教研頻道2024-2025學年第七期202503

福州第十八中學教科室

如何促進人工智能技術與基礎教育教學深度融合？

原創(chuàng) 蘇福根 中國基礎教育

作者簡介：

蘇福根，教育部教育管理信息中心研究處副研究員

人工智能技術的快速發(fā)展及其在教育領域的應用，引發(fā)全球教育工作者的廣泛關注。我國也高度重視人工智能的教育應用，發(fā)布了多項人工智能教育支持政策。2024年3月，教育部發(fā)布4項行動助推人工智能賦能教育，提出要將人工智能融入數(shù)字教育對外開放，搭建數(shù)字教育國際交流平臺，提供人工智能教育的中國方案。同年12月發(fā)布通知部署加強中小學人工智能教育，鼓勵各地各校將人工智能教育納入課后服務項目和研學實踐。2025年1月，《教育強國建設規(guī)劃綱要（2024－2035年）》發(fā)布，明確提出：“促進人工智能助力教育變革。”在此背景下，如何在基礎教育中融入并規(guī)范人工智能的使用，對提高教育質量以及提升學生數(shù)字素養(yǎng)尤為重要。

2024年，美國加州教育部（CDE）發(fā)布《利用AI學習，了解AI知識—AI在加州K12教育中的作用》（Learning With AI, Learning About AI—Information regarding the role of artificial intelligence (AI) in California K-12 education）（以下簡稱《報告》），旨在指導加州K-12教育管理者、教師、學生正確利用AI學習。人工智能基本技能既包含了解人工智能知識，也包括利用人工智能進行學習，推動師生在課堂內外高效、合理地運用這一新興技術。

為了更好地理解人工智能融入基礎教育的實踐邏輯，本文從基本技能、應用方式、融合模式三方面對《報告》進行分析，展示美國加州人工智能賦能基礎教育的場景與模式，并借鑒《報告》基本內容，提出中國人工智能教育的行動路向，以促進人工智能技術與基礎教育教學深度融合。

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一

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使用人工智能應具備的基本技能

人工智能在個性化學習和無障礙獲取知識等方面對教育工作者以及學生具有重要價值，逐漸成為教學中至關重要的工具和組成部分?！秷蟾妗分赋?，在運用AI輔助教學的過程中，教育工作者和學生應具備以下四項基本技能。

1. 安全使用人工智能

在人工智能時代，我們需要從用戶交互、傳感器、在線行為等渠道獲取數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)是AI系統(tǒng)持續(xù)學習、適應和優(yōu)化決策的基礎，包括個人詳細信息、偏好、瀏覽歷史、位置數(shù)據(jù)、社交互動和購買歷史等，應通過提高教育工作者和學生對AI系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集活動和個人信息保護的認識，確保其利用AI技術時維護好隱私權和數(shù)據(jù)安全。確保以負責且符合道德規(guī)范的方式處理個人信息，避免未經授權的訪問、泄露及濫用。因此，在教育環(huán)境中運用AI時，使用者必須遵循相關的隱私保護法律條例。

2. 明辨人工智能利弊

AI能夠幫助教師通過分析學生的行為數(shù)據(jù)來制訂課程計劃，以適應學生學習風格，并提供具有針對性的教學干預，進而解決因材施教的問題。此外，AI工具能夠增加邊緣化人群的教育獲得機會，如為多語言學生提供語言翻譯支持、為特殊學生提供語音輸入等。但AI系統(tǒng)可能因算法偏見而產生虛構信息、錯誤引用和結果不準確等問題。教育工作者要將AI道德、偏見檢測以及事實核查經驗融入課程，鼓勵學生對AI生成的信息提出疑問，并針對AI在教育中的作用展開討論，以此培養(yǎng)學生批判性思維、道德分辨力、技術操作能力等，幫助學生適應數(shù)字環(huán)境。

3. 認識人工智能的社會影響

算法偏見指由于算法設計或訓練數(shù)據(jù)的缺陷所導致的不公平、歧視性結果，可能引發(fā)仇恨、偏執(zhí)、種族主義和偏見等問題。教育工作者可以在現(xiàn)有課程中引入有關AI算法偏見的現(xiàn)實案例，引導學生分析其道德影響與社會后果，探索減少偏見和歧視的策略，學會識別并解決AI系統(tǒng)中的偏見，以培養(yǎng)其批判性思維。同時，通過了解AI系統(tǒng)與算法偏見影響，有助于培養(yǎng)學生的同理心，倡導建立公平公正的AI系統(tǒng)，進而作出明智且符合倫理的決策。

4. 理解人工智能工作原理

當代學生是數(shù)字原住民，必須具備理解AI如何收集信息、處理數(shù)據(jù)及生成內容的素養(yǎng)能力，以此在課堂上保持學術誠信、合理地運用AI，在職場中適應變化、提升競爭力，成為公平、負責、道德的技術用戶。提升AI素養(yǎng)和AI運用能力，關鍵在于深刻理解AI系統(tǒng)的工作原理及生成機制，對AI系統(tǒng)生成結果進行批判性思考，進而作出正確決策。對AI工作原理的理解也有助于學習者識別不準確信息，利用這項技術應對現(xiàn)實世界的挑戰(zhàn)并進行創(chuàng)新。

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二

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人工智能在基礎教育中的應用

從虛擬助理到社交媒體的推薦算法，AI已然成為人們日常生活的重要組成部分?！秷蟾妗诽岢?，在基礎教育階段，可以依據(jù)實際情況利用AI技術、工具、應用程序賦能和改進教學的各個方面。具體內容如下。

1. 優(yōu)化教育工作流程

教育工作者肩負著管理日趨復雜的教學環(huán)境這一任務，運用AI工具能夠簡化行政任務、強化教學規(guī)劃，使日常教學管理工作實現(xiàn)自動化，如數(shù)據(jù)分析、試題組卷、標準解讀、課程安排、內容生成等，從而有更多時間和精力用于教學和學生指導。值得一提的是，AI并非旨在取代教育工作者，而是實現(xiàn)高質量教育的有效工具，能夠優(yōu)化時間與資源，提供智能規(guī)劃、流程自動化等支持，助力教育工作者基于數(shù)據(jù)進行決策。

2. 提供個性化學習服務

AI工具支持教育工作者為學生打造個性化的學習路徑，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：一是通過AI系統(tǒng)對學生的學習目標、優(yōu)勢、興趣等數(shù)據(jù)進行分析，并生成工作表、測驗題目、閱讀作業(yè)等個性化的學習材料，能夠滿足學生的獨特學習需求。二是AI能夠為教育工作者提供學生學習情況分析結果，以便為學生提供有針對性的學習干預。三是通過基于AI的工具實現(xiàn)文字轉語音、多語言翻譯、多媒體內容轉錄等功能，確保有視力、語言、聽力障礙的學生能夠獲得教育內容，增強教育內容的可獲得性和針對性。

3. 支持高階能力培養(yǎng)

AI工具能夠支持學生將日常任務及時進行自動化處理，更有效地管理時間。若學生能夠負責任地運用AI賦能學習與生活，則有望逐漸獲得工作流程組織、道德規(guī)范、有效溝通等方面的技能，發(fā)展高階思維能力。

4. 彌合數(shù)字使用鴻溝

數(shù)字使用鴻溝是現(xiàn)代教育中一個亟待解決的問題，表現(xiàn)為不同群體在獲取和有效使用技術方面存在的差異。智能翻譯和無障礙工具能夠打破語言和物理障礙，支持建立更具包容性的學習環(huán)境。只有謹慎地融合與使用AI，才能更好地彌合數(shù)字鴻溝并促進教育公平。

5. 確立數(shù)據(jù)使用規(guī)范

將AI系統(tǒng)融入教育環(huán)境時，需要全面評估使用協(xié)議條款，以確保對AI技術進行負責有效地應用。教育機構在評估AI系統(tǒng)的安全性時，可按照以下規(guī)范執(zhí)行：（1）數(shù)據(jù)隱私：確保AI系統(tǒng)符合數(shù)據(jù)隱私協(xié)議與加密標準，包括對AI系統(tǒng)如何收集、存儲和管理學生數(shù)據(jù)進行審查，明確AI系統(tǒng)生成或處理數(shù)據(jù)的責任人，確定相關數(shù)據(jù)訪問與共享的權利責任。（2）安全措施：對AI系統(tǒng)的安全措施進行評估，評估內容包括數(shù)據(jù)加密、身份驗證、訪問控制、授權協(xié)議等方面。（3）算法透明度：提升AI系統(tǒng)算法決策的可解釋性，確保供應商能夠提供有關系統(tǒng)決策過程的說明。（4）數(shù)據(jù)保留：明確AI系統(tǒng)保留學生數(shù)據(jù)的時間長度，確保其符合所在地區(qū)的數(shù)據(jù)保留政策。（5）可訪問性和包容性：確保AI系統(tǒng)遵循通用設計原則，使所有學生都能夠使用。（6）教育合作伙伴的參與：讓家長、學生、教育工作者和管理人員參與評估過程，收集意見并解決問題。（7）持續(xù)監(jiān)控：建立針對AI系統(tǒng)是否符合使用條款和數(shù)據(jù)隱私標準的持續(xù)監(jiān)測與評估程序。

6. 制訂明確道德準則

在當今技術驅動的世界當中，學生從小便能接觸到數(shù)字工具和平臺，有必要制訂明確的道德準則。而讓學生參與制訂這些道德準則，可使他們成為塑造自身數(shù)字學習環(huán)境的積極參與者。以下方式可供參考：（1）讓學生從一開始就參與制定道德使用準則。（2）為學生提供有關數(shù)字道德的教育資源并進行討論，討論主題包括網絡隱私、網絡欺凌、抄襲等。（3）與學生一同組織頭腦風暴會議，收集他們關于網絡行為的想法、擔憂和意見。（4）與學生合作起草道德使用準則，鼓勵他們表達自己的觀點和擔憂，并引導其將具體觀點等轉化為具體的道德準則。（5）將現(xiàn)實世界的場景和案例研究納入討論，助力學生將道德準則應用于實踐。（6）鼓勵學生對起草的準則進行審查和反饋，培養(yǎng)學生主人翁意識和責任感。（7）正式發(fā)布準則并開展培訓會或研討會，以促進學生理解和接受準則。（8）建立持續(xù)審查和更新的流程，確保準則與時俱進，對新的數(shù)字挑戰(zhàn)做出響應。

7. 引導學生社會交往

在運用AI技術時，我們應優(yōu)先考慮其對人際關系和學生心理健康可能產生的影響。一是通過同伴協(xié)作，讓學生一起學習和討論以促進社交關系；二是讓學生理解AI數(shù)據(jù)收集對于塑造在線體驗的作用，同時警惕數(shù)據(jù)收集過程中可能出現(xiàn)的算法偏見，以防止由此產生的刻板印象和歧視；三是引導學生認識到社交媒體平臺背后的AI算法可能導致個人觀點偏執(zhí)化，從而阻礙學生之間的交流與理解，導致孤獨感和挫敗感。因此，我們需要指導學生如何在避免接觸可能引起分歧的內容的同時，提升促進自由對話和建立多樣化社會聯(lián)系的能力。

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三

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人工智能融入基礎教育的基本模式

人工智能融入基礎教育，并不是僅僅讓學生使用AI工具或應用程序，更重要的是讓學生成為AI領域的創(chuàng)造者，讓學生在教育環(huán)境中積極投身于AI的創(chuàng)建、編程和理解。通過為更多群體提供AI服務、利用AI開展學習和實踐、賦予學生參與AI創(chuàng)新開發(fā)的自主權以及將AI與課程標準和課程教學相結合，讓AI更好地賦能學生發(fā)展。為此，《報告》提出了人工智能融入基礎教育的五種基本模式。

1. 利用人工智能進行學習和實踐

引導學生參與計算機科學的各個領域，為他們提供運用人工智能進行學習和實踐的機會，使不同年齡段的學生都能通過無需特定設備的活動來探索數(shù)據(jù)收集，通過用AI提示引導的實驗體驗來理解算法設計的原理，并探討AI對社會的影響。在全州范圍內為教育工作者組建AI小組，提供將AI體驗融入課堂的教育資源。

2. 向更多學習群體提供訪問服務

長期以來，計算機科學、技術和STEM領域一直存在群體多樣性和代表性不足的問題。為了讓更廣泛的學習群體能夠接觸并使用AI，在基礎教育階段中引入AI教育，有助于讓邊緣化群體在計算機科學、技術以及STEM領域有更多參與機會，為來自不同文化背景的學生提供盡早接觸計算機科學和AI領域的機會。

3. 賦予學習者參與設計的自主權

在基礎教育階段，重視學生的想法和建議至關重要，這有助于培養(yǎng)學生的主人翁意識。教師應鼓勵學生運用AI工具探索并提出解決現(xiàn)實世界問題的創(chuàng)新方案。利用AI技術開發(fā)教育工具時，要重視學生的想法和建議，也可讓學生參與，幫助他們提出應對學習生活挑戰(zhàn)的技術解決方案，讓他們認識到自己具有解決實際問題的能力。這不僅打破了AI僅為專家教師所用的傳統(tǒng)認知，還能夠激勵學生將AI視為一種解決問題的實用工具。

4. 將人工智能技能與課標相融合

加州的計算機科學標準涵蓋的算法、數(shù)據(jù)分析、編程等基本內容，是AI課程的主要組成部分。將AI融入基礎教育，使課程與現(xiàn)實世界的實際需求相結合，有助于培養(yǎng)學生的計算思維、解決問題和創(chuàng)新等能力。我們要做的是為教育工作者提供整合AI所需要的專業(yè)學習和資源，為所有學生提供機會獲取適應和塑造AI驅動世界所需的技能和知識，在豐富學生學習體驗的同時使學生能夠在由AI驅動的世界中進行創(chuàng)新和創(chuàng)造。

5. 將人工智能理念與課程教學整合

為確保學生具備使用AI的能力，可將AI的五大理念（感知、呈現(xiàn)、推理、學習、社會影響）融入課程教學。具體思路如下：（1）向學生傳授AI系統(tǒng)感知原理的知識，包括圖像識別、語音識別、自然語言理解、傳感器所獲取數(shù)據(jù)的處理等內容，幫助學生理解AI系統(tǒng)與環(huán)境的互動原理。（2）AI的運行依賴數(shù)據(jù)和信息的呈現(xiàn)，學校應教授學生數(shù)據(jù)的構建和組織方式，使其能夠運用AI模型并就數(shù)據(jù)使用和操作作出正確決策。（3）AI系統(tǒng)使用推理來作出決策并解決問題，將這一理念融入教學有助于培養(yǎng)學生批判性思維、算法推理以及評估AI決策邏輯的能力。（4）機器學習是AI的核心，教授學生機器學習算法、訓練模型和數(shù)據(jù)挖掘等概念，幫助他們理解周圍的AI系統(tǒng)。（5）認識到AI的社會影響，包括道德考量和潛在偏見，極為重要。在課程教學中，鼓勵學生參與關于AI在社會中的作用及其倫理影響的討論。

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四

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探討人工智能賦能基礎教育的中國路向

受《報告》啟發(fā)，筆者認為人工智能賦能中國基礎教育需要重點關注以下五個方面。

1. 理念革新：塑造“人工智能+基礎教育”新生態(tài)

隨著人工智能、元宇宙等新一代數(shù)字技術的應用日益成熟，教育數(shù)字化成為我們開辟教育發(fā)展新賽道和塑造教育發(fā)展新優(yōu)勢的重要突破口。塑造“人工智能+基礎教育”新生態(tài)，旨在推動基礎教育從“聯(lián)結為先、內容為本、合作為要”的“3C”走向“集成化、智能化、國際化”的“3I”，以培養(yǎng)促進新質生產力發(fā)展的拔尖創(chuàng)新人才。這一從“3C”理念向“3I”理念的轉變，將人工智能作為實踐的技術支撐，通過改進人工智能教育平臺的開發(fā)、加強跨平臺數(shù)據(jù)資源整合、推動人工智能技術全面賦能教學流程、深化國際教育合作與交流等措施，推動基礎教育數(shù)字化縱深發(fā)展。

2. 素養(yǎng)提升：夯實教育工作者AI應用的實踐技能

夯實教育工作者AI應用的實踐技能，主要指增強教育工作者在AI技術應用方面的專業(yè)能力，包括對AI技術的原理理解、實踐操作技能以及批判性思維能力。為實現(xiàn)這一目標，可以采取以下系統(tǒng)性實踐方案：首先，通過專業(yè)的AI技術培訓，提升教育工作者的AI素養(yǎng)；其次，通過搭建實踐平臺，為教師提供實際操作的機會，將AI相關課程納入教師教育體系，確保未來教育工作者能夠在職前教育階段接觸到AI知識；最后，推動產學研合作，將前沿的AI研究成果轉化為教學實踐，在實踐中為教育工作者提供持續(xù)的技能提升機會。

3. 模式創(chuàng)新：探索師生機協(xié)同交互的新范式

探索師生機三元協(xié)同交互的新范式，是對現(xiàn)有教育互動結構的創(chuàng)新性發(fā)展與深化。在基礎教育實踐中，教師、學生與人工智能三者相互支持，形成了動態(tài)、互動、協(xié)同的生態(tài)系統(tǒng)。其中，教師扮演引導者與協(xié)作者角色，學生作為主動學習者與參與者，人工智能則作為輔助教學與促進認知的工具。借助“人工智能+教育”的改革試點，打造智慧課程及“人工智能+X”課程體系，以提高師生的人工智能素養(yǎng)。通過構建虛實融合的教學環(huán)境，利用VR、AR和MR技術，提供沉浸式學習體驗，深化學生對知識的理解，促進師生機互教互學、虛實一體。

4. 數(shù)智轉型：打造人工智能基礎教育專用大模型

從通用大模型到專用大模型，是人工智能大模型技術的深化發(fā)展，也是一種重要趨勢。教育專用大模型可以扮演私人導師以“授人以漁式”方法促進學生個性化學習，也可以作為智能學伴以“蘇格拉底式”對話支持學生深層次知識建構，還可以成為貼身助教以“千人千面式”資源保障教師差異化教學。這類模型能通過精準的數(shù)據(jù)分析和智能算法，從學習空間、學習資源、教師角色三方面推動教育數(shù)字化轉型和智能化升級，形成人機協(xié)同共生的教育新生態(tài)。在學習空間互動生成方面，大模型能夠構建虛擬課堂，突破時空界限，促進學生模擬實操與協(xié)作學習。在學習資源按需供給方面，通過智能推薦和適配學習內容，實現(xiàn)個性化教育的深度發(fā)展。在教師角色轉型升級方面，輔助教師進行教學設計和評估，使其能夠專注于教學創(chuàng)新和學生關懷。

5. 倫理規(guī)范：建立教育人工智能倫理治理機制

隨著教育人工智能的規(guī)?；瘧?，教育隱私數(shù)據(jù)泄露、算法歧視、教育不公平等倫理問題日益凸顯，如何規(guī)范基礎教育中人工智能應用倫理成為教育者亟待解決的問題。教育人工智能倫理治理機制是一套涵蓋政策法規(guī)、倫理安全、技術標準、使用評估等方面的制度體系。在實踐中，政府應構建敏捷治理體系，發(fā)揮示范引領作用，規(guī)范權力行使，營造良好的政策環(huán)境。研究者應注重數(shù)據(jù)質量，提升系統(tǒng)透明度和安全性，避免算法偏見和歧視。供應商應遵循市場秩序，嚴格把控產品質量，維護用戶權益，并建立完善的應急機制。用戶應理性使用人工智能，避免誤用和濫用，嚴禁違規(guī)操作。基于管理、研發(fā)、供應和使用等層面制定倫理治理機制，促進人工智能技術在教育領域的良性發(fā)展，使其更好地服務于人才培養(yǎng)，為教育質量提升提供有力保障。

文章來源：《中國基礎教育》2025年第2期，原標題《美國加州人工智能融入基礎教育的邏輯及啟示》