AI赋能智慧校园建设的实践与思考

2024年，全国两会政府工作报告中一个新关键词引发热议——“人工智能+”行动，这是“人工智能+”首次被写入政府工作报告中。教育，关系民生，与每一个家庭息息相关；教育，关乎未来，与国家的命运紧密相连。我国人工智能的蓬勃发展正在为各行各业带来全新赋能，“人工智能+”行动为教育发展带来了新的机遇与挑战。教育部部长怀进鹏指出，对于教育系统来说，人工智能是把“金钥匙”，它不仅影响未来的教育，也影响教育的未来。那么，“人工智能+”时代，学校何为？北京明远教育书院实验小学地处北京市朝阳区望京地区，五址办学，“办好百姓身边的明远教育”是学校办学的不懈追求。随着人工智能和元宇宙时代的迅猛发展，学校深刻地认识到，AI不仅是技术，也不只是赋能，其“创新”本质的生态涵养，才是强国建设、民族复兴不竭的动力源泉和永恒的价值追求。为此，学校积极探索AI赋能学校教育生态，着力构建培养拔尖创新人才的新途径。科学谋划，做好顶层设计与规划北京明远教育书院实验小学以《北京市“十四五”发展规划》及《朝阳区“十四五”发展规划》为引领，制定了《北京明远教育书院实验小学“十四五”发展规划及二O三五远景目标》，总体构建“三步四段十五年”发展规划路线图。特别是学校将“双减”目标、AI赋能的智慧校园建设及拔尖创新人才的培养均纳入学校“十四五”规划及2035远景发展目标中，以实施学校教育数字化战略行动来保障基于AI的智慧校园建设及拔尖创新人才培养等重要目标的长远规划实施。学校充分利用人工智能技术积极探索人工智能与课堂教学及教育评价等领域的融合发展，通过大数据的应用推动教育教学改革，创新评价工具；在强调科学化、规范化与信息化的同时更加凸显智能化特征。基于学校“十四五”发展规划和智慧校园建设需求，学校完善了由校长总负责，主管主任牵头，信息学科教研组推进，总务、财务有力支撑，面向全体师生，涉及教育、教学、办公、安全、评价等多维度的学校智慧校园建设工作整体架构。2022年，学校与北京市第八十中学建立人工智能联盟合作伙伴，成立了“AI项目研究中心”，以项目实践研究的方式开展多学科、跨领域的智慧校园创新；2023年开始，在全校1～6年级全面普及开设人工智能校本课程，线上线下双轨并行的智慧课堂教学模式趋于完善，基于AI的课堂教学评价体系正式启动并取得阶段性实践成果。五育融合，打造AI课程项目研究院北京明远教育书院实验小学在全校无线网络覆盖、音视频信号实时直播、基础计算机教室、VR数字教室等建设的基础上，结合智慧校园实际需求，建设了两间人工智能课程专用教室、六间AI课堂评价采集教室、六个人工智能辅助体育素质训练场所等智慧校园硬件环境设施，为“人工智能+”时代的教育教学提供了服务支撑。同时，学校根据人工智能深度融合的特点，在学校“一体双翼”（8大学科研究部+16个项目研究院）整体建设中，率先建立了“AI课程项目研究院”，以“分层培养，自主发展”的方式融合数学、生化、物理学部以及文综学部等青年教师，组建人工智能骨干教学团队。北京明远教育书院实验小学的AI课程指向“为党育人，为国育才”的科技创新人才培养。在人工智能技术正在迅速普及的今天，计算思维及编程能力正在成为信息素养内涵的重要组成。学校着力构建1～6年级的AI校本课程，以中国人工智能学会首批院士、中国教育发展战略学会常务理事及人工智能与机器人教育专业委员会常务副理事长兼秘书长韩力群教授编著的《中小学人工智能课程教学指南》为教学指南，重在培养学生的编程能力、机器人操控能力等人工智能技术或技能，并通过选修课、社团的方式引领更多的学生了解新领域、新技术，以此提升学生的创新精神和实践能力。3125模型，创新AI教学新生态聚焦拔尖创新人才培养目标，北京明远教育书院实验小学创新性地提出了AI教学“3125模型”生态（图1），即从三大意识理念、一堂问学课堂、两大教育场景、五大读本板块出发，不断完善人工智能科普教育课程体系，推动人工智能科普教育革新。图1

AI赋能的“3125模型”1.树立三大意识理念引领智慧教育一是“天赋潜能观”，学校树立和坚信“儿童或学生拥有学习人工智能的天赋和潜能”的自信意识；二是“学习主人观”，在课堂教学、社团活动等实践层面，教师确立和践行“让学生成为人工智能学习的小主人、让学生成为人工智能创新的小主人”的主人意识；三是“激趣生态观”，在中小学基础教育阶段，AI教育贵在营造AI学习的课程开发、课堂实践、学习资源、社团活动、AI竞赛等AI教育生态链，并使学生在生态链的每个环节中都有动手操作的学习活动，从而保障学生对AI学习的浓厚兴趣，树立“在学生心田播下AI的种子，才能生根发芽、开花结果”的生态意识。2.建构“问学课堂”新模式，培育拔尖创新人才学校以培养拔尖创新人才为导向，利用人工智能技术赋能课堂教学变革（图2），引领学生做“主人”，以学生“做学习的主人、做管理的主人、做创新的主人”为目标，建构了“问学课堂”基本结构：启问导标—自学调控—内化反馈—自主检测—总结反思—问题解决。立足“问学课堂”，学生们践行“三个小主人”，励志“为中华之富强而读书”，在“问学课堂”中“明品立德”，在合作交流中“远知强体”。在具体实施“问学课堂”时，聚焦五个方面：一是做“有问题”的教师；二是创“有问题”的设计；三是建“有问题”的课堂；四是育“有问题”的学生；五是探“有问题”的评价。3.课内课外、校内校外相结合，促成大数据分享学校充分挖掘首都教育资源优势，积极主动与高校、教育研究机构、AI教育企业等进行资源整合，寻求战略合作、学术支持与互动生成，进而实现共建共赢。4.五大读本板块奠基未来信息技术人才五大读本指的是读本编制的体例，学校从一年级到六年级编辑6册读本教材，每册包含4个单元，每个单元2～3个课时，每课时包含5个结构模块，分别为“问学单、智慧窗、区块链、实践园、创新地”。AI问学，构建“生态式评价一体化”新体系北京明远教育书院实验小学超前思考，积极谋划，立足“教学评”一体化，造就新时代拔尖创新人才，构建了前瞻性、有思维、可操作的“AI问学生态涵养体系”（图3），并以此营造“两大氛围”。图3

AI问学生态涵养体系一是营造“四课合一”的浓郁成长氛围，高标引领AI赋能教师素养“双进阶”。针对教育科研，学校倡导“课程、课堂、课题、课果”互动生成“四课合一”的研究方式。在人工智能赋能基础教育研究方面，学校已成为中国教科院未来实验室“基于AI赋能课堂评价标准”的智慧教育实验学校，并且是子课题成员学校；学校还参与了北京大学教育学院教育技术系主任贾积有教授负责的国家社会科学基金教育学（全国教育科学规划）2022年国家一般课题“基于大数据挖掘的学生智能评测和辅导研究”和北京师范大学基础课程研究中心的“基于人工智能理念的小学数学‘问学课堂的实践研究”；同时，学校还参与了北京市规划课题“指向青少年科学探究能力培养的初中跨学科项目式学习实践研究”、朝阳区教育科学院重点规划课题“人工智能赋能课堂教学提质增效的实践探索”等相关人工智能研究课题。此外，学校积极参与了人工智能赋能的课堂评价标准的前期标准工具表研制工作，为探索人工智能背景下的智慧校园建设奠定了一定的实践与理论基础。二是营造“四能融生”的校本研究氛围，高端推进AI赋能课堂教学“双评价”。学校基于“教学评一体化、家校社一体化、高大上一体化”策略，着手研究人工智能视域下的教育评价标准。一方面突出评价指标体系多元化。即教育评价不仅关注认知维度的学科知识和能力，而且重点考查学生的问题解决能力、创新能力、社会责任感等非认知品质，是一种促进学生德智体美劳全面发展的评价体系。另一方面突出评价标准个性化。学生学科素养评价依据学科核心素养，结合多元智能和人工智能等理论观点和技术原理，既覆盖学科素养的考查，也覆盖多元智能及创新能力等维度的考查。学校与中国教科院未来实验室人工智能团队紧密合作，基于课堂教学中的课堂语言分析、课堂行为分析、课堂情感分析与课堂教学评价体系四大应用场景，对全校课堂教学整体状况及教师个人教学状况进行针对性分析，用质量测评系统记录在教育教学过程中存在的大量数据，有针对性地建立“人