上,科創老師帶領學生操控智能機器人。新華社發

北京市第八十中學一位學生在展示她設計制作的仿生學設備。新華社發

北京市第八十中學一位學生在展示她設計制作的仿生學設備。新華社發

2025上海教育博覽會現場,學生與機器狗握手。顧超攝/光明圖片

2025上海教育博覽會現場,學生與機器狗握手。顧超攝/光明圖片

“走,上九樓!”在上海市盧灣高級中學,位於綜合樓九樓的人工智能實驗區,是不少學生鐘愛的園地。在這裡,無人機、機械臂、智能救援應有盡有,滿足了學生的好奇心和探索欲。

就讀高二的李秋豪是學校機器人社團的社長,一有空就愛往九樓跑。在這個未來感十足的實驗空間,他和20余名社團成員一道上網查資料、找零件組裝、打磨足球機器人的編程設計。在屬於他們的“部落”裡,成長與進步真實發生,指導老師漸漸成為輔助的配角。

2024年,上海在全國率先發布《推進實施人工智能賦能基礎教育高質量發展的行動方案(2024—2026年)》,明確提出促進人工智能與教育深度融合,充分利用人工智能優勢,加快人才培養模式變革、教育教學方法創新和治理能力提升,推動基礎教育高質量發展。

記者近日走訪上海多所中小學發現,人工智能已成為校園生態的有機組成部分,發生改變的不只是課堂,更是學習方式、育人方式和教育理念的深刻變革,人工智能正在開啟基礎教育的更多可能。

1.在沉浸式環境中,打造校園自主學習生態

早晨,人形機器人戴著紅領巾,在校門口迎候師生,熱情地握手互動。這是發生在上海世外中學校門口的一幕。而在上海世外小學,機器人走進體育課現場和師生一起跳操。它們不僅是孩子們的“團寵”,甚至在班級裡有屬於自己的學號。

人工智能正變得可觸、可感、可知,成為有效的學習工具,融入校園生態。午休時分,記者來到盧灣高級中學的圖書館,智能機器人正協助師生精准定位查找書刊﹔陽光透過窗戶洒進心理健康中心,高二女孩孫語艷和孫佳怡結伴前來,到“椰林樹影”下聽海沖浪,放鬆身心﹔高一男生閆祺堯走進“馨語”個別咨詢室,嘗試和機器人來一場對談﹔在化學實驗區,學生戴上VR眼鏡與化工廠實時連線,抽象的理化知識變得直觀……

盧灣高級中學校長何莉告訴記者,看到越來越多的孩子借助人機協同,投入自主學習,她感到十分欣慰:“每一位學生都是自己學習過程的設計者,他們像創業者一樣,規劃目標、制訂計劃,主動探索、合作解決問題。學生在情境化、互動性的環境中,輕鬆愉悅、自主高效地學習知識,創造力和創新精神不斷被激發出來。”

2021年,上海獲批全國首個“教育數字化轉型試點區”。眼下,上海教育系統把提高人工智能正向賦能教育擺在首要位置。

“AI(人工智能)在深刻改變著世界,在重塑科學研究的新范式,也在重塑教育新模式、新樣態,這種影響可能是全局的、根本性的。”上海市教委主任周亞明說,“為此,我們主動求變、積極推進相關探索,推動教育界充分擁抱AI。”周亞明表示,一方面,擁抱人工智能對科學研究帶來的范式變革,加快推進“AI For Science(人工智能驅動的科學研究)”﹔另一方面,擁抱人工智能對教育教學帶來的模式重塑,加快“AI For Education(人工智能賦能教育)”。在基礎教育領域,推進大模型在教育領域的垂直應用,努力實現“提質增效減負、個性化多元化學習、大規模因材施教、優質均衡發展”的教育理念。

記者了解到,去年底,上海將徐匯、虹口、普陀3個區明確為人工智能教育試驗區,12家單位成為上海市第一批中小學人工智能教育校外基地。“我們希望形成高標准、高質量的課程體系和評價體系,打造一批人工智能教育高地、實驗基地和重點應用場景,形成一批可復制、可推廣的人工智能賦能基礎教育應用創新實踐案例和經驗,以此全面提升師生數字素養與技能,以先進數智技術滿足學生個性化學習需求,提升教師專業能力和學校治理水平。”上海市教委相關處室負責人說。

2.激發想象力,助力拔尖創新人才培養

圓錐曲線光學性質實驗台、風洞實驗儀、飛行模擬器……各色實驗設備和一間間隔斷的小實驗室,構成了近800平方米的“極客”空間。這是同濟大學第一附屬中學實驗樓一層的開放性學習場域。牆上寫著科學家語錄:“年輕人要打碎機器以學習如何使用。”

以“打碎機器”為切入點,學校在AI技術支撐下,為學生打造虛實結合的自主探索空間,鼓勵學生在真實情境中親歷探索過程。2025屆學生周立杰酷愛計算機學科,對“智能駕駛”課程感興趣。在學習編寫程序的過程中,汽車如何在不同速度下順滑轉彎、車輪轉速和轉向角度如何調試,他久思不得其解。和AI科學助手互動,在學習館中找到差速器實體學具,結合以往所學,他復盤推導了汽車“阿克曼轉向公式”,成功寫出汽車自動轉向運動程序。

談到在同濟大學第一附屬中學的學習,周立杰認為自己最受益的是“自由”和“自主”——可以自由選擇實驗主題、實驗方式與技術實踐路徑,不受年級、班級限制,與志趣相同的伙伴組成探究實踐共同體﹔自主則意味著從發現問題、提出問題到解決問題,學生都需要靠自己。當然,遇到難題可以找導師。作為同濟大學的附屬中學,學校聘請同濟大學30位教授擔任導師,學生通過線上平台預約,形成大學導師與中學教師線上線下結合的“雙師制”。

“我們的學生人均每周進入場館學習體驗4~5次,平均周學習時長約3小時。”同濟大學第一附屬中學課程教學與信息中心副主任郎櫻告訴記者,學校在STEM(科學、技術、工程、數學)課程中引入科學助手AI智能體,不僅支持學生跨學科科學探索,還可以智能分析實驗數據。依托信息化平台和Deepseek採集數據匯聚分析,結合學校“科學素養評價模型”形成學生個性化發展的動態“數字畫像”和“數字檔案”。和以往相對單維度、專注學科能力的測評體系不同,“數字檔案”的數據採集和評測維度更側重對學生品質、健康人格、良好行為習慣、情感態度能力等綜合素養的評價,最終形成“成長軌跡圖譜”。這份“圖譜”幫助學生形成對自我的認知,也助力教師發現學生的潛力和優勢,提供更加個性、適切的支持服務。

上海市教委相關處室負責人介紹,上海正在開展人工智能賦能教師能力提升和發展行動:分層次組織中小學教師開展有針對性的人工智能教育和智能化教學專題培訓,支持各區、各校引入課堂教學智能診斷與評價工具,為教師開展並改進教學與教研提供大數據精准支持﹔加快人工智能優秀師資人才引育,設立跨校學習研究共同體,支持教師參與人工智能領域的科研攻關,提升教師創新實踐能力。“希望聚焦課程質量、第二課堂、教師賦能,形成‘硬實力’,推進人工智能賦能教育變革和樣態重塑,探索人工智能賦能拔尖創新人才早期發現與培養機制。”該負責人表示。

去年10月,上海市教師教育學院組織實施中小學教師人工智能素養提升種子教師工作坊,各區都在抓緊孵化“種子教師”。普陀區教育局副局長王貞飛介紹,一方面遴選教師參與研修課程,指導教師從規范使用提示語、設計深度學習任務、探究教學方式創新、創建助學助教工具等方面深入實踐,幫助教師熟練使用人工智能大模型等技術賦能教學創新﹔另一方面,就是培育一支能實踐、敢創新、帶團隊的人工智能教育應用創新種子教師隊伍。

3.善用人工智能,避免泛化濫用風險

學生們圍著六邊形課桌,年輕的數學老師提問:“還記得小學裡我們是如何學習長方體的?請你們和‘真真學伴’討論一下。”

“我是六年級學生,我想要回顧長方體……”伴隨此起彼伏的語音輸入聲,裝載AI智能體“真真學伴”的平板屏幕上,一行行文字迅速顯現,附加的圖表和視頻進一步增加了學習資料的豐富程度。

這是上海寶山區求真中學課堂的一幕。學生的運算過程和選擇結果,同步上傳到課堂數字系統,供老師掌握答題情況。中國古代數學家祖沖之也在課堂上以“數字人”的形式亮相。目前,在求真中學,約20%的課程是在這個智慧教室裡進行的。地理老師和英語老師同堂授課,從黃浦江講到金字塔,當地理知識同步轉譯為英語,當文字描述不斷生成圖片,學生們的學習熱情被不斷激起。跨班、跨校、跨區域乃至跨省市的聯合教學教研也得以實現,讓教育優質均衡發展切實落地。

“2024年,人工智能呈現出井噴式發展的態勢,許多教育人都意識到人工智能具有推動教育變革的巨大潛力。”虹口區教育局副局長孟韜告訴記者,究竟應該如何用好人工智能,用人工智能解決哪些教育問題,校長、教師們對此進行了大量的討論和思考,形成共識——對於學生,通過使用安全、便捷、符合學習實際需求的人工智能產品和工具,精准識別每個學生的個性化特點,量身定制教育方案,從而實現大規模、低成本的“因材施教”﹔對於教師,人工智能的優勢則是具備更豐富的跨學科知識積累,具有項目化教學設計的能力,可以幫助教師突破教學改革的瓶頸難題,成為每個教師的超級助手。

隨之而來的問題也不容忽視——人工智能的廣泛應用,可能會帶來學生過度依賴人工智能而減少主動思考的問題。“當前,新技術快速更迭,知識復雜性、多樣性劇增。對教育來說,人工智能的廣泛應用確實能給學生帶來個性化學習體驗,豐富教育教學資源。同時也要注意到,AI是一把雙刃劍。”周亞明說,“AI能夠快速給出答案,但容易導致學生跳過深入思考過程,難以形成批判性思維和獨立解決問題的能力。因此,我們建議合理運用AI工具。在中小學,我們鼓勵校長和教師充分運用人工智能開展備課、教研、管理、評價等,針對學生使用AI輔助學習要進行明確規范,在大規模應用前,我們有一個專業委員會,對AI進入課堂教學一線的情況作出充分研判,避免AI對學生深度思考和思維形成造成負面影響。”

針對這一問題,虹口區提出加強標准研究,對人工智能在校園中的使用進行規范,嚴把教育智能體准入關。同時,建立“賽馬機制”,通過調用數據和效果追蹤綜合評估智能體價值,從中遴選出不同學段、不同學科、不同教育場景下的最佳智能實踐,真正提升教育教學效益,防范智能體機械搭建、泛化濫用的風險。“人工智能在培養學生推理、思維能力方面有巨大潛能,在搭建智能體時我們希望堅持‘注重引導思考、弱化隻求答案’的基本准則。”孟韜說。

在徐匯區,依托良好的人工智能產業基礎,人工智能教育試驗區的探索也在深入推進。徐匯區教育局副局長周剛告訴記者,徐匯區作為上海市首個人工智能發展聚集區,政策體系完善,多所頂尖高校的人工智能學院及高新技術企業構建了強大的產學研生態。徐匯區還是上海市首批教育數字化轉型試驗區、全國科學教育實驗區、國家特殊教育改革實驗區,教育改革試點工作一直走在前列。

“課程標准的理解與把握、新教材的使用與整合、教學方法與手段的創新、學生差異性(包括心理健康)的關注與應對、評價與反饋機制的完善等都是待攻克的難點,要培養面向未來人工智能環境下的學生,更需要人工智能參與到教育各個環節中。”周剛介紹,徐匯區將與多家企業合作,建設一批切實改變育人模式、提升教育質量的垂類應用場景。

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(責編:邢鄭、孫娜)

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