“AI智能教育支持系统”在家庭教育中的运用

徐东升 孙叶飞 方孝华

摘 要 家庭是社會的基本细胞，是人生的第一所学校，家庭教育关系着一代人的成长、直接影响着未来社会的发展。目前，我国家庭教育的现状不容乐观。许多家长对家庭教育倍感迷茫，现实情况往往是虽然广大家长参加了许多家长课堂，但难以将家庭教育指导知识落地实践到家庭中。如何打通知识与实践的“最后一公里”，如何破解“知”与“行”的难题，AI智能教育支持系统为我们提供了一条全新的思路。

关键词 AI智能教育支持系统 家庭养育 知行合一

中图分类号：G78                                   文献标识码：A  DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2020.12.015

Abstract Family is the basic cell of society and the first school in life. Family education is related to the growth of a generation and directly affects the development of the future society. At present， the current situation of family education in China is not optimistic. Many parents feel confused about family education. The reality is that although the majority of parents have participated in many parents' classes， it is difficult to put the family education guidance knowledge into practice. How to get through the "last mile" of knowledge and practice， and how to solve the problem of "knowledge" and "action"， AI intelligent education support system provides us with a new idea.

Keywords AI intelligent education support system; family education; unity of knowledge and action

“家庭是人生的第一所学校，家长是孩子的第一任老师，要给孩子讲好‘人生第一课，帮助扣好人生第一粒扣子。”习近平总书记在全国教育大会上的讲话，把家庭教育提升到前所未有的国家发展战略高度。政府、社会、学校和家庭也越来越重视科学的家庭教育方式，社区帮扶、学校家长课堂以及社会各类的家长培训如雨后春笋之势冒出。尽管全民受教育水平不断提高，家庭教育的科学教养意识越来越强，许多家长也有了科学的家庭养育的意识，但是在具体操作中，依然存在很多挑战与困境，特别是受各种因素的影响，在实际家庭养育中出现“知行分离”的境况。

一方面是“知而不行”，即家长接受教育后虽然知道、明白、懂得相关的家庭教育知识，但是在实际生活中却不愿自觉履行这些知识，也不会将这些知识转化为具体的行动。“语言上的巨人，行动上的矮子”就是这种“知而不行”的生动体现。

另一方面是“行而不知”，即家长做出了有利于孩子成长的家庭教育技术方法，但是这种方法并不具有坚强的理论指导，因此具有偶然随意性。一旦将这种情景进行类推，那么家长便不知道如何下手了，原因就在于家长没有相关知识的整体把握。

总的来说，我国目前家庭教育存在最大的问题就是家庭教育的“知”和养育技术的“行”最后一公里并未打通，即在家庭教育实践中，家长的行为往往受到所处环境、心情思想等不可控因素的影响，导致家庭教育的问题持续存在。因此需要推进一个具有能够克服传统家庭教育知识运用中弊端的工具，改善家庭养育方式，从而提升整体家庭教育水平。

在上述情况下，家庭教育呼唤着一种更丰富的形式来进行改善。如何巩固家长的学习成果，如何在日常生活中时刻辅助家长，如何减少家长在家庭教育中的不可控行为，如何让家庭教育技术的贴身指导变得可能？AI智能教育支持系统正是在物联网、信息化时代的呼唤下应运而生。

AI智能教育支持系统主要为家庭教育提供辅助支持，其通过物联网支撑的方式接入家庭内部家居环境，如家庭智能音箱、智能灯光系统，随身智能手环等。整个系统以双向互动的方式，借助智能化家居的方式实现对家庭教育知识的正确运用指导，为家庭提供相应的主动性介入支持。系统以丰富的家庭教育实践和专家指导为支撑，根据不同家庭、不同情境建构因材施教的家庭教育支持方案。根据实际情况会有智能化的主动介入，比如当家庭矛盾发生时，通过灯光、音乐、声音等提醒舒缓矛盾主体的情绪，并根据需要提供语音指导。

1 系统设计的总体目标

1.1 多角色联动

家庭教育系统的完善仅依靠一方的力量是远远不够的。因此，本系统是融合四方角色进行联动，其中包括：家庭（系统使用者）、学校（系统助推者）、政府（背后主导者）、社区（系统监督者）。从系统的使用、形成、监督多方面进行介入互动。在这样一个联动系统中，更可以结合实际，充分发挥各方主体的能动性，形成政府、家庭、学校、社会联动的家庭教育工作体系，构成系统运行的基础。

1.2 大数据背景下的智能闭环

整个双向互动AI家庭教育支持系统是基于大数据背景下进行的，充分运用大数据技术，实现“事件—收集数据—归纳信息—加工数据—做出决策—提出办法—反馈评价—改进办法形成案例库”的智能循环。结合以往的数据采集，智能分析家庭中所处的情况，根据不同的情况给出不同的处理意见、显示不同的智能反馈。发挥数据收集、管理和挖掘功能，提升对正确运用家庭教育知识的预测、监测能力，从而达到更好地形成对应策略的效果。

1.3 系统设计中考虑性能等多方面要求

除了上述功能考虑，还需要考虑系统的性能，系统在设计建设完成后还需要满足适用性、安全性、可扩展性、标准规范性等多方面的要求。具体来说，家庭中的各项数据属于隐私数据，应当在收集时充分做好保障措施;系统应当保障系统中教育内容的全面性和专业性，可以满足父母对于教养技术实际操作的使用需求;通过分布式和模块化管理让系统更加具备生命力和健壮性;注重系统的灵活性和稳定性，能够快速响应用户的需求，同时又能够方面维护和二次开发;从长远来看，决策系统需要以易用为宗旨，同时又需要保障自身的不断发展来满足未来用户需求变化的情形。

2 系统结构设计

在AI家庭教育支持系统中，最重要的是家庭教育数据的收集、处理及根据不同数据采取的针对性巩固办法。而数据的加工需要科学的方法和相应工具的接入，通过人工智能和大数据的双向引领之下，系统可通过数据集成分析特定的数据，将数据反馈至云端。同时，系统可利用多种数据技术进行数据挖掘、预测分析，推荐出可行的方案，为父母提供正确教养的思路。

结合现有的分析技术水平和开发基础，本系统的构想是对按照系统的不同功能进行分层结构，主要有三大板块：数据外显互动板块、数据平台服务及决策处理板块、数据运行环境维护板块，为不同家庭的不同特点提供方案支撑，具体如下：

数据外显互动板块：用于终端系统的运行，打造与用户和利益相关者直接接触的平台。同时，主要进行一部分的系统日常管理，针对简单、易处理的信息作出快速响应，对一部分的教养方案采取评估手段，及时地跟踪教养手段运用后的效果。

数据平台服务及决策处理板块：纵观整个家庭教育支持系统，数据是一切的基础，没有数据一切无从谈起。该板块主要以对数据的处理、加工、解读和制定相应方案为中心的，主要由大数据方案决策平台、大数据分析平台、数据馆、大数据云端、大数据支撑平台、信息传输私密管道等提供的服务实现系统的整体功能。其中，大数据方案决策平台是根据数据挖掘、深度预测分析后制定出相应的对策，为“一家一策”提供依据;大数据分析平台主要是对平台集中的数据展开管理，进行信息的分析和加工，起到一个“智囊团”的作用;数据湖主要用于对数据池和数据资源进行存储和维护;大数据云端主要是指对不同家庭中的家庭教育数据采集后用于存储这类信息的平台，同时承担着部分预测分析的任务;大数据支撑平台主要用于为大数据云端中预测分析板块提供支持，通过深度学习、智能计算等手段，根据目前家庭内使用正确教养方式的频次来预测数据后期的发展，即目标家庭后期会产生的状况;信息传输私密管道的设置，主要是考虑到系统是一个联动着的系统，涉及多方主体，需要考虑到数据传递到政府、学校、社会等主体的媒介数据接收问题，那么信息传输私密管道就可以成为传递数据的载体。

数据运行环境维护板块：家庭教育支持系统本质上是一个全社会联动的系统，它不是一成不变的，需要不断地推入外部力量对系统及时地纠偏、引导。因此，需要政府主导、构建起学校（主要是小学、幼儿园）、社区、公益机构及市场机构等全方位的家庭教育生态系统，为本文中构想的AI+家庭教育支持系统提供一个稳定、发展的外部环境。

3 系统功能设计

根据上述分析，本系统涉及的使用人群主要是：父母家长、政府负责人、学校负责人、社区负责人和专业机构人员。其中，父母家长是最主要的使用群体。因此，系统功能是相较于面对用户的交互平台而言的。根据不同的使用用途，系统具有四大显著的功能模块，如下所示：

系統管理：主要是对父母家长的使用而言，通过系统管理模块，父母家长申请属于自己的平台账号，可以添加、删减涉及用户;日常的运营管理是应对家庭中出现的教育状况以及作为巩固家长课堂的教养知识的工具使用的，使用者可以通过日常的在线答疑、经验交流、方法库选择等功能，了解合适自身孩子情况的一套教育方案，之后进行经常性使用形成习惯;权限管理涉及数据安全、账户使用等问题，用户可以通过设置权限让家庭成员逐步参与进教养方式的改变进程之中。

数据管理：主要是针对政府的使用、查询和比对而言的，政府有关部门制定相应的法律法规，出台政策办法，收集到一定区域内的不同家庭的家庭教育情况，结合这些数据情况进行分门别类的日常管理，如对数据设置不同级别，根据数据显示的情况判定哪些家庭需要重点关注、哪些家庭需要干预介入、哪些家庭知识落地为实践效果不是很好等等，推动形成整个社会的家庭教育联动体系。

智能家居：主要是针对专业机构的研发而言的。在硬件上，结合现有高科技企业的技术，进行智能家居为代表的嵌入，在软件上通过互联网企业开发出安全、高效、便捷、创新的相关app系统，并依托物联网进行远程指导，成为正确家庭教育的“领航人”。

监督机制：主要是结合社区内的情况，引入社区、社会外部监督机制，确保实施的方案可行、正确。家庭教育支持系统通过大数据技术形成的决策备选方案由社区监督机制进行审核，并对部分方案进行检测，对有关特殊家庭的教养方案采取预警制度，利用方案处理后的结果进行研讨，及时纠偏。通过监督机制可以极大地提高了系统运行效率，一定程度上可增强系统运行的公正性。

4 AI智能教育智能支持系统终端运行功能板块构成

在对AI智能教育支持系统的终端系统运行功能设计和发展过程中，AI智能教育支持系统借助未来智能家居的形式可以充分实现以家庭融入为目标的核心体系，对于家庭专业指导以及主动性干预的价值相对较大，整个系统借助智能化家居的方式实现对基本家庭教育的日常指导，并通过对未来智能化家居的构建来实现音乐疗愈、灯光调节以及语音提示和情绪手环模块支持系统。根据实际情况智能化介入，比如在家长双方发生争执过程中提醒家长控制情绪，并给予孩子一定的思考空间。具体板块功能设计如下：

4.1 日常指导支持模块

在系统设计过程中，通过论坛模块以及辅导模块的设计，以家庭智能语音系统为传输终端，或者以APP 浏览页为传输主导页面，实现对家长在日常教育过程中遇到的一些问题进行归纳梳理，为家长提供参考。与此同时，论坛页面可以就自身遇到的实际家庭教育问题进行发帖咨询。

4.2  主动介入支持模块

在主动支持模块上，系统设计是依托未来的发展进行的，也就是嵌入了未来的智能家居概念，当家庭出现环境异常，如家庭成员语气异常激烈，出现一些言语上的争吵，智能系统会根据判断，并提醒温馨的语气提醒音，借助灯光变化、音乐播放或者讲个笑话的方式实现对场景的介入，让原本争吵的环境能够得到一定的冷静思考，消除家庭紧张情绪，当然为了保证主动支持系统不对家庭日常生活造成影响，系统的开启与关闭权可以手动进行控制。

4.3  移动情绪手环支持模块

在实物的支持上，移动情绪手环类似于当前的“华为手环”“小米手环”等，手环上可以根据使用者的心率变化以及外在聊天环境的智能判断，实现对用户情绪的判断;借助震动、语音或者远程激活的方式来实现对使用者以及家庭成员的提醒，帮助用户稳定情绪，让用户注意控制情绪。与此同时，移动情绪手环还设置了相应的缓压方式，通过震动按摩来抚平用户的情绪，促使用户更好的以平常心运用养育知识进行实践，从而达到更好的效果。

5 系统运行保障“知行合一”机制设计

5.1 政府层面：加强引导，构建家庭教育生态Al系统

加强政府的主导地位，实现对家庭教育数据采集工作的全方位保障，确保以数据为核心的AI+系统教育建立起家庭数据板块，并针对大数据划分地区对家庭教育生态体系情况进行构建。坚持双向互动，出台相应的法律政策文件，避免AI软件操作者窃取相应的家庭数据隐私，对于数据的安全性予以保障，构建起软件硬件的全面保障措施。在对AI数据进行支撑的过程中，为大众打造家庭教育发展平台，引导整个社会支持和重视家庭教育问题，挖掘家庭教育的深度数据：对家庭教育问题及时的更新和梳理，让目标家长在使用家庭教育技术时避免陷入误区。

5.2 学校层面：联动家校沟通体系，为家庭教育提供辅助信息

学校和家庭是学生所处时间最长的场所，因此，通过AI智能教育支持系统联动家校沟通，学校为家庭提供相对的学生情绪表现、成绩表现以及互动情况等数据：家长根据学生近期家庭表现情况对自己的教育方式以及沟通方式进行调整，联动帮助提高对学生的教育。通过与学校合力的方式促使目标家长更加了解孩子的特点，从而采取正确的教养方式。

5.3 社会层面：开展家庭课堂互动，专业机构加快Al教育产品研发

对于社会层面而言，可以定期开展家庭教育课程，通过AI线上的方式或者线下教育的方式来进行;从社会学和心理学等角度为家长构建相应的学习支撑体系，帮助家长快速树立正确的学生价值观，树立正确的教育方法。基于专业机构而言，加快对AI教育产品的研發与功能完善是十分重要，比如在如何与智能家居的联动问题上进行深层次开发，实现对家庭教育的全面支撑，为家庭教育构建相应的数据库;以营利的方式来实现对家庭教育发展的引导。例如，家庭教育专业机构也可以研发出如穿戴型设备进行巩固培训成果，让正确有效的教养方式得到强化。

十年树木，百年树人。育人始终是一项极其重要的任务，尤其是在精神文明和物质文明高度发展的今天。如何培养内心有力量的未来公民，如何改善当前家庭教育碎片化、质量差异化、功能片面化等特点等等，是时代面临的紧迫而又重要的课题。本系统期望集结社会各界力量，为目标家庭提供指导和支持，以每个家庭为中心，希望能够打通家庭教育理论与现实使用的“最后一公里”，推动家庭教育功能的实现。

*通讯作者：孙叶飞

基金项目：国家级大学生创新训练项目（项目编号：S201910876069），本文受浙江省高校思政理论课名师工作室（浙江万里学院）专项支持

参考文献

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