人工智能时代与城乡二元结构治理的应用研究

李春明，袁闽湘，王 贤，罗文峰，张 琦，余振江

（1.广州市白云区教育研究院，广东广州 510440；2.广州市白云区新市教育指导中心，广东广州 510405）

一、教育现状与问题

白云区位于广州市中北部，面积796平方公里，也是广州市中心城区中面积最大、常住人口最多的区，城乡二元结构特色凸显。城乡之间、校际之间不均衡现象比较突出，区域教育的整体实力有待提升。近几年来，白云区致力研究人工智能如何应用到教育中，以改变现代教育的形式和效果。通过人工智能技术在教育领域的广泛应用，为传统的学校教育注入了新的活力，推动了教学、学习与管理模式的变革，使得教育在一次又一次的模式变革中不断由量变走向质变。

从教育领域的整体发展来看，人工智能与教育的深度融合，将为白云教育的发展创造新环境和新手段，提供新机会和新可能。

二、人工智能时代教育治理城乡二元结构的解决思路

解决区域教育发展不平衡问题是一个长期的过程，需要付出持之以恒的努力。必须立足长远、合理规划，进一步加大统筹区域教育发展的力度，促进区域教育资源的合理流动和优化配置，逐步形成良性互动（如下图）。

（一）优化人工智能教育科技创新体系

研究人工智能与教育深度融合发展的战略目标、基本方针与主要任务，规划人工智能教育应用的创新推广模式、方法和路径[1]。建立区域内资源合理调配和使用机制，提高资源利用率。合理分配有限的教育资源，遵循平等、对等、补差的原则，平抑城乡差别，加强城乡学校之间的合作交流，促进区域内部城乡教育资源共享。

（二）推进智能教育应用与创新示范

全面推进资源共建、协同备课、智慧课堂、教育评价等方面的应用。建设适应智能时代教育发展的高水平教师队伍。对教师教学、科研、管理等全过程大数据进行进一步采集和挖掘，改进教师管理，优化教师服务。同时对农村教师实施优惠政策，鼓励教师到农村学校任教，促进城乡教师相互交流等保证教师资源的相对均衡配置和教学质量的提高[2]。

（三）完善人工智能教育各项规章制度

通过建立完善关于基础教育均衡发展的方针政策、制度措施等以形式固定下来，使整个区域有章可循并保证实施，以保证基础教育均衡发展的措施得到落实，保证教育公平、社会公平。加大农村薄弱学校办学条件的改造力度，要向农村薄弱学校倾斜，缩小农村学校与城区学校办学条件之间的差距。

解决区域发展不平衡的思路

三、四重举措：人工智能时代教育治理城乡二元结构的解决策略

（一）策略一：统筹规划，建章立制

构建区域教育信息化领导机制、师生信息素养提升机制、智力支撑与引领创新机制、评估机制以及经费与组织保障机制，逐步形成人工智能教育区域整体推进框架，加强区域教育信息化改革与创新整体设计，优化和完善区域内、校际间、跨领域的协同创新平台和机制，构建区域内的智力支撑和协同创新机制。在教育统筹规划基础上，以制度和规范为指引，引领全区教育信息化规范有序开展，推进人工智能与教育教学深度融合。

（二）策略二：以点带面，均衡发展

坚持以点带面、分步推进的智慧教育发展策略，确保全方位协调发展，形成整体效益和整体优势。全区中小学校积极变革传统课堂教学形态，推进人工智能与教育教学深度融合，将“课堂革命”落到实处。2021年，全区启动教育信息化应用联盟基地建设工作，遴选出广州市第六十五中学AI+智慧教学等八个应用联盟基地，以“1+10”的推进模式，引领全区智慧教育纵深发展，进一步完善“1平台+1范式+N支点”的白云智慧教育体系。

（三）策略三：搭建平台，资源共享

打造集学习、资源、研修、管理为一体的智慧白云教育大数据云平台，提供统一、精准和人工智能的教育信息化管理和教学服务体系。通过整合学校及社会的资源与力量，建立了资源的共建共享激励机制与考核评价体系。以学科为“抓手”，实施教师网络学习空间建设活动。结合教师个人信息空间建设，通过搜集网络免费教学资源、购买公司数字教学资源、自行开发等方式汇聚学科教育资源。根据“一平台，两主线、三聚焦、四应用”的操作方式，协同建设人工智能与教育教学深度融合资源生态环境，创新资源管理，强化资源配置，实现全区教育教学共建共享。

（四）策略四：外引内培，提升素养

通过“专家引领+培训保障+教师实践”的白云教育信息化培训模式，持续提升教师队伍信息化素养与人工智能教育教学。在实验校分类组建教研团队，王冬青教授等根据自己的研究特长参与学科教研团队和骨干教师团队的教学研究活动，将人工智能研究搬到中小学一线教学，将论文写在中小学课堂上[3]。同时，利用网络技术和工具构建在线交流活动平台，完善信息化教学研究环境和机制，实现时时、事事、处处的研修，提高教研质量，提升骨干教师的信息化执教能力。通过教研促进教师专业成长，进而实现学科教学变革。

四、人工智能时代教育治理城乡二元结构的案例分析

（一）案例一：人工智能教育下的精准教学与个性化学习

广州市第六十五中学基于人工智能技术，立足学校实际，强化课堂主阵地作用。通过平板教学采集学生全场景学习数据，把教师从重复低效的环节中解放出来，教师由讲师角色升华为靶向教学的教练，为学生开出一张张个性化学习的“药方”，从赶羊群式的备考转变为精准模式，达到“少做题，多涨分”的效果。线上线下混合式教学模式，使教学变得更加高效。

比如在立体几何章节的复习过程中，有的学生是证明策略和思路找不到，有的学生是不会分解图形，这两种情况采用的复习方式肯定是不同的，如果学生都能根据自己的问题进行针对性的学习，就能形成高效学习。在智能课堂的加持下，学生可以构建自己的个人学习档案，从而对自己的学习有一个良好的认知，强项、弱项分别在哪里、学习经验是什么、习惯如何思考问题等。所以高效学习的核心就是基于个性化的精准学习[4]。

（二）案例二：人工智能教育大数据助力乡村振兴

2019年5月，广州市白云区在全市率先出台了乡村教育振兴举措，着力推动教育资源向农村倾斜，提升北部四个镇教育教学质量。其中钟落潭镇组建了信息化与基础教育均衡发展研究中心，尝试运用人工智能实现网络观测，实时了解区域教育均衡发展状况，为教育均衡决策提供数据支持；通过构建数字学校进行网络支教，为薄弱学校或教学点提供优质师资；通过同步课堂让农村教学点“开齐课”“开好课”；通过网络管理优化资源配置，实现资源共享，为薄弱地区提供教学资源，促进区域学校合作，推动教育均衡。

另外，在一线课堂上，尝试使用AI功能的智能纸笔系统，运用人工智能自动识别技术进行学生书写内容的辨认，并实现纸笔同步功能，在手写笔迹没纸化的基础上，集成了人工智能、大数据分析、云平台等多种现代技术，实时采集及分析师生的教学情况，大大降低了乡村教师的教学负担，率先实现教学的人工智能化[5]。学校教师能有效运用人工智能重构教学过程，优化教学，切实提高教学效果和质量，促进学生全面发展，为信息技术与教育教学深度融合提供保障。

五、人工智能与教育教学结合的研究成效

教育与人工智能的碰撞，能为教育带来什么？作为对技术化的应用与教育本质性功能的思索，探究智能化对教育的深层性影响，从教育学视角思考教育发展不均衡的现状。白云区坚持“试点先行，创新引领，压茬推进”的方式，分批次大力开展智慧校园建设，并逐年开展遴选、评估和考核。至2021年，全区智慧校园试点校已达100间。全区中小学校积极变革传统课堂教学形态，推进人工智能与教育教学深度融合，将“课堂革命”落到实处。

基于白云区的智慧教育大数据云平台，目前已汇聚优质教育资源数量大于10T，建设本地特色资源。对空间采集到的数据进行人工智能分析，可实现精准教学、个性化学习，为因材施教提供支持。

利用大数据与教育的深度融合，大力加强乡村教师和校长队伍建设，拓展乡村教育资源，为教师提供同步化、定制化、精准化的高质量培训研修服务。逐步改变乡村教育存在的“不平衡、不充分的发展”现状，逐步缩小城乡差距，最终破除城乡二元结构，用优质教育为乡村振兴注入更多发展动能。

经过多年实践，广州市白云区智慧教育成效逐步显现，各项成绩不断取得新的突破。人工智能与教育教学深度融合有力推进课堂教学变革，破除城乡二元结构，推进一体化的教育发展。随着可信教育数字身份应用深入推进，智慧白云教育大数据云平台建设和应用初见成效，点对点视频会议智能管理系统、全覆盖的视频监控系统常态化应用，三个课堂平台、自主开发课后托管平台上线等有效助力区域教育均衡发展。

六、结论与展望

城乡二元结构、教育发展不均衡等现象将长期存在，基于区域教育发展的特色，通过教育教学模式融合创新，持续研究和创新，继续探索人工智能与教育教学深度融合的方式。借助人工智能与云计算等强大的技术能力，破解教育资源不均，提高教育效率和教学质量，提供个性化精准化教学，优化教育评价；创新教育体系机制，深化办学体制和教育管理改革，结合学科融合创新，构建智慧教育新生态；建立以学习者为中心的教育环境，实现对教师教学行为的精准评测和反馈，实现日常教育和终身教育定制化。在此创新模式下，全流程聚焦人工智能教育与教学的深度融合，教育管理增效、学习方式变革等领域，优化课堂教学策略，推进育人模式转型，提升学生关键能力，挖掘智慧教育应用经验与典型案例并在区域内学校加以推广，形成一生一案、线上线下混合式精准教学模式[6]。在人工智能时代，教育信息化不仅带动教育快速发展和质量提升，更为推动城乡教育优质均衡发展、助力乡村教育精准脱贫提供了重要保障，为实现优质教育资源共享和教育公平提供了新方式、新范式。信息化促进基础教育均衡发展、推进乡村振兴事业，这是一个漫长的、不断渗透的过程，当前正处于初级应用阶段，我们还需要更多的兄弟区县携手参与，共同谱写新的篇章。