人工智能助推教育数字化转型路径与实践研究

周佳峰

【摘 要】随着人工智能、大数据、物联网等新兴技术的发展，数字化成为未来可持续发展的重要力量。教育数字化转型正是教育实现可持续和高质量发展的有效途径与必然选择。文章结合区域规模化教育数字化实践，提出以人工智能技术赋能教育数字化转型的路径，即建设“数字基座”，提升教育数字化治理能力；聚焦应用场景，推进教育过程数据化；提升教师数字素养，增强教育数字化转型能力，三位一体推动基础教育高质量发展。

【关键词】人工智能 教育数字化转型 路径 数字基座

一、基础教育数字化转型现状

从国家层面看，作为“数字中国战略”的一部分，推进教育数字化转型是贯彻国家战略的应有之义。教育部党组书记、部长怀进鹏在2022年全国教育工作会议上提出，实施国家教育数字化战略行动。《教育部2022年工作要点》也将“实施教育数字化战略行动”列为重点任务。教育部以建设国家智慧教育公共服务平台为抓手，将资源数据中心建设和公共服务提供相结合，为学生学习、教师教学、学校管理和教育改革研究提供有力支撑，已经覆盖全国31个省（市、区）和新疆生产建设兵团，形成了世界第一大教育资源数字化中心和服务平台，有效推动了教育数字化转型和智能升级。

从研究层面看，部分专家对教育数字化转型进行了深入研究。理论研究方面，例如，祝智庭等探析了教育数字化转型的内涵、理论框架和核心要素框架、转型实践的基础性场域、转型的实用方略以及未来研究方向[1]；吴砥等指出当前国际教育数字化转型关注重点为“基础设施建设”“数字教育资源”“教育教学创新”“数字素养提升”“标准规范研制”“数字伦理安全”六个方面[2]。应用实践研究方面，例如，周全以国家级信息化教学试验区为例，阐述了以持续迭代为核心理念的教育数字化转型路径，并以基础教育行政部门为例，提出推动基础教育高质量发展的对策建议[3]。区域实践探索方面，例如，张治等阐述了以上海宝山区为代表的数字化赋能教育教学模式变革的四条发展路径[4]；田永健基于内蒙古教育公共服务平台体系的教育实践成效，探讨了新基建赋能区域数字化转型的实践路径[5]。

从地方实践看，各地区都在積极探索教育数字化转型落地的思路和模式。作为教育数字化转型试点区的上海市发布《上海市教育数字化转型实施方案（2021—2023）》，聚焦组织领导、“数字基座”、典型应用、安全保障等方面多维发力，构建教育数字化“新环境、新平台、新模式、新评价”，推进教育更高层次的优质均衡、个性多元。安徽省合肥市通过云网端“三位一体”建好数字基座，聚焦教学、评价、“双减”和治理“四维应用”强化数据赋能，建立“覆盖全市、统一标准、上线联动、资源共享”的教育信息化发展体系，促进教育高质量发展。总体来看，教育数字化转型实践是系统化转型，涉及基础设施建设、教育数据治理、应用场景创新、数字化转型能力提升等，虽然目前取得阶段性进展，但是尚处于初步探索阶段。

从实践分析看，教育数字化转型仍然面临如下难题：一是建设中形成了应用的孤岛、系统的孤岛、数据的孤岛，不同学校间的信息系统与资源平台无法直接通信和调用。二是核心场景教学模式有待变革，部分学校仍以教师讲授为主，或数字化教学模式单一，存在教学过程与数字化工具简单“叠加”，并非有效“融合”。三是教师数字素养有待提升，部分中小学教师对于数字工具和资源的应用较为表面化，教学观念亟待转变，应用水平还需提高[6]。因此，需要共建良性机制，充分发挥新技术优势，赋能教育教学，推动教育全要素、全流程、全业务和全领域的数字化转型，促进教育公平、提高教育质量。

二、新技术的突破为教育数字化转型提供支撑

要推动基础教育数字化转型，促进教育高质量发展，需要技术突破三个关键要素。

一是要能对复杂学情做诊断，进行个性化推荐，为学生学习减负增效。第一，OCR技术，要把图片变成机器可以理解的“文字”，尤其是复杂公式的精准识别，这为机器分析学生的学习数据奠定了基础；第二，阅读理解能力，使得机器可以学习多个领域的知识，同时能够综合运用知识和常识进行推理；第三，主观题评分技术，当前，文科主观题评分技术2021年已在12个省份高考中规模使用，并在雅思英语口语和作文评分中超过人工评阅水平。

二是要能提升学习兴趣，降低学生学业压力，促进学生全面发展。第一，语音合成、口语评测、机器翻译等人工智能核心技术已经成熟，进而提升学生沟通能力和社交能力；第二，业界领先的体育运动状态分析与动作识别、场地自动标定与成绩判定等技术，能实现运动违规诊断生成个性化运动处方，激发体育教学活力；第三，利用语言、语音、表情等多模态信息自主研发的多模深度知识推理算法，逐步形成“家、校、社、医”四位一体的青少年心理健康筛查、预警、干预与追踪体系，能有效帮助学生降低压力和焦虑，实现学生身心健康发展。

三是要实现教育全要素、全流程、全业务、全领域数据应接尽接、互联互通，实现数据业务化。第一，平台具备商务智能（BI）能力、数据集成能力、数据资产管理能力；第二，平台具备海量多模态数据存储和离线批处理与低延迟实时计算能力；第三，平台具备建立和评价自身数据管理能力。

三、人工智能助力基础教育数字化转型路径与实践

党的二十大报告首次将教育、科技、人才三位一体统一部署，单独成章，就是凝聚合力更好地为教育高质量发展提供全要素、全链条的支撑。技术与教育教学实际相结合，可以提供因材施教解决方案，能将教育过程化的各种场景信息转换成可以支撑教育服务的大数据，促进教育业态创新，实现教育公平和质量提升的新突破。

1. 建设“数字基座”，提升教育数字化治理水平

数据是促进教育变革的核心要素，也是推动教育数字化转型的重要驱动力。因此，推进基础教育数字化转型，首要任务是建设“数字基座”。

一是完善顶层设计。建立统一的信息网络、平台体系、数字资源、智慧校园、创新应用、可信安全等方面的标准规范体系；建立数据标准规范，通过统一数据标准、统一数据管理、统一安全防范，实现教师、学生及教育治理等数字空间全连接，为教育数字化转型奠定坚实的基础。

二是筑牢“数字基座”。“数字基座”不仅要实现各类应用的互通，还要对各类应用进行统一管理和数据的统一治理。针对基础教育教学特点，打破线上线下、课上课下、校内校外等时空界限，建设开放共享、数据互通、应用联动、资源协同的教育“数字基座”，实现教学、教研、评价、学习、管理数据的无感式、伴随式收集和互联互通。

三是依托“数字基座”构建统一、科学、可视化的现代教育治理信息系统，持续优化学校、教师、学生等管理信息系统效能，创新性地探索和应用数据驾驶舱、数据可视化等，推动教育治理智能化。例如，建设各级教育督导管理系统，监测评估义务教育优质均衡发展等情况；建设学生综合评价系统，实现全流程、全要素评价，促进科学决策，提高管理服务效率。

四是服务民生热点，聚焦学位预测、招生入学、体质健康等热点开展信息整合和需求预测，提高服务效率。强化合规应用，加快构建数字安全保障体系，加强数据安全与师生隐私保护，形成与基础教育数字化转型相适应的安全格局。例如，安徽省基于“皖教云”构建纵向贯通、横向联通的智慧学校生态，接入招生、学籍管理等28个系统，汇聚数据6.3亿条，累计服务超15亿人次，累计录入学生成长记录1.66亿条，实现学生素质综合评价和学校办学质量的动态管理。

2. 聚焦应用场景，推进教育过程数据化

新时代背景下教育数字化转型更加强调以人为本，围绕“立德树人”构建数字化、科学化、终身化教育体系；更加注重应用为王，构建教育新生态，服务差异化教学、个性化学习和精细化管理；更加凸显技术赋能，促进新兴技术与教育深度融合，助力实现“人人皆学、处处能学、时时可学”的学习型社会[7]。

第一，创新教与学方式，教学减负增效。基于智能终端创设立体化智慧环境，课前，教师可以基于可视化学情报告掌握学情，精准教学设计；课中，教师可以灵活调用各类资源、创设适合的教学情境，开展多样化课堂互动，伴随式采集学习数据，动态调整教学策略，形成“以学生为中心”的教学新模式；课后，系统汇聚全场景动态数据，生成含作业时长、知识点掌握情况、学科核心素养发展等多维度学情报告，实现一生一作业，提升学生学习质量和效率。安徽省蚌埠市江淮智慧教育研究院与科大讯飞跟踪了蚌埠1432名教师常态化应用情况，研究表明：智能终端能帮助教师减少33%的备课时间，减少89%的作文、诵读等作业批改，提升35.95%作业讲评针对性；同时，充分考虑每个学生特点，深度分析过程性数据，构建班级、个人学情画像，智能推送差异化、个性化的教育资源分层推荐，帮助学生减少58%的低效重复练习，让学生从题海中走出来，使学生焦虑情绪下降20%，学习兴趣提升30%。此外，集团校、乡村学校依托跨域能整合优质资源，实现结对协作式教学和异地备课、教学、学情、资源、作业“五同步”，让优质教学资源和师资资源进行更大范围共享，有效缩小校际、城乡差异，实现教育公平。

第二，赋能五育并举，促进学生全面发展。学业减负提质能让学生有更多时间参加体育、艺术、劳动等课程，培养创造力，实现全面发展。在心理健康方面，通过AI多模态筛查技术，动态监测学生各种心理压力变化，人机互动自主减压，跟踪应用数据发现：学生抑郁状态识别准确率达到91.2%，学校心理筛查准确率提升30%，学生对自助心理干预方案认可度达到82%；持续使用五个月后，高水平压力学生人数占比下降17%。在体育方面，通过计算机视觉技术融合传感技术，实现运动结果诊断、姿态识别与违规动作诊断，生成运动画像和个性化运动处方，指导科学训练。目前，已累计开展115万人次测评，帮助学生立定跳远、跑步等运动成绩平均提升13.7%，学校国家体测优秀率平均提升12%。

3. 提升教师数字素养，增强数字化转型能力

具有数字素养的教师队伍是教育数字化发展的前提和关键。在教育数字化转型过程中，提升教师数字素养，需要构建教师画像，改进教师研修模式，实现教学、研训一体。

第一，形成教师画像。构建教师成长数据库，将过程评价与结果评价相结合，挖掘与分析教师个体特征，制订个性化的发展方式，快速提升教师专业水平。例如，安徽省蚌埠市建立“市—区—校”三级教师数字档案，实现教师基础信息、教学、教研、培训、课题等全过程记录，构建教师能力画像，分析教师专业发展的优势与不足，为区域教师引进和流动提供决策支撑，已陆续整理约3万份教师数字档案，覆盖93.45%的教师群体。

第二，优化教师研修资源。以教师核心素养培养为导向，确定不同层次、不同类型、不同发展阶段的教师数字化学习资源框架，区域层面，应开展讲座、研讨、优质课展示、教学比赛等多种形式的教师数字素养培训活动，开设数字技术与学科教学融合的线上、线下课程[6]，建成服务教师学习、资源智能推送、教师自主选学的研修资源公共服务支撑。

第三，创新智能研修模式。建设智能研修平台，为教师自主发展与精准培训提供研修服务，包括通过网络平台组织线上集体备课、听评课、专题研讨、项目式培训等活动，通过网络名师工作室建立研修共同体常态化研修机制等，帮助教师发展数字化时代新能力、适应新要求。例如，北京市东城区建设了智慧教研平台，实现教研和教、学、评、管场景间的全面融合，创新教研形式，构建“三级四类”线上工作室188个，形成工作室群形态的网络研修共同体，辐射市、区、校三级体系，助力教师专业成长和区域教育高质量发展，目前，已開展单年级学科、全学段学科、跨学科、跨区域四类混合式教研活动4023场。

加快推进教育数字化转型，是我国教育高质量发展的选择，也是教育领域为数字中国建设培养人才的有力举措。因此，我们要发挥人工智能技术优势，加快推进基础教育数字化转型工作。一是建议国家层面要加快教育数字化转型标准制订，各区域要统筹整体实施规划，确保有效落地；二是应积极建设教育“数字基座”，实现不同系统、不同类型业务数据应接尽接、互联互通，实现教育从管理走向治理，为数字化转型夯实基础；三是建议通过开展教育数字化转型实验区遴选工作，通过机制创新、资金配套、技术支持等保障措施，打造区域教育数字化转型样板，形成教学、评价、治理等多场景数字化转型方法与模式，通过现场会、优秀案例等形式，为更多地区教育数字化转型提供示范、指导，加快教育数字化战略行动的落实。

参考文献

[1] 祝智庭，胡姣.教育数字化转型的实践逻辑与发展机遇[J].电化教育研究，2022，43（1）：5-15.

[2] 吴砥，李环，尉小荣.教育数字化转型：国际背景、发展需求与推进路径[J].中国远程教育，2022（7）：21-27 +58+79.

[3] 周全.数字化转型赋能基础教育高质量发展路径研究——以国家级信息化教学实验区为例[J].中国电化研究，2022（11）：53-60.

[4] 张治，戴蕴秋.基于“教育大脑”的智能治理——上海宝山区教育数字化转型实践探索[J].中国教育信息化，2022，28（6）：64-69.

[5] 田永健.教育新基建赋能省域智慧教育平台体系发展的研究与实践——内蒙古教育公共服务平台体系演讲历程和经验成效[J].中国电化教育，2022（8）：106-110.

[6] 吴砥.提升师生数字素养 加速教育数字化转型[N].中国教育报，2022-12-15（2）.

[7] 徐向梅.深入推进教育数字化转型[N].经济日报，2022-09-09（11）.

（作者系科大讯飞股份有限公司副总裁）

责任编辑：李莎