浙江省人工智能教育探索与实践

胡小杰

摘  要 研究浙江省推进人工智能教育的政策导向和具体举措，梳理总结人工智能教育和人工智能技术在教育教学中应用的主要形式，分析存在的问题，并对人工智能教育发展提出意见和建议。

关键词 浙江省;人工智能;教育信息化;信息技术;智慧教育;机器人;编程教育;创新实验室;大数据

中图分类号：G434    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2019）03-0004-03

1 前言

人工智能作为信息技术的更高发展阶段，毫无疑问会深层次推动教育教学改革和创新发展，进而给未来教育带来机遇和挑战。近年来，浙江省积极探索和实践，努力推进人工智能技术在教育教学中的应用。

2 政策引导，统筹推进人工智能教育

强化信息技术课程教学  人工智能作为现代信息技术的重要组成部分，开设相关课程内容进行基础性教育势在必行。浙江省作为全国首批高考改革试点省份，将信息技术纳入高考“7选3”选考范围。早在2014年，浙江省教育厅就将算法与程序设计纳入信息技术课的选修课目之中，且从2018年起，浙江省信息技术教材编程语言从VB语言更换为人工智能标配语言Python，并将增加人工智能、大数据等相关领域的课程内容。

注重人工智能教育载体建设  为深化课程改革，推进人工智能等信息技术应用，促进学生发展核心素养和学习内驱力的培养，自2014年以来，浙江省全面推进学科教室和创新实验室建设，以丰富的学科资源和信息技术为支撑，延伸和拓展教学内容，创新教与学的方式，在中小学推广编程教育、机器人教育等人工智能教育。截至2017年底，全省40%的中小学校建有创新实验室。为进一步推进人工智能在教育教学中的应用，浙江省启动建设100所教育机器人应用试点示范学校，通过示范引领，逐步推广编程教育;同时，通过试点推动学校探索应用人工智能有关技术，不断优化创新教育资源配置、学习环境、学习内容、教与学方式、教育评价和教育管理流程，提升教育信息化应用水平。

加强技术研究和推广  2017年12月，浙江省教育厅和有关人工智能科研机构建立战略合作关系，探索“人工智能+教育”新模式，开展智能语音、智能阅卷和大数据技术等研究成果在浙江的应用试点和推广，推进语音技术在浙江省教育教学中的应用，为中小学校建设智慧校园环境和实现基于技术的教育教学创新提供服务。2018年1月，浙江省基础教育精准教学研究院成立，重点开展基于人工智能和大数据的精准教学、精准学习以及精准教研等方面研究，并逐步进行中小学人工智能教材编制、学生生涯规划支持等。

3 点面结合，探索人工智能应用

中小学人工智能教育  近年来，浙江省以编程教育和机器人教育为主线，推进中小学人工智能教育。杭州市上城区与下城区、金华兰溪市、衢州市常山县等地利用好好搭搭等在线编程教学平台，在中小学校全面推广编程教育，在开展大班教学、普及编程知识的基础上，给学生充足的想象力发挥空间，支持学生实现创意。

浙江省级资助建设200余个机器人创新实验室，在原有部分学校开展机器人竞赛的基础上，开展智能机器人拓展性课程教学，让学生了解机器人各个传感器的功能，学习编写简单的机器人控制程序，提高学生分析问题和解决问题的能力。温州市、杭州市和嘉兴市等地部分縣（市、区）利用虚拟机器人教学平台，在中小学全面推行机器人教学。

同时，部分学校以创新实验室为载体，开展人工智能研究性学习。如浙江大学附属中学联合浙江大学智能系统安全实验室、计算机辅助设计和图形学国家重点实验室、光学国家重点实验室、天学网等，开发相应选修课程并建设人工智能创新实验室，通过智能机器人比赛、VR创客、3D建模等项目开展研究型学习。

人工智能技术应用

1）应用语音识别技术开展普通话和英语口语测试。应用语音识别技术让学生更好地学习发音、语音语调、词汇语法等，并能更加客观地评估学生的口语水平。温州市普通话水平测试打破传统的“人人对话”、考试放录音考听力的模式，代之以“人机对话”，解决了人工评分中组织困难、成本高昂、评分标准难以统一等问题。宁波、温州、嘉兴等市将原来的中考英语听力考试完善为听说能力考试，并通过人机对话方式实施，更好地适应了现代英语测评的新要求，改变了以往中学生英语学习中存在的“哑巴英语”现象，提升学生的英语听力和口语应用能力，提高英语教学质量。

2）应用人脸识别技术开展校园智能管理。人脸识别技术在不少学校的校园安防、班级管理等方面得到运用，代替了传统的机械式管理方式，可以使教师从繁重的工作中解脱出来，把更多的精力投入创造性的教育工作中去。杭州市绿城育华亲亲学校、杭州第十四中学应用人脸识别技术实现学生刷脸进出学校，并以此完善访客管理;浙江理工大学学生刷脸进图书馆借书;杭州第十一中学食堂实现学生刷脸支付。

3）应用教育服务机器人辅助教学与管理。教育机器人在教学和管理方面能够分担部分教师的职责，如应用教育服务机器人为学生提供学习辅助，自主对学生的作业、测验进行评分，评估学生对知识要点的掌握情况。杭州市大禹路小学于2017年5月引入智能机器人并开展智能机器人运用及管理的实践研究，如运用机器人开展晨检，记录学生在校表现，并进入课堂辅助教学活动，激发学生学习探究的兴趣。浙江金融职业学院引入智能图书管理员，能够准确识别学生并根据学生的阅读记录个性化推荐书籍，还可以对话解答图书馆和图书的有关问题。

4）应用大数据技术精准推送教育资源。大数据技术能够基于学习者表现和知识掌握情况，为每个学习者按需推送个性化的学习内容、方法。2016年，浙江省承担了中央电化教育馆立项课题“基于省级教育资源公共服务平台应用的大数据分析研究”，在该课题的引领下，依托之江汇教育广场积极开展大数据研究与实践，建成数据开放和采集、数据分析和数据可视化模块，基于空间应用实现数据伴随式采集;分析、挖掘海量静态数据和行为数据，结合用户属性和用户行为数据为每一位学习者精细画像，初步实现教育资源精准推送和个性化搜索，实现教育资源应用数据可视化。

5）应用知识图谱和机器学习开展自适应学习。人工智能可以提供自适应学习方案，不断更新内容，具有高度的个性化服务。人工智能基于机器学习的推断结果和海量数据集的消化和处理，完成任务并做出决定，从而更好地发现每一个学生不同的需求，然后量身定制其所需要的教育。衢州书院中学自2015年起，启动基于大数据的初中学业水平诊断的课题研究，开发基于大数据的二维（知识+能力）教学质量诊断系统，按照“制定测评标准、形成测评工具、实施数据采集、分析数据样本、促进行为改进”五个环节开展教学诊断。台州市椒江区第二中学、浙江天台赤城中学等学校应用自适应学习支持系统，在教学各环节向教师呈现学生水平差异性与个性，使教师获得多层次、针对性的教学依据，从而调整教学进度和教学策略，并按知识能力图谱自动引导学生进行微课学习以及有针对性的精准练习。

6）应用视觉识别和语义分析技术进行自动阅卷。应用视觉识别和语义分析技术进行智能评分、作文批改等，更加公平、高效，可以使教师从低附加值的简单重复工作中自我解放。丽水第二高级中学应用智批改产品对英语作文实现机器批改，通过扫描上传、专家定标、智能批改、人工复评、作文报告等程序，系统对考试作文情况进行详细分析，并给出自动评分及批改详情报告，促进因材施教。浙江外国语学院引进阿里AI批改中文试卷，仅数秒便能精确地圈出外国留学生作文的多词、缺词、错词和词序错误等错误信息。浙江大学外语学院与企业联合开发英语作文评阅系统，并在浙江大学、浙江工商大学、浙江理工大学等10余所高校试用，避免了人工阅卷的主观性，极大降低了教师的工作量。

7）应用数据采集和动作捕捉技术开展教师教学行为评价。应用数据采集和动作捕捉技术可以拓展教师的能力，以促进创建相互协作的学习环境。绍兴市柯桥区、丽水市云和县在TEAM Model智慧型教室的基础上，通过HiTeach互动教学系统自动记录课堂教与学行为数据，并自动生成教学行为分析报告，帮助教师自我反思和提高。

4 推进人工智能教育过程中存在的问题

浙江省积极探索推进人工智能在教育教学中的应用，着力服务于智慧教育发展，已取得初步成效，但也遇到一些共性问题。

技术产品本身有待完善  教育与金融、医疗等其他领域不同，其本身是一个十分复杂的过程，每个地区的教材，每个学校的教学组织，每个教师的教学方法，以及每个学生的学习状况、接受程度、学习速度、擅长学科都不相同，教育不允许试错，且人工智能技术在使用中还应关注伦理、过度依赖和网络安全等问题。

有关教学的有效数据不足  人工智能技术的使用需要大量数据来训练模型，特别是教学环节的大量数据，而由于人工智能教育仍处于早期发展阶段，教育大数据的采集目前还远远不够，没有深度数据集也就无法进行深度的数据挖掘。

可复制推广的应用不多  人工智能教育和人工智能技术应用在部分地区和部分学校开展了试点并逐步完善和推广，但很多应用仍存在应用门槛高、用户体验差、运行不稳定、效果不明显等问题，还难以推广应用。

教师应用能力有待提高  人工智能技术在教育教学中的应用，对教师的信息技术素养提出新的要求，教师的应用能力特别是应用人工智能开展教育教学的能力仍有待普遍提高。

5 进一步推进人工智能教育应用的思考

人工智能是引领未来的战略性技术，也是浙江省智慧教育发展中的重要内容。浙江省以实施《教育信息化2.0行动计划》为契机，大力推进人工智能技术在教育教学中的应用，积极探索和推进精准教学和管理，培养适合时代发展需求的创新型人才。

推广人工智能教育  逐步推进把人工智能的内容列入基础性课程和必修课程，开发适合中小学生的人工智能课程和配套资源，通过整合信息技術课程、开设拓展性课程等多种方式推进人工智能科普教育，让学生对人工智能学科研究范畴形成初步概念，了解人工智能的实际应用;继续推广编程教育，通过寓教于乐的编程教学软件、教育游戏以及机器人教学，激发学生的学习内驱力，培养学生的程序思维和解决实际问题的能力。

推进试点示范建设  深入开展智能教育试点示范学校建设，省级建设100所教育机器人应用试点示范校和100所精准教学示范校，鼓励市、县（市、区）和学校广泛应用人工智能技术开展教育管理和教学试点创新，组织开展人工智能技术应用培训和案例展示活动，加强成果总结和推广，充分发挥优秀试点的示范带动作用，形成以点带面、共同进步的工作氛围和发展态势，加快人工智能技术应用进程，服务信息时代的教育改革和发展。

加强技术应用研究  系统深入地开展人工智能技术和教育教学的融合研究，推动人工智能在教学、教育管理、教育服务过程中的融合应用，建设浙江省大数据精准教学平台，建立覆盖全省典型中小学校的大数据采集系统，利用智能技术支撑人才培养模式的创新、教学方法的改革、教育治理能力的提升，将教师和学生从低效重复的工作中解放出来，推进精准教学、管理和评价，促进学生个性化发展。

人们都说“未来已来”，但人工智能对教育的深层次影响才刚刚显现。随着技术的不断发展，人工智能将给未来教育带来深刻变革，改变教学内容、教学组织管理、教学方式和教学评价，使学习更加个性化、灵活、丰富和有趣。