摘要 為有效減輕義務(wù)教育階段學(xué)生過重作業(yè)負(fù)擔(dān)和校外培訓(xùn)負(fù)擔(dān)，切實(shí)提升學(xué)校育人水平，國家出臺“雙減”政策，從教育優(yōu)質(zhì)均衡發(fā)展、提升課堂教學(xué)質(zhì)量、作業(yè)設(shè)計(jì)與管理、課后服務(wù)內(nèi)容與形式四個(gè)方面提出了明確要求。人工智能在教育領(lǐng)域的理論研究與應(yīng)用實(shí)踐，集中體現(xiàn)在智能輔導(dǎo)、智適應(yīng)學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)決策、智能教育四類范疇。對標(biāo)“雙減”政策的內(nèi)涵與需求，人工智能技術(shù)可以為基礎(chǔ)教育體制減負(fù)提供空間和路徑，如構(gòu)建人機(jī)協(xié)同的學(xué)習(xí)共同體，促進(jìn)教育優(yōu)質(zhì)均衡發(fā)展；以學(xué)情診斷和學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)為支點(diǎn)，提升課堂教學(xué)質(zhì)量；基于差異化的作業(yè)畫像，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的作業(yè)設(shè)計(jì)與管理；通過課程和智能化服務(wù)豐富課后服務(wù)的內(nèi)容與形式。

關(guān)鍵詞 人工智能“雙減”政策課后服務(wù)學(xué)習(xí)共同體

一、引言

為深入貫徹黨的十九大和黨的十九屆五中全會精神，切實(shí)提升學(xué)校育人水平，持續(xù)規(guī)范校外培訓(xùn)（包括線上培訓(xùn)和線下培訓(xùn)），有效減輕義務(wù)教育階段學(xué)生過重作業(yè)負(fù)擔(dān)和校外培訓(xùn)負(fù)擔(dān)（以下簡稱“雙減”），國家出臺“雙減”政策，旨在規(guī)范基礎(chǔ)教育階段學(xué)校教育，整治校外培訓(xùn)亂象，重建學(xué)校教育的合理生態(tài)，使學(xué)生教育的主陣地回歸校園。①各級各類學(xué)校主要針對“雙減”政策提出的要求，在促進(jìn)教育優(yōu)質(zhì)均衡發(fā)展、提升課堂教學(xué)質(zhì)量、作業(yè)設(shè)計(jì)與管理、課后服務(wù)四個(gè)方面，基于常規(guī)做法，依靠人力開展落實(shí)。但在實(shí)踐過程中，出現(xiàn)“雙減”政策落實(shí)不力、流于形式、學(xué)校和教師的工作負(fù)擔(dān)增加等問題。當(dāng)前，人工智能技術(shù)迅速發(fā)展，在教育領(lǐng)域得到初步的應(yīng)用。對標(biāo)“雙減”政策的內(nèi)涵與需求，合理、適切地引入人工智能技術(shù)，為“雙減”政策實(shí)施提供可為路徑，能有效破解“雙減”政策落地過程中面臨的痛點(diǎn)和難點(diǎn)問題，促進(jìn)校園生活生態(tài)化發(fā)展。

二、“雙減”政策的內(nèi)涵與需求

“雙減”政策分別從學(xué)校和校外培訓(xùn)機(jī)構(gòu)兩個(gè)領(lǐng)域提出了具體的要求和措施。在學(xué)校領(lǐng)域，“雙減”政策從教育優(yōu)質(zhì)均衡發(fā)展、提升課堂教學(xué)質(zhì)量、作業(yè)設(shè)計(jì)與管理、課后服務(wù)內(nèi)容與形式四個(gè)層面提出了具體的要求，關(guān)涉學(xué)校教育的課內(nèi)與課外，教、學(xué)、管、評、測等各環(huán)節(jié)。面對“雙減”政策的內(nèi)涵要求，勢必會產(chǎn)生相應(yīng)的需求。

（一）教育優(yōu)質(zhì)均衡發(fā)展

盡管教育優(yōu)質(zhì)均衡發(fā)展在“雙減”政策中沒有作為單獨(dú)條目列出，但是教育部等部委多次提出該發(fā)展目標(biāo)，要求整體提升學(xué)校辦學(xué)水平，縮小城鄉(xiāng)、區(qū)域、校際教育差距。教育優(yōu)質(zhì)均衡發(fā)展目標(biāo)旨在縮小城鄉(xiāng)、區(qū)域和學(xué)校之間在教育基礎(chǔ)設(shè)施和師資等教育資源配置上客觀存在的差距。針對教育基礎(chǔ)設(shè)施配置不均衡問題，常規(guī)解決辦法是提供政策支持和經(jīng)濟(jì)援助，促進(jìn)薄弱區(qū)域和學(xué)校的教育基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。針對師資力量等教育資源，則采用資源共享機(jī)制，促進(jìn)師生跨區(qū)域流動(dòng)以實(shí)現(xiàn)資源平衡，比如通過送教下鄉(xiāng)、支教和教師輪崗等方式，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)師資的共享，通過開設(shè)“內(nèi)高班”和“內(nèi)初班”等方法為教育基礎(chǔ)薄弱地區(qū)的學(xué)生提供跨區(qū)域共享優(yōu)質(zhì)教育資源的機(jī)會。然而這類共享機(jī)制影響的區(qū)域范圍和學(xué)生人數(shù)有限，很難真正實(shí)現(xiàn)對優(yōu)質(zhì)教育資源的均衡分配。

（二）提升課堂教學(xué)質(zhì)量

“雙減”政策中關(guān)于提升課堂教學(xué)質(zhì)量的核心要義是通過優(yōu)化教學(xué)方式與強(qiáng)化教學(xué)管理兩種手段提升學(xué)生在校學(xué)習(xí)效率。提升課堂教學(xué)質(zhì)量包含兩層含義：首先，要求教師根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容“應(yīng)講盡講”，不給課外補(bǔ)習(xí)留有空間；其次，準(zhǔn)確掌握學(xué)生課前、課中和課后學(xué)情，實(shí)時(shí)調(diào)整和優(yōu)化教學(xué)方式，從而引發(fā)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)時(shí)空、教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)風(fēng)格等方面的變化。教學(xué)內(nèi)容的變化既包括學(xué)科內(nèi)部根據(jù)教學(xué)需要進(jìn)行的調(diào)整，也涉及跨學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容融合；教學(xué)時(shí)空的變化體現(xiàn)為根據(jù)教學(xué)要求和學(xué)生需求，重新思考虛實(shí)融合的時(shí)空設(shè)計(jì)；教學(xué)環(huán)節(jié)需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)時(shí)空的轉(zhuǎn)變，進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整；教學(xué)風(fēng)格的轉(zhuǎn)變需要根據(jù)教師的風(fēng)格和學(xué)生的需求進(jìn)行相應(yīng)的改變。強(qiáng)化教學(xué)管理主要從教學(xué)方式的諸多環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)管與評估，保障教學(xué)各環(huán)節(jié)得到科學(xué)、合理和有效實(shí)施，管理內(nèi)容、管理方式和管理環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)精細(xì)化。無論教學(xué)方式變化還是教學(xué)管理變化，其邏輯原點(diǎn)是準(zhǔn)確了解學(xué)生的學(xué)情。了解學(xué)生學(xué)情的常規(guī)手段是教師基于經(jīng)驗(yàn)，通過測試、課堂觀察、平時(shí)作業(yè)等數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷，弊端是主觀性較強(qiáng)、精細(xì)化不足。

（三）作業(yè)設(shè)計(jì)與管理

作業(yè)設(shè)計(jì)體現(xiàn)為“量”與“質(zhì)”兩個(gè)指標(biāo)。作業(yè)設(shè)計(jì)的“量”以完成作業(yè)的時(shí)長為衡量標(biāo)準(zhǔn)，需要針對不同學(xué)段、學(xué)科的作業(yè)內(nèi)容和類型（比如診斷型作業(yè)、鞏固型作業(yè)和拓展型作業(yè)），兼顧學(xué)生完成作業(yè)的習(xí)慣，同時(shí)還需要綜合考量各學(xué)科作業(yè)的合理配比等因素，綜合測算學(xué)生完成作業(yè)的個(gè)性化時(shí)長。作業(yè)設(shè)計(jì)的“質(zhì)”主要考慮作業(yè)內(nèi)容、類型的合理配比，同時(shí)還需要兼顧學(xué)生個(gè)性化發(fā)展的需求，進(jìn)行個(gè)性化的作業(yè)設(shè)計(jì)，以滿足不同水平學(xué)生對作業(yè)的功能需求。作業(yè)管理涉及作業(yè)監(jiān)管和反饋兩個(gè)環(huán)節(jié)。作業(yè)監(jiān)管是指在學(xué)生完成作業(yè)的過程中對其進(jìn)行監(jiān)督和指導(dǎo)，以確保學(xué)生按照教學(xué)要求和標(biāo)準(zhǔn)完成作業(yè)，學(xué)生在老師的指導(dǎo)下逐漸理解學(xué)習(xí)要求，增強(qiáng)分析問題和解決問題的能力，提升學(xué)科素養(yǎng)和自主學(xué)習(xí)能力。作業(yè)反饋則需要對學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行分析和評價(jià)，向?qū)W生提供及時(shí)、具體和有效的反饋信息。通過作業(yè)反饋，學(xué)生能夠了解自己的學(xué)習(xí)情況，發(fā)現(xiàn)不足和潛力，主動(dòng)進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)；同時(shí)，教師能夠了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況和需求，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略和目標(biāo)，增強(qiáng)教學(xué)效果，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。在當(dāng)前的作業(yè)設(shè)計(jì)和管理中，不同學(xué)科的教師根據(jù)各自的教學(xué)目標(biāo)和多數(shù)學(xué)生的需要布置作業(yè)，很難實(shí)現(xiàn)個(gè)性化作業(yè)的定制和管理，作業(yè)的“量”和“質(zhì)”都難以得到保證。

（四）課后服務(wù)內(nèi)容與形式

內(nèi)容和形式兩個(gè)方面的優(yōu)化措施旨在提高學(xué)生課后服務(wù)的質(zhì)量，達(dá)到全面育人的目的。課后服務(wù)內(nèi)容既可以是教師指導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真完成作業(yè)，為學(xué)困生提供補(bǔ)習(xí)輔導(dǎo)與答疑，也可以是學(xué)校為學(xué)有余力的學(xué)生拓展學(xué)習(xí)空間，開展豐富多彩的科普、文體、藝術(shù)、勞動(dòng)、閱讀等課外服務(wù)或社團(tuán)活動(dòng)。課后服務(wù)的形式既可以采用室內(nèi)集中輔導(dǎo)、演示和探究等形式，也可以采用室外活動(dòng)的形式，教師是課后服務(wù)的支持者和服務(wù)者。課后服務(wù)面臨的挑戰(zhàn)是教師數(shù)量不夠、精力不足——“雙減”相關(guān)政策建議學(xué)校返聘退休教師從事課后服務(wù)指導(dǎo)，但在實(shí)際操作中，返聘教師對學(xué)生當(dāng)天的學(xué)習(xí)任務(wù)往往無法精準(zhǔn)掌握；對于在職教師而言，他們已經(jīng)承擔(dān)了一天的教學(xué)任務(wù)，腦力和體力消耗大，課后服務(wù)質(zhì)量有可能受到影響。

三、人工智能賦能學(xué)校實(shí)施“雙減”政策的價(jià)值意蘊(yùn)

人工智能指的是仿真人類智能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或技術(shù)，例如視覺或音頻識別、數(shù)據(jù)分析、基于數(shù)據(jù)的判斷或決策、可以讓計(jì)算機(jī)不斷增進(jìn)智能的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)等。人工智能發(fā)軔于1956年，美國達(dá)特茅斯學(xué)院就機(jī)器模仿人類學(xué)習(xí)和其他方面的智能開展研討，提出“人工智能”這一術(shù)語并沿用至今。人工智能的發(fā)展歷經(jīng)三次高潮、三次低谷，在知識工程 、機(jī)器人、機(jī)器視覺、語音識別、語言翻譯等領(lǐng)域取得了實(shí)質(zhì)性發(fā)展。 與此同時(shí)，人們開始嘗試在教育領(lǐng)域應(yīng)用人工智能技術(shù)。人工智能在教育領(lǐng)域的理論研究與應(yīng)用實(shí)踐主要涉及利用人工智能技術(shù)輔助教育教學(xué)和人工智能作為教育教學(xué)內(nèi)容的智能教育兩個(gè)領(lǐng)域，集中體現(xiàn)在智能輔導(dǎo)、智適應(yīng)學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)決策、智能教育四類范疇之中。人工智能技術(shù)賦能學(xué)校“雙減”政策，本質(zhì)特性是基于其已有的功能，通過替代或增效的方式滿足“雙減”政策的內(nèi)涵需求，促進(jìn)“雙減”政策真正落地實(shí)施。

（一）智能輔導(dǎo)：定制化學(xué)習(xí)導(dǎo)師服務(wù)

智能輔導(dǎo)系統(tǒng)本質(zhì)上是基于一定的教學(xué)理論，模擬優(yōu)秀師資的教學(xué)輔導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器代替師資，對學(xué)生進(jìn)行精準(zhǔn)化、個(gè)性化輔導(dǎo)。早期著名的智能輔導(dǎo)應(yīng)用當(dāng)屬IBM公司推出的Watson智能輔導(dǎo)系統(tǒng)，其基本原理是基于符號主義理論，應(yīng)用邏輯推理法則模擬人類的智能活動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對大腦功能的模擬，以知識為符號，通過知識工程對問題進(jìn)行求解，對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中提出的問題進(jìn)行自動(dòng)化語音答疑。Watson能夠從問題推斷出答案并找到支持答案的證據(jù)，結(jié)合自然語言處理、動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)、假設(shè)生成與評估來提供基于置信度的直接響應(yīng)，輔助學(xué)生發(fā)現(xiàn)新的結(jié)論并發(fā)掘先前未知的概念。

基于自我調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)理論設(shè)計(jì)的MetaTutor生物智能輔導(dǎo)系統(tǒng)，能夠引導(dǎo)學(xué)生了解任務(wù)，激活學(xué)生的先驗(yàn)知識，自動(dòng)建立學(xué)生模型，指導(dǎo)學(xué)生設(shè)定適當(dāng)?shù)淖幽繕?biāo)，通過提示和搭建多個(gè)元認(rèn)知過程，幫助學(xué)生監(jiān)控子目標(biāo)的進(jìn)展，部署學(xué)習(xí)策略，根據(jù)眼球追蹤和互動(dòng)數(shù)據(jù)預(yù)測學(xué)生情緒。新加坡信息技術(shù)協(xié)會基于認(rèn)知學(xué)徒制設(shè)計(jì)的WordMath智能輔導(dǎo)系統(tǒng)主要針對數(shù)學(xué)語言薄弱、對算術(shù)運(yùn)算理解有限的學(xué)生，該系統(tǒng)用問題可視化的方式明確隱性知識，評估學(xué)生的作答情況并提示下一步的適當(dāng)步驟。美國匹茲堡大學(xué)開發(fā)的物理作業(yè)智能輔導(dǎo)系統(tǒng)Andes可為學(xué)生提供完整的問題解答過程，在學(xué)生不尋求幫助的情況下，增加他們修復(fù)實(shí)質(zhì)性錯(cuò)誤的機(jī)會。美國孟菲斯大學(xué)基于建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論開發(fā)AutoTutor智能輔導(dǎo)系統(tǒng)，通過自然語言與學(xué)生進(jìn)行對話來模擬人類導(dǎo)師，以提高學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)的深度。

無論綜合性的智能輔導(dǎo)系統(tǒng)還是分學(xué)科的智能輔導(dǎo)系統(tǒng)，都可以利用互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，將優(yōu)質(zhì)的智能輔導(dǎo)服務(wù)輸送至教育基礎(chǔ)薄弱地區(qū)，替代傳統(tǒng)意義上在物理空間中跨區(qū)域流動(dòng)的優(yōu)秀師資，模仿人類導(dǎo)師的功能，在學(xué)生學(xué)習(xí)的部分環(huán)節(jié)提供智能化學(xué)習(xí)服務(wù)。以智能化教育資源共享的形式實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教育資源的跨區(qū)域共享，可以形成跨區(qū)域人機(jī)協(xié)同的學(xué)習(xí)共同體，促進(jìn)教育均衡發(fā)展。

（二）智適應(yīng)學(xué)習(xí)：個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑規(guī)劃

智適應(yīng)學(xué)習(xí)是在認(rèn)知心理學(xué)、人類發(fā)展理論和教學(xué)原則的基礎(chǔ)上，以學(xué)習(xí)分析技術(shù)為支撐，以圖譜化學(xué)習(xí)內(nèi)容為抓手，通過個(gè)性化建模實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑規(guī)劃的一種學(xué)習(xí)支持方式。在早期自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺的基礎(chǔ)上，智適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺融入人工智能技術(shù)，性能更智能，支持更精準(zhǔn)。

全球最知名的自適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺Knewton利用聚焦問題層面和概念層面的知識圖譜構(gòu)建學(xué)生模型，為學(xué)生定制個(gè)性化學(xué)習(xí)策略，這樣，教師將有更多的時(shí)間創(chuàng)建和管理課堂活動(dòng)，管理小組學(xué)習(xí)，或?yàn)樘囟ǖ膶W(xué)生提供個(gè)人指導(dǎo)。自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)Connect Master以學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格為分析對象，通過了解每個(gè)學(xué)生獨(dú)特的學(xué)習(xí)風(fēng)格，提供定制的內(nèi)容和問題，創(chuàng)造高度自適應(yīng)的、沉浸式的環(huán)境以保持學(xué)生的參與。 LearnSmart基于認(rèn)知地圖診斷學(xué)生特定學(xué)科的知識，創(chuàng)建個(gè)性化的學(xué)習(xí)路徑，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間以問題的形式提供適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)材料，開展個(gè)性化的評估，幫助學(xué)生掌握知識，它相當(dāng)于一種互動(dòng)教材，根據(jù)學(xué)生對隨機(jī)測試的回答調(diào)整課程內(nèi)容。SmartBook是一種適應(yīng)性的智能教科書，提供了一種元認(rèn)知評估，讓學(xué)生確定能否正確理解所讀材料中的術(shù)語、概念并開展簡單的應(yīng)用。

智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以作為智能化學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)投入師資基礎(chǔ)薄弱地區(qū)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源共享，促進(jìn)教育均衡發(fā)展；以學(xué)生的作業(yè)內(nèi)容和學(xué)生完成作業(yè)的習(xí)慣為分析對象，以學(xué)生完成作業(yè)的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行個(gè)性化的作業(yè)建模，智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化的作業(yè)設(shè)計(jì)與管理；通過收集課堂教學(xué)的數(shù)據(jù)，智適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù)為學(xué)生創(chuàng)造適應(yīng)性的課堂教學(xué)環(huán)境，從教學(xué)物化環(huán)境營造的視角提高課堂教學(xué)質(zhì)量。

（三）數(shù)據(jù)決策：精準(zhǔn)學(xué)情診斷與干預(yù)

數(shù)據(jù)決策是大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的智能決策，對教育環(huán)境產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲、處理和分析，從中挖掘有價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，為教育決策提供科學(xué)的支持和客觀的指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教育，優(yōu)化教學(xué)過程，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

教育大數(shù)據(jù)分為微觀、中觀、宏觀三個(gè)層面。微觀數(shù)據(jù)是在學(xué)生與其學(xué)習(xí)環(huán)境的交互過程中自動(dòng)產(chǎn)生的，既包括學(xué)生的動(dòng)作信息，也包括這些動(dòng)作發(fā)生的情境信息。微觀層面的分析提供了相對容易應(yīng)用于干預(yù)的模型，例如根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知或情感狀態(tài)為他們提供反饋。微觀數(shù)據(jù)常被用于檢測認(rèn)知策略、情感狀態(tài)或調(diào)節(jié)自我學(xué)習(xí)行為。例如，Holstein等開發(fā)了Lumilo智能教學(xué)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了一種可穿戴的實(shí)時(shí)教師意識工具——混合現(xiàn)實(shí)智能眼鏡，讓教師適應(yīng)智能輔導(dǎo)系統(tǒng)生成的豐富分析結(jié)果，提醒他們智能輔導(dǎo)系統(tǒng)可能不適合處理的情況。中觀數(shù)據(jù)是指在各種學(xué)習(xí)環(huán)境中系統(tǒng)收集、存儲的學(xué)生開展各種活動(dòng)的文本數(shù)據(jù)，自然捕獲的關(guān)于學(xué)生在認(rèn)知和社會能力以及情感狀態(tài)方面的進(jìn)展的原始數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)能夠評估學(xué)生的認(rèn)知過程，為指導(dǎo)教師提供支持，形成自動(dòng)化的學(xué)生反饋、自動(dòng)化的作業(yè)評分等。宏觀數(shù)據(jù)主要是在機(jī)構(gòu)層面收集的數(shù)據(jù)，包括學(xué)生人口統(tǒng)計(jì)和入學(xué)數(shù)據(jù)、校園服務(wù)數(shù)據(jù)、課程安排和課程注冊數(shù)據(jù)、專業(yè)要求和學(xué)位完成情況數(shù)據(jù)，等等。這些數(shù)據(jù)可以讓教育管理者有機(jī)會參與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策，以改善行政決策，改進(jìn)學(xué)生體驗(yàn)。例如，加州大學(xué)伯克利分校的AskOski系統(tǒng)利用歷史招生數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)為學(xué)生推薦可能感興趣的課程，并與校園學(xué)位審核系統(tǒng)聯(lián)系起來，在學(xué)生未達(dá)到畢業(yè)要求時(shí)提供個(gè)性化的課程推薦。

數(shù)據(jù)決策技術(shù)對“雙減”政策的價(jià)值主要體現(xiàn)在三個(gè)方面。首先，基于數(shù)據(jù)決策技術(shù)對課堂教學(xué)開展精準(zhǔn)診斷。伴隨式學(xué)情診斷和事后學(xué)情診斷可以為自動(dòng)化教學(xué)干預(yù)和教師人工干預(yù)提供證據(jù)，從而提高課堂教學(xué)質(zhì)量。其次，數(shù)據(jù)決策技術(shù)可以用在作業(yè)設(shè)計(jì)和管理領(lǐng)域，通過收集學(xué)生完成作業(yè)的數(shù)據(jù)，建立個(gè)性化的作業(yè)模型，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的作業(yè)設(shè)計(jì)，同時(shí)通過自動(dòng)化評閱和反饋功能，實(shí)現(xiàn)智能化作業(yè)管理。最后，通過學(xué)校宏觀數(shù)據(jù)的收集與管理，實(shí)現(xiàn)智慧校園的管理功能。

（四）智能教育：革新教育形態(tài)

智能教育旨在將人工智能相關(guān)知識與技能融入中小學(xué)課程，不僅側(cè)重于教授學(xué)生人工智能的基本原理和技術(shù)，還注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、問題解決能力和合作精神。從課程設(shè)計(jì)和課程實(shí)施等方面豐富和革新基礎(chǔ)教育形態(tài)。

在美國，《2021年美國創(chuàng)新和競爭法案》規(guī)定將計(jì)算科學(xué)引入中小學(xué)課程教育體系，將經(jīng)費(fèi)和培訓(xùn)計(jì)劃向人工智能教育領(lǐng)域傾斜，學(xué)校強(qiáng)化STEM人才培養(yǎng)，編程內(nèi)容被寫進(jìn)《K-12計(jì)算機(jī)科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)》。美國通過其最大的教育平臺Coursera提供數(shù)據(jù)分析和人工智能相關(guān)課程。 麻省理工學(xué)院創(chuàng)建的Online Course Ware向大眾免費(fèi)提供機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等AI核心課程，加速人工智能普及。日本文部科學(xué)省規(guī)定，從2020年起正式將編程納入教學(xué)大綱，并于2021年6月出臺了《AI戰(zhàn)略2021》，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)“人工智能與教育改革”。英國人工智能研究人員Huma Shah和Kevin Warwick堅(jiān)信，“人工智能作為一門學(xué)科應(yīng)該從小學(xué)開始就嵌入學(xué)校課程” 。

中國人民大學(xué)附屬中學(xué)基于人工智能技術(shù)構(gòu)建金字塔形的“STEAM+人工智能教育”課程體系，成立教研組開設(shè)人工智能相關(guān)課程，編寫校本課程，為學(xué)生聯(lián)系相關(guān)專家、搭建學(xué)習(xí)平臺、解決實(shí)際問題。浙江省溫州中學(xué)開發(fā)人工智能教育校本課程，希望在不設(shè)限的教育環(huán)境中培養(yǎng)學(xué)生的想象力和科技創(chuàng)新能力，辦成“有用”的人工智能教育。 廣東因地制宜編寫地方教材，積極探索人工智能課程的教學(xué)實(shí)踐。深圳市高級中學(xué)基于AI創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室開展綜合性探究活動(dòng)課程，通過通識課程讓學(xué)生了解、體驗(yàn)人工智能，通過選修課程和社團(tuán)課程選拔有專長的學(xué)生進(jìn)行重點(diǎn)培養(yǎng)。澳門出臺政策文件、開發(fā)校本課程、培養(yǎng)師資、鼓勵(lì)校企合作，推動(dòng)人工智能教育的普及和發(fā)展。我國的人工智能教育正在走向科學(xué)化、系統(tǒng)化、規(guī)范化和普惠化。

智能教育賦能“雙減”政策實(shí)施主要體現(xiàn)在課后服務(wù)內(nèi)容的設(shè)計(jì)和實(shí)施領(lǐng)域。智能教育可以作為獨(dú)立課程或主題社團(tuán)，豐富學(xué)校課后服務(wù)內(nèi)容；同時(shí)，要充分發(fā)揮智能教育賦能課后服務(wù)的作用，為課后活動(dòng)提供多樣化的支持服務(wù)。

四、人工智能賦能學(xué)校實(shí)施“雙減”政策的實(shí)現(xiàn)路徑

基于人工智能賦能“雙減”政策實(shí)施的價(jià)值意蘊(yùn)分析，對標(biāo)“雙減”政策的內(nèi)涵與需求，將人工智能技術(shù)引入“雙減”政策，在教育優(yōu)質(zhì)均衡發(fā)展、提升課堂教學(xué)質(zhì)量、作業(yè)設(shè)計(jì)與管理、課后服務(wù)內(nèi)容與形式等四個(gè)方面均可發(fā)揮有效的作用。通過圖1所示的可為路徑，人工智能將切實(shí)助力學(xué)校實(shí)施“雙減”政策。

（一）構(gòu)建人機(jī)協(xié)同的學(xué)習(xí)共同體，促進(jìn)教育優(yōu)質(zhì)均衡發(fā)展

教育優(yōu)質(zhì)均衡發(fā)展的基本需求是實(shí)現(xiàn)差異化區(qū)域教育資源的均衡，以智能化教育資源共享的形式實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源的跨區(qū)域共享，形成跨區(qū)域人機(jī)協(xié)同的學(xué)習(xí)共同體，可構(gòu)建無差別的優(yōu)質(zhì)資源共享機(jī)制。

在硬件設(shè)施條件允許的情況下，基礎(chǔ)教育資源薄弱的區(qū)域通過智能輔導(dǎo)系統(tǒng)可以跨區(qū)域共享優(yōu)質(zhì)教育資源，在傳統(tǒng)意義上，要達(dá)到這樣的效果必須依靠教師跨區(qū)域流動(dòng)。智能輔導(dǎo)系統(tǒng)通過語音識別、自然語言處理和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)提供實(shí)時(shí)反饋，學(xué)生可以根據(jù)自己的需求和進(jìn)度開展個(gè)性化學(xué)習(xí)，獲得自動(dòng)化、個(gè)性化的答疑服務(wù)。通過智能輔導(dǎo)系統(tǒng)、智適應(yīng)學(xué)習(xí)平臺和數(shù)據(jù)決策技術(shù)，學(xué)生可以獲得個(gè)性化的學(xué)習(xí)資源推薦，規(guī)劃個(gè)性化的學(xué)習(xí)路徑；人工智能在課堂教學(xué)、課后輔導(dǎo)和作業(yè)設(shè)計(jì)管理等教育場景中的應(yīng)用，可以為學(xué)生自定步調(diào)的學(xué)習(xí)提供更精準(zhǔn)的支持，共享智能化學(xué)習(xí)系統(tǒng)有助于促進(jìn)教育優(yōu)質(zhì)均衡發(fā)展。

（二）以學(xué)情診斷和學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)為支點(diǎn)，提升課堂教學(xué)質(zhì)量

提升課堂教學(xué)質(zhì)量的核心要義是提高學(xué)生的學(xué)習(xí)績效、對學(xué)習(xí)過程進(jìn)行智能管理。提升學(xué)習(xí)績效的關(guān)鍵是對學(xué)生提出有針對性的教學(xué)目標(biāo)，使他們獲得良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。有針對性的教學(xué)目標(biāo)旨在剔除無意義的冗余學(xué)習(xí)任務(wù)，而良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)則需要營造適切的學(xué)習(xí)環(huán)境，這兩點(diǎn)均依賴于精準(zhǔn)的學(xué)情診斷。學(xué)習(xí)過程的智能管理則要?jiǎng)?chuàng)造良好的課堂環(huán)境和秩序，保障課堂教學(xué)有效開展，這是提升課堂教學(xué)質(zhì)量的保障性條件。

精準(zhǔn)學(xué)情診斷可以分為課堂學(xué)習(xí)前的準(zhǔn)備狀態(tài)檢測和在課堂中的伴隨式學(xué)情診斷。課堂學(xué)習(xí)前的準(zhǔn)備狀態(tài)檢測可以通過智能輔導(dǎo)系統(tǒng)、智適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)決策技術(shù)收集學(xué)生在系統(tǒng)學(xué)習(xí)過程中的數(shù)據(jù)，以學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)等要素作為分析對象，建立學(xué)生的群體畫像或者個(gè)性化畫像，分析學(xué)生的集體需求和差異化需求，以此作為課堂教學(xué)的起點(diǎn)，設(shè)計(jì)適切的教學(xué)目標(biāo)，配置教學(xué)資源并開展教學(xué)活動(dòng)，以提高教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式的針對性，提高課堂教學(xué)績效。伴隨式課堂學(xué)情診斷則是針對學(xué)生課堂學(xué)習(xí)過程中生成的語音、面部表情、姿態(tài)、紅外線監(jiān)測結(jié)果等多模態(tài)數(shù)據(jù)，采取時(shí)間對齊的方式，綜合采用多模態(tài)數(shù)據(jù)分析技術(shù)，實(shí)時(shí)識別數(shù)據(jù)背后的教育意義，對學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)認(rèn)知及心理健康進(jìn)行監(jiān)測，及時(shí)提供干預(yù)措施，以提高課堂教學(xué)的實(shí)效性。

良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)通過智能技術(shù)營造適切的課堂學(xué)習(xí)環(huán)境，開展學(xué)習(xí)活動(dòng)，鏈接學(xué)生的知識學(xué)習(xí)和問題求解，使學(xué)生獲得良好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，提高學(xué)習(xí)效率。比如通過現(xiàn)實(shí)擴(kuò)展技術(shù)，構(gòu)建問題求解情境，賦予學(xué)生聽覺、視覺和感覺相結(jié)合的多感官通道，全方位調(diào)動(dòng)學(xué)生在問題情境中思考和探索的積極性；在智能技術(shù)賦能的探究型學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)中，為學(xué)生提供自適應(yīng)的學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)服務(wù)，助力探究學(xué)習(xí)活動(dòng)順利開展。

上述學(xué)情診斷、學(xué)習(xí)環(huán)境營造和學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)的過程體現(xiàn)了在學(xué)習(xí)過程中對各學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的智能化檢測。此外，智能管理還包含智能化考勤、智能化課堂學(xué)習(xí)秩序監(jiān)管等事務(wù)性管理，智能化物理學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計(jì)等。比如可以通過刷臉、刷卡等方式實(shí)現(xiàn)智能化考勤管理；通過在課堂上學(xué)生產(chǎn)生的多模態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)秩序監(jiān)測，及時(shí)干預(yù)和提醒；通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)自動(dòng)監(jiān)測和調(diào)節(jié)教室的溫度、濕度和明暗度，為師生創(chuàng)建健康、舒適的教學(xué)環(huán)境，為提高教學(xué)質(zhì)量提供保障。

（三）基于差異化的作業(yè)畫像，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的作業(yè)設(shè)計(jì)與管理

作業(yè)設(shè)計(jì)和管理是體現(xiàn)“減負(fù)”效果最為直觀的表現(xiàn)，作業(yè)設(shè)計(jì)和管理必須考慮“質(zhì)”和“量”兩個(gè)方面：“質(zhì)”是指無論內(nèi)容還是類型，作業(yè)都必須實(shí)現(xiàn)其應(yīng)有的功能，同時(shí)必須符合數(shù)量的要求；“量”是以單位作業(yè)完成時(shí)間來衡量的，這一點(diǎn)需要兼顧學(xué)生的基礎(chǔ)、做作業(yè)的習(xí)慣和風(fēng)格以及作業(yè)內(nèi)容。在“質(zhì)”和“量”之間，需要借助智能技術(shù)來構(gòu)建聯(lián)動(dòng)關(guān)系。

作業(yè)設(shè)計(jì)與管理需要通過智能技術(shù)從作業(yè)的“質(zhì)”和“量”兩個(gè)維度為學(xué)生繪制作業(yè)完成的畫像，建立個(gè)性化的作業(yè)設(shè)計(jì)與管理模型。首先需要界定學(xué)生的個(gè)人知識，包括學(xué)生的知識基礎(chǔ)和作業(yè)習(xí)慣等，領(lǐng)域知識包括作業(yè)的類型和當(dāng)前學(xué)習(xí)的內(nèi)容，通過智適應(yīng)引擎，確定個(gè)性化的作業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容、形式以及完成作業(yè)的差異化“量”的元素。作業(yè)的“質(zhì)”體現(xiàn)在符合學(xué)生完成差異化作業(yè)應(yīng)達(dá)到的功能需要，剔除無效作業(yè)內(nèi)容，所謂無效作業(yè)內(nèi)容是指不需要學(xué)生通過完成作業(yè)而達(dá)到作業(yè)類型功能要求的冗余內(nèi)容。作業(yè)的“量”體現(xiàn)為基于作業(yè)內(nèi)容、類型和學(xué)生完成作業(yè)的習(xí)慣，綜合各學(xué)段和各學(xué)科作業(yè)的合理配比，得出合適的作業(yè)完成時(shí)間。學(xué)生完成作業(yè)畫像是動(dòng)態(tài)的、差異化的、不斷迭代更新的。

（四）通過課程和智能化服務(wù)，豐富課后服務(wù)的內(nèi)容與形式

“雙減”政策要求課后服務(wù)內(nèi)容豐富、形式多樣。智能教育能夠作為一門獨(dú)立的課程或者作為社團(tuán)活動(dòng)的主題豐富課后服務(wù)的內(nèi)容，人工智能技術(shù)為課后服務(wù)的多樣化提供智能支持。

人工智能可以作為一門獨(dú)立開設(shè)的課程或者作為社團(tuán)活動(dòng)以豐富課后服務(wù)的內(nèi)容，讓學(xué)生接觸和理解人工智能領(lǐng)域的知識和技能，學(xué)會獲取、理解和利用信息，培養(yǎng)創(chuàng)新思維和問題解決能力，提高信息素養(yǎng)，加強(qiáng)信息技術(shù)能力。值得注意的是，人工智能課程涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等多學(xué)科各領(lǐng)域的知識，不僅有助于學(xué)生掌握人工智能基礎(chǔ)知識，還能夠加強(qiáng)學(xué)科融合的能力，提高學(xué)生的學(xué)科交叉應(yīng)用能力。同時(shí)，人工智能課程能夠激發(fā)學(xué)生的興趣和熱情，幫助他們獲得更多的學(xué)科知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，更好地規(guī)劃自己的職業(yè)發(fā)展方向，更好地適應(yīng)未來的社會發(fā)展需求。

人工智能技術(shù)賦能學(xué)生的課后服務(wù)。智能監(jiān)測可以提供智能化的支持服務(wù)，為課后服務(wù)活動(dòng)保駕護(hù)航。以足球運(yùn)動(dòng)為例，人工智能可以利用大量的足球比賽數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和建模，深入洞察球隊(duì)和球員的表現(xiàn)；機(jī)器視覺還可用于裁判輔助決策，例如判斷進(jìn)球是否有效或判罰是否合理。人工智能可以創(chuàng)建虛擬訓(xùn)練環(huán)境和模擬仿真平臺，幫助球員提高個(gè)人技術(shù)和優(yōu)化戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練。

人工智能技術(shù)還可以對學(xué)生課后服務(wù)活動(dòng)進(jìn)行生理健康監(jiān)測。結(jié)合傳感器和智能設(shè)備，智能系統(tǒng)能夠監(jiān)測學(xué)生的健康狀況。例如，可穿戴設(shè)備可實(shí)時(shí)監(jiān)測心率、體溫、血壓等生理指標(biāo)，并通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，提供個(gè)性化的健康指導(dǎo)和預(yù)警，防止學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)過度疲勞、身體不適等情況。

五、結(jié)語

“雙減”政策從教育優(yōu)質(zhì)均衡發(fā)展、提升課堂教學(xué)質(zhì)量、作業(yè)設(shè)計(jì)與管理、課后服務(wù)內(nèi)容與形式四個(gè)方面提出了要求。本文解讀政策內(nèi)涵，分析“雙減”政策的現(xiàn)實(shí)需求及困境。從智能輔導(dǎo)、智適應(yīng)學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)決策和智能教育四個(gè)維度梳理人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)踐，分析人工智能技術(shù)賦能“雙減”政策實(shí)施的價(jià)值意蘊(yùn)，推演人工智能賦能“雙減”政策落地實(shí)施的可為路徑。人工智能賦能基礎(chǔ)教育教學(xué)改革，可實(shí)現(xiàn)生態(tài)化的校園變革，真正做到減負(fù)增效，實(shí)現(xiàn)立德樹人、全人教育的目標(biāo)，促進(jìn)基礎(chǔ)教育健康發(fā)展。本文僅對人工智能技術(shù)賦能學(xué)?！半p減”政策實(shí)施進(jìn)行理論構(gòu)想，對照“雙減”政策提出的四個(gè)方面的要求，后續(xù)應(yīng)進(jìn)一步結(jié)合人工智能技術(shù)的發(fā)展開展實(shí)證研究，推動(dòng)“雙減”政策真正落到實(shí)處。

〔責(zé)任編輯：沈丹〕

作者簡介：劉銘，教育學(xué)博士，南京信息工程大學(xué)教師教育學(xué)院教授，碩士研究生導(dǎo)師。

基金項(xiàng)目：江蘇省社會科學(xué)基金項(xiàng)目“基于多模態(tài)數(shù)據(jù)的師范生教學(xué)技能評價(jià)研究”（23JYB005）；江蘇省高校哲學(xué)社會科學(xué)研究項(xiàng)目“高校教師混合式教學(xué)勝任力模型構(gòu)建與驗(yàn)證研究”（2021SJA0172）。

①《中共中央辦公廳國務(wù)院辦公廳印發(fā)〈關(guān)于進(jìn)一步減輕義務(wù)教育階段學(xué)生作業(yè)負(fù)擔(dān)和校外培訓(xùn)負(fù)擔(dān)的意見〉》，《中華人民共和國國務(wù)院公報(bào)》，2021年第22期。

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