人工智能助推教师队伍建设

刘金星

习近平总书记指出,人工智能是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量,加快发展新一代人工智能是事关我国能否抓住新一轮科技革命和产业变革机遇的战略问题。积极推动人工智能和教育深度融合,促进教育变革创新,充分发挥人工智能的优势,构建平等、适合、开放、灵活的教育,是目前乃至更长时期我国人工智能教育发展的目标。

2018年,教育部启动人工智能助推教师队伍建设试点,宁夏作为全国首家人工智能助推教师队伍建设试点省区,于2019年1月,在石嘴山市召开了宁夏回族自治区人工智能助推教师队伍建设行动试点启动会,会议同时确定了石嘴山市作为宁夏试点城市。试点启动以来,石嘴山市全方位构建人工智能助推教师建设行动路线图、时间表,积极开展了大量而卓有成效的探索。

培育“头雁”:发挥校长、骨干教师引领带动作用,加快试点推进进程

人工智能与教育的结合是改革、创新的过程。大数据、“互联网+”背景下的智能教学应用,将深刻改变教育的生态,从理念到行动、从载体到内容,将无一不在发生着变化。对学校而言,怎么改,改什么?对教师而言,将面临一个全新的工作环境,既要人机协同,提供个性化、多样性和适应性的教学,更要关注学生思维方式和核心素养的培养,教学标准更高,育人要求也更加精细。至此,推进“试点应用”不仅要统一提高思想认识,更要培育试点应用的领头人、带路者。

校长是学校的首席教师,校长对人工智能等新技术和应用理解程度、评价方向和决策水平决定一个学校试点推进的好坏和成败。拥有一批精通人工智能和信息化,敢于探索和应用人工智能等新技术、主动迎接新技术对教育教学挑战,开展课堂教学实践探索的校长、骨干教师队伍,将会大面积提升学校的信息化应用水平、提升技术与教育的融合创新能力,加快试点行动进程。

试点启动以来,石嘴山市坚持试点校带动、骨干引领,分层、分类推进教师培训,集中优势,对标设计培训项目,采取多角度、全方位的培训和实践性体验活动等,将人工智能普适性培训与高端引领相结合,重点打造推进试点工作的“领头雁”“排头兵”。

石嘴山市先后举办了市县区教育部门领导、全市校长“互联网+教育”和人工智能助推教师建设的专项培训班;组织县区管理者、校长和教研员等赴北京、杭州参加人工智能高级研修班,让校长、教师充分了解、感受人工智能、信息化发展的前沿信息,了解人工智能时代的到来,教育面临的机遇和挑战,教师的角色转变及课堂教学改革的现实问题,实地体验观摩高精尖企业的技术,加强与智能技术研发人员的沟通交流,学习人工智能理论和新技术在教育教学中的应用。

建成了石嘴山市教师信息化和人工智能培训中心,改善了教师培训研修条件;举办学科教师“互联网+教育”和教育云“学科网”、个人空间等专项培训;各类智能学科教学助手专项等培训;开展“互联网+教育”“人工智能研修”等高层次培训研修活动,邀请多位专家进校调研指导并作专题讲座;邀请北京师范大学精准教研课题项目组成员跟进指导学校教师作课、研讨,借助移动终端和网络教研空间,开展协同备课、智能诊断等活动,使教师更多体验教育信息化先进设备带来的方便快捷及学习研究共同体在促进教师发展方面的作用,进一步明确试点推进中“技术与教育”融合的思路和发展路径。

截至2019年9月底,围绕“互联网+教育”和人工智能助推教师队伍建设各级各类培训已达40余场次,培训教师5600多人次,占全市教师人数的65%以上。

在培训后的座谈中,有校长表示:“对于人工智能赋能教育,听了不少、也有所了解。但真正看到了、体验后才感受到它的魅力所在。”系統化的理论培训和体验式学习,使教师从不熟知到了解应用人工智能等新技术有了很大的转变。一批具有前瞻性、专业化、高素养的优秀教师、校长脱颖而出,成为学校信息化发展和教学改革的中坚力量,为试点应用提供了良好的队伍支持保障。

找准发力点:探索智能助手应用,助力教师教学,为教师赋能减负

智能教学应用关键在教师。如何为教学赋能,提质增效?面对众多的智能应用工具,如何选择?如何让教师获得新技能,拥有管理数字技术并将其传授给学生,帮助学生习得使用数字技术应用并进行高效协作和创造性问题解决的能力,是保障教育稳步发展的关键。

试点行动以来,石嘴山市按照“精选项目,逐级推进,提炼总结,发展创新”的思路,与高校及企业洽谈确定合作试点项目。从教师教学常规工作入手,以解决教师重复性、低效工作为发力点,开展人工智能助手应用,为教师教学提供有力的支撑。积极探索以转变教师教学方式和学生学习方式为主的智能课堂教学助手应用,帮助教师智能备课、授课、阅卷,掌握学情,使教师在数据分析基础上为学生提供更有针对性的精准教学干预;探索数理化生教学工具、人机对话英语训练、智慧阅读和电子触控屏教学工具为主的学科智能教学助手应用,减轻教师负担,提升课堂教学效率;探索以大数据驱动教研、智能化课堂观察、课堂行为观察系统,分析教师教学行为和学生学习情况,为改进教学管理、加强教学策略研究提供依据,提高教研实效;深入推进基于翻转课堂模式的智能课堂教学应用,通过使用优质教育资源和按需推送备课和学习资源,促进教与学方式的改变,推进课堂教学变革和教师专业成长;探索以各类成熟和教学机器人为主的体验性、沉浸式创新性学习助手,开阔学生学习视野、推进创新素养教育深入;探索以电子班牌、家校共育平台为主的智能班级管理助手应用,提升教师班级和学生管理效率和质量。

通过探索应用,有效催生了石嘴山市校长和教师队伍现代教育理念,使教师从“被动使用”到“主动应用”到“善于应用”有了很大的转变,为试点的全面推开奠定坚实的应用基础。

聚焦课堂:积极构建数字化和智能化应用,促进课堂教学模式变革

智能教育的关键和难点在于智能技术在真实的教学环境中的实践和应用,在于技术与教育者、教学材料与理念方法的深度融合。传统教学固有的弊端是教师教什么、学生只能学什么;教学过程受时空限制,并不能给所有学生提供普遍的交流互动实际操作机会,因而教学过程往往因信息的不对等表现为一种自上而下的灌输,缺乏发现问题、解决问题的过程。而人工智能辅助可以增加实际操作,改变传统的教学模式和固有的教学管理思维。

试点推进以来,石嘴山市积极探索借力互联网、人工智能等新技术,构建数字化和智能化课堂应用,打造“以学生为中心”的自主合作和反思互动的课堂,使传统课堂教学逐步向现代教学方式转变,助推以学生发展为中心的理念落地。

探索“平板+平台+资源”教学方式,生发课堂教学结构的变革。开设数字化教学实验班,借力宁夏教育云等学习资源平台,配备可触控教学终端和教学录播转播系统,学生人手一台智能学习专用平板,老师配备相应移动教学设备。课前,教师利用其丰富的网络资源,搜集整理设计本节课所需要的课件、微课、习题等资源,选择性地推送到学生的平板上,学生在平板终端完成课程内容的碎片化学习,实时反馈到教师终端。课中,组织学生对学习情况进行小组汇报,针对学生学习中的困惑、难点、重点开展合作学习、探究学习、点拨性指导。课后,推送相应的作业习题并反馈学生学习情况,对个别学困生进行个性化辅导。改变传统课堂教学中对每个学生平均发力的教学模式,打破传统教学中以教师为中心的思维惯性。课堂逐渐从以往教师讲、学生听,向以智能终端(平板电脑)的多元化技术(大数据、人工智能、移动互联网等)支持为依托,开展以合作学习、探究式学习和个性化学习为主的新型教学模式转变。

探索精准化、个性化教学,助力学生个性化、自主化学习能力快速提升。以人工智能、大数据为代表的智能化教育技术,将加快推动人才培养模式变革,实现规模化教育和个性化培养有机结合。石嘴山市针对课堂教学难以精准化、个性化问题,从学习过程入手,探索“互联网+”等技术应用于学生个性化学习,为有效学习提供支撑。石嘴山市第三中学依托大数据系统平台,无感化采集学生日常课堂测验、周考、月考、期中、期末等数据,收集学生的错题情况,形成学生的个性化错题本,根据学生的错题情况和知识点掌握情况对学生进行精准画像,为学生举一反三推荐个性化纸质作业——个性化学习手册。学生根据形成的个性化学习手册,在智能引擎的导引下,进行自适应学习,大大提高了学生个体化学习能力,增强了学习效果。石嘴山市第十五中学“微课+问题清单”数学项目组,改变传统教学中教师备课不备学情、课后统一留作业的现象,课前学生通过观看微课学习,老师借助教学平台给学生推送问题清单,并要求完成清单上的任务。学生通过智能技术应用积极参与到课堂学习和课后巩固中去,逐渐养成了自主学习、合作学习的习惯和能力。

探索双师教学应用,充分挖掘教育资源,推进优质资源共享。人工智能赋能教育的目标是改善学习和促进教育公平。着眼于教育公平,如何让优质的资源惠及辖区内更多的学校、更多的师生,解决校际、区域信息化应用发展的不平衡,优质教育资源不足等问题,石嘴山市积极探索利用远程在线教育平台,建立在线课堂,开展线上互动教学。探索双师教学应用,搭建城乡学校“在线手拉手”研修平台,依托城市学校精准扶贫乡村移民学校,建成一批在线课堂,基本实现农村薄弱学校优质资源全覆盖。同时积极开展薄弱学校与优质学校“在线手拉手”活动,建成与北京、上海等地优质师资对接的远程在线课堂,开展远程授课。石嘴山市光明中学结合学校艺术体育教学特色,在音体美学科与全国知名高校艺术学院建在线“教学名师港”,定期开展在线教学和在线教研活动,扩大了优质教育资源的覆盖面,推进优质教育资源共享。

系统推进:开展试点工作创新探索,为教师教学创新提供保障

试点的逐渐铺开,我们意识到,没有好的保障和激励性措施,将影响试点深入开展。先期进入试点的学校发挥了较好的带动作用,但同时,教师中也有一部分群体总是跟不上。为了克服上述问题,做到既发挥名校、先进校、试点校的带动作用,也引导更多学校参与,提高教师信息技术与课堂教学融合水平。石嘴山市进一步完善出台了相关政策,鼓励教师积极探索,试点工作呈现诸多亮点和特色。

制度创新。完善信息化应用名师培养、中小学教师奖励性绩效工资分配指导意见、中小教师职称评定及岗位晋级考核评价意见等制度措施,增加了教师信息素养考核、管理和评价等内容;建立了骨干教师智能教育培养提升,人工智能、信息化实验校建设管理办法及成果奖励表彰制度;建立智能教学能手和人工智能助推教师队伍建设行动试点骨干学校评选表彰制度,发挥校长、骨干教师的示范、引领带动作用。首批评选出先进学校10个,人工智能教学能手35名,极大调动了学校和教师参与人工智能助推教师队伍建设行动试点工作的积极性和主动性。

模式创新。点面结合试点布局模式。试点工作铺开后,石嘴山市加大了顶层设计力度,在高中阶段全面推进“大数据精准教学系统”的应用,助推示范性高中学校精准教学;在初中阶段全面开展数学学科工具应用全覆盖的模式创新,同时也有分布在各试点学校的单项智能教学应用,形成了点面结合试点布局模式。项目化试点推进模式。石嘴山市第十五中学将应用不同信息技术的教学活动分成若干示范项目,教师以小组形式认领项目,开展课堂实证研究,形成一定教学经验或教学模式,教师由孤军奋战到跨学科联手,由个体单干到项目代表带头共研,参与的热情被点燃,为常态化全学科开展信息技术与教学融合奠定坚实的基础。以需求为导向的自主选择模式。石嘴山市第三中学、石嘴山市实验中学等学校,校长首先根据学校教学需求,主动筛选试点应用项目,然后在学校局部试用,成熟后,再在全校进行推广。

应用创新。一般情况下,应用创新由企业从技术层面进行研发,然后进行商业化推广。但在石嘴山市许多学校从教学和管理的需求出发,积极探索应用创新。在不到一年的试点工作中,学校与企业合作探索了一批应用创新。石嘴山市第三中学依托中央电教馆“葵花籽网络平台”等课程资源,与北京市第四中学网校合作开发建设学生个性化学习教室,满足了优等生的拓展学习、学困生的补差学习以及特色化学生的兴趣探索;石嘴山市实验中学依托学校微信公众号,自主研发学校综合管理教学管理平台,实现管理微信化,低门槛、低难度,让包括学生、家长在内的不同人群都可以方便登录应用,带来学校管理工作和家校沟通的方便、快捷;部分学校还积极探索开展人工智能试点应用项目相关课题研究,目前已有3项部级课题、4项省级课题、23项市级课题立项。

今天,“人工智能不能取代教师,但是使用人工智能的教师却能取代不使用人工智能的教师”,这句话让参与试点行动的石嘴山市学校、教师有了更多的切身感受。试点推进一年来,超过85%的教师备课、学情分析、作業批改和问题反馈等工作基本依托智能化、信息化工具实现,教师队伍智能化素养、信息技术应用能力得到较大程度的提高。有更多的教师尝试和应用借助人工智能可实现的教学方法,掌握如何运用人工智能技术来分析教学实践,基于人工智能的个别化教学等,并在实践中不断反思和提高这些教学方法的成效,提升了教师专业发展的层次和质量,助推教师专业成长步入快车道。

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