目  录

一、问题提出

二、人工智能在教育中的应用

三、人工智能教育工具的选择标准及示例

四、人工智能教育应用的优势、挑战及未来发展

五、启示与思考

一

问题提出

随着智能技术的持续革新，人工智能正以前所未有的速度颠覆人类的生产生活方式，驱动教育及其他社会公共服务领域发生深刻变革。目前人工智能已经广泛渗透到教育领域，为教育教学变革带来前所未有的机遇。通过精准分析个体差异，个性化配置教育资源，人工智能以多元化互动形式和动态适应性内容革新了教育模式，实现了学习过程的自如高效。

人工智能教育应用日益广泛，但其引发的威胁数据隐私、加剧算法偏见等伦理困境日益凸显，成为阻碍人工智能与教育深度融合的重要障碍。此外，教育领域缺乏对人工智能术语的明确阐释及应用指导，致使教育决策面临挑战。因此，迫切需要探索人工智能教育应用的最佳实践路径，寻求适切的解决方案，确保人工智能教育的可持续发展。

在此关键节点，新加坡发布了《2024年人工智能教育应用终极指南》，系统梳理了人工智能相关术语，精选了现有的最佳人工智能工具，并辅以生动实用的案例解析，介绍了ChatGPT等前沿技术，汇集了行业专家对未来教育趋势的精准预测与实践建议，旨在助力教师构建一套全面的人工智能教学方案，增强其在课堂中恰当运用人工智能技术的能力。该报告能为我国探索适合本土教育体系的人工智能应用模式、推动人工智能教育融合发展提供有效借鉴。

基于此，本文深入剖析人工智能和生成式人工智能的本质内涵与类别划分，追溯其在教育领域的应用历程，重点聚焦课堂教学中人工智能的应用案例，详述了一系列实用人工智能工具的功能特性与使用规范，从批判主义视角审视人工智能教育应用的优势和挑战，进而探讨人工智能教育应用的未来发展趋势，思考该报告对我国推动人工智能教育创新应用的启示，以期为我国深入推进人工智能与教育的深度融合、加速教育数字化转型提供切实可行的实践参考。

(一)人工智能和生成式人工智能的内涵与分类

人工智能（AI）是指机器模拟人类认知、执行通常需要人类智能的任务的能力，包括感知、推理、学习、解决问题和理解自然语言等。在教育领域，人工智能可以执行自动化备课、任务管理、个性化学习辅助等多种任务。人工智能可分为两类。

第一类，窄人工智能（弱人工智能），窄人工智能执行有限领域的特定任务，如下棋、问答等，但缺乏一般智能特性，ChatGPT、必应人工智能（Bing AI）和谷歌巴德（Google Bard）皆属此类。第二类，通用人工智能（强人工智能），通用人工智能像人类一样理解、学习和执行各种形式的智力任务，但目前仍处于理论研究和实验阶段，尚未真正实现。

第三，深度学习分析。利用人工智能技术的大数据洞察能力，教育者可及时识别可能需要额外关注的学生，进行早期干预，改善学习成果。

第四，智能化课堂管理。课堂人工智能工具可以协助教师高效完成日常行政琐事，从而节约教师时间，使其专注于与学生的沟通并提供指导。

2.课堂人工智能实践指南

课堂人工智能正展现出改变教育格局的巨大潜力，在课堂上有效使用人工智能应当注意以下八点。

第一，明确教育愿景。明确使用目标是选择课堂人工智能工具的首要步骤，如提高成绩、助力个性化学习或简化管理。

第二，小规模试点测试。先在小规模学生群体或教师中实施试点项目，评估效果、收集反馈意见并调整改善，再将其扩展到整个课堂。

第三，评估课堂人工智能绩效。教育者应持续评估课堂人工智能的应用效果，确认其是否有助于实现教育目标，并根据教师、学生和其他利益相关者的反馈，不断完善应用策略。

第四，识别潜在偏见。鉴于课堂人工智能工具基于大型数据集进行训练，可能受到算法偏见的影响，教育者必须核查人工智能生成内容中的潜在偏见，以促进公平性、包容性和多样性。

其次，选择适配的人工智能工具。查找其他教师的评论和建议，更加深入地了解工具的真实效果。再次，将工具融入教学。逐步探索并调整，将这些工具集成到工作流程中。

最后，分析结果。利用人工智能工具分析数据，辅助教学设计，制定更明智的教育决策，为学生提供更好的学习体验。

(一)人工智能教育应用的优势

人工智能对教育的积极影响体现在多方面。

第一，担任教师助理。如ChatGPT能即时反馈信息，参与个性化课程设计、游戏制作等多项任务，能扮演虚拟导师等角色，增强教学的个性化和包容性，创建更具活力和支持性的学习环境。

第二，简化工作流程。智能管理助手可节约教师时间，以便教师专注于学生学习和成长。

第三，减少烦琐工作。人工智能为学生提供个性化反馈，精准定位学习盲点，增强学习效果。

第四，提供抄袭检查功能。抄袭检查机制提高了学生思想的真实性和原创性，助力学生智力成长。

第五，生成课程图像和视频。人工智能帮助教师打造引人入胜的学习内容，激发学生的学习兴趣。

第六，辅助课程设计。教师无须从头构思，人工智能可以帮助教师快速制定课程大纲、学习目标、活动和提示。

第七，生成即时测验内容。人工智能可以生成测验内容以评估学生的表现。

第八，制作幻灯片。人工智能可以帮助教师在短时间内制作精美的幻灯片。

(二)人工智能教育应用面临的挑战

目前，教育者对人工智能在教育领域的广泛应用存在担忧，教育者必须明确人工智能对教育的潜在危险及应对方法。

第一，侵犯数据隐私，导致安全风险。人工智能工具可用于收集大量教育数据，这些数据如果没有得到充分保护，敏感信息可能会面临未经授权就被访问甚至被滥用的风险，从而侵犯知识产权和学生隐私。例如，越来越多的教室配备了人工智能摄像头和脑电波跟踪器，甚至还有跟踪和操纵学生行为的智能笔。针对这类风险，教师应尽快熟悉数据保护法规，确保在课堂上使用的人工智能工具符合标准，同时教育学生对数据共享负责。

第二，人际关系丧失。尽管人工智能教育应用能增强个性化的教育体验，但这些体验缺乏只有人类教师才能提供的同理心和情感支持。现有的情感聊天机器人（如Woebot和Ellie）可为学生提供情感支持和心理健康资源，但是否能像人类教师一样有效尚存争议。针对这类问题，教师应平衡使用人工智能工具与真实的个体互动，如小组讨论、课堂活动和一对一聊天等，鼓励学生向教师和同伴寻求情感支持，而不是完全依赖聊天机器人。

第三，偏见与歧视。人工智能系统依赖数据训练，可能会延续并加剧现有的偏见，加大某些学生群体的优势或劣势，威胁学术公平。近期，ChatGPT被认定存在偏见和歧视，它的某些回应存在性别歧视、种族主义或其他冒犯性内容。针对这个问题，教师应提高警惕，积极与学生讨论公平、包容等问题，提高对偏见问题的认识，深化对人工智能的道德性使用。

第四，过度依赖人工智能导致创造力和原创性的丧失。教师应鼓励学生独立思考，激发并推进创造力的发展，并在不涉及人工智能工具的课堂中鼓励独特想法，助推原创作品的产生。

(三)人工智能教育应用的未来发展

近年来，人工智能尤其是生成式人工智能对教育产生了巨大影响。探讨人工智能教育的未来发展，不仅要了解其利弊，还需要充分享受人工智能教育带来的福祉，积极应对和化解潜在的危害与挑战。不久的将来，教育者可以期待：

第一，多模态生成技术的飞跃。生成式人工智能具有将内容“翻译”为各种形式的能力，包括从文本到图像、从图像到视频、从文本到音频等。人工智能模型中多模式日益增长的趋势将促进学习内容的动态化，为学生提供更直观、互动性更强的学习体验。

第二，人工智能工具的普及化和便捷化。随着人工智能设计日益人性化，任何教育者都能在课堂上发挥潜力，如自动化任务管理、个性化学习体验设计等，及时反馈并提高学生参与度。

第三，强化社会情感教育。虽然人工智能在教育中的应用日益广泛，但无法取代教师在培养学生社会情感技能等方面的作用。社会情感教育、同理心的培养、以人为本的教学只有人类教师才能做到。

第四，个性化学习。人工智能借助自适应算法，不断革新个性化学习，系统识别学生的学习偏好、强项与弱点，满足不同的学习需求，量身定制教育方案。

第五，促进教育的可及性和包容性。人工智能技术的不断进步使学习材料和资源更加多样化，支持通过字幕、文本转语音等辅助技术，确保每个学习者有效访问和参与学习。

第六，增强现实和虚拟现实的兴起。增强现实和虚拟现实技术与教育的融合将变得更加普遍，为学生提供身临其境的互动学习体验。人工智能能够多模态（即将基于文本的材料转换为3D模型）创建现实和虚拟现实的教育内容，让抽象概念触手可及，学习过程更加生动有趣。

(一)构建师生人工智能素养培训体系，实现人工智能工具创新应用

随着ChatGPT等新一代人工智能技术的广泛应用，课堂教学正迎来前所未有的变革与创新机遇，同时也面临诸多挑战，如教师缺乏人工智能教育结构化培训，人工智能专业术语和指导资源不足，不利于教师在教学中进行决策。因此，亟须提升师生适应和驾驭人工智能的能力，推动人工智能在教育中的创新应用。

首先，加强师生人工智能素养培训，构建人工智能素养培育体系，促使师生自信、批判且安全地使用人工智能工具。一方面，必须明晰智能素养培育框架中各维度的重要程度和相应的优先培育次序，构建一个集学习、教学、管理、评价于一体的智能化教育场景，以便全方位地监测并优化智能素养各维度的培育效果。另一方面，为提升人工智能素养水平，师生需要掌握人工智能相关知识和技能，不断强化人工智能应用意识，妥善处理好人与工具的关系。

其次，为教师提供支持其做出明智教学决策的资源，提升教师的数字化技能。相关部门应组织学科领域的专家、教研人员及一线骨干教师，根据学科课程标准和教学实际需求，分类建设系统化的教学资源。

再次，基于实时教学数据，精准描绘教师需求图谱，为其定制推送一系列优秀示范课程、创新活动设计方案等数字化教学资源和专家科研成果、实践经验等智力资源。

最后，采用多元化的教育策略，为学生提供支持人工智能工具积极使用的教育环境。教师可以通过创新智慧教学模式和设置跨学科课程，让学生多角度理解人工智能技术的相关术语和应用，培养学生的责任感和批判性思维。例如，结合人工智能和医学问题，让学生思考如何利用人工智能监测患者健康状况，从而实现个性化医疗和预防性护理。

同时，为学生提供支持自主学习的人工智能工具，鼓励学生开发简单的基于人工智能的解决方案，积极探索人工智能的应用潜力，促进其对人工智能技术的理解和积极使用。

(二)制定课堂人工智能工具选择标准，促进人工智能工具教学使用

随着人工智能与教育的深度融合，课堂形态发生变革，人工智能技术逐渐成为提升教学质量、促进个性化学习的重要驱动力。然而，如何高效且恰当地在课堂教学中融入人工智能工具，目前仍面临显著挑战。为此，亟须建立一套系统化、适用性强的人工智能工具选择标准，确保人工智能教育应用既高效又符合教育原则。

首先，为教师制定明确的课堂人工智能工具选择标准。在选择人工智能教育工具时，教师应遵循明确的标准，比如工具应与教学理论相符，匹配学生的能力和认知水平，设计用户友好的界面及辅助功能以适应多元需求，同时其效用需经教学实践验证。

其次，开发人工智能教育工具需要多元主体参与。结合教育学家、一线教师和技术专家的力量，根据教学阶段的特征、目标及学生反馈定制工具，确保教育与技术的有效融合，满足教师多样化教学和学生个性化学习的需求。

再次，搭建人工智能教育数据平台。通过大数据分析洞察学生的学习特征，动态生成个性化学习方案，并实现学习进程的数据可视化，辅助教师优化教学流程与策略。人工智能教育工具开发完成后，需在真实的课堂中不断测试，反复迭代优化，以确保其有效性和适用性。

最后，成功应用人工智能教育工具需要学校、教师及学生的协同努力。学校要加大资金投入，构建智能教学环境，配备高级设备和资源。同时，组织技术培训强化教师应用素养及操作技能。教师在日常教学实践过程中，应注重鼓励学生拥抱智能教学，培养学生的积极态度和智能素养，为学生向高阶学段过渡及适应未来智能化社会奠定基础。

(三)完善人工智能教育应用监管框架，助力人工智能工具规范使用

随着人工智能技术的不断发展，其在教育领域的集成已经从理论探讨转变为广泛实践，深刻影响着教学模式、学习体验及教育资源分配。然而，这一技术浪潮的涌动阻碍了人工智能教育应用的健康发展。为促进人工智能技术在教育领域的可持续发展，构建和完善人工智能教育应用的监管框架尤为迫切。

首先，推动监管框架迭代升级。人工智能教育监管框架受政府部门、人工智能开发者、高等教育机构与个人用户等四类主体的影响。因此，相应的机制应包括：制定完备的规章制度，实施公正透明的监管措施；创新人工智能教育技术变革，升级内部机制；审核算法、数据及结果，确保合规并保障用户利益；提升道德责任意识，监督并报告违规的人工智能行为。

其次，建立以人为本的开发与应用体系。持续细化以人类福祉为中心的人工智能教育应用与评估框架，强调开发者应遵循协同育人理念，紧扣师生根本需求来创新产品。注重以人为本，不断推进人工智能教育应用。

再次，重视人的能动性，尊重人的权利。在应用人工智能教育工具时，教育者应当平衡技术优势与人的主体性，确保技术的发展蕴含人文精神和社会情感，坚持以学生发展为核心。

最后，构建完备的监管机制。强化对设计者与开发者的监管，确保其遵守行业规则，通过教育培训提升使用者的安全意识，确保人工智能工具的安全性，助力人工智能工具在教育领域的规范使用。

(四)创新课堂人工智能教育应用模式，推动人工智能工具持续使用

随着人工智能在教育领域的日益渗透，传统教学模式正迎来深刻的转型与升级。教育者正积极探索人工智能技术与课堂教学深度融合的新路径，利用人工智能技术重塑教学模式，为学生打造更加个性化的学习环境。从智能辅导系统到个性化学习路径定制，再到集成丰富资源与强大交互能力的智能教学助手，人工智能工具展现出无限潜力。

首先，人工智能正在塑造更加高效、包容的未来教育。人工智能将成为驱动教育转型的强大力量，全方位、深层次地融入学习的每个环节，从精心设计的课程安排、智能化的教学辅导，到精准高效的评估反馈系统，确保每位学生都能接收到最适合自己的学习资料，把握自己的学习节奏，实现资源的优化配置与师生间的无缝协同。利用大数据分析学生的偏好、强项与弱点，智能推荐学习路径与资源，实现学习的定制化，增强互动性体验。

其次，人工智能系统使教育教学更加灵活便捷。实时分析学生的学习情况，为其提供即时的反馈与指导，帮助教师更准确地了解学生的学习情况，从而有效开展针对性教学，提高教学效率。

再次，人工智能有力推动教育全球化进程。优质教育资源能够跨越时空的限制，惠及每一位学习者，无论他们身处何地，都能拥有广阔的知识视野与深度的学习体验。

最后，人工智能将开创教育新时代，赋予教与学前所未有的新颖体验。实现这一愿景，需要超越传统意义上的教育技术整合，通过持续的探索和创新，迈向科技与教育深度交融的新境界。借助智能技术，教育者可以精准对接每个学习者的个性化需求，激发潜能，将他们培养成为适应未来社会的多元化优秀人才。

（本文部分内容来自“The A-Z Guide to AI in Education 2024”。报告网址：https://www.classpoint.io/blog/ai-in-education-guide。河南大学教育学部本科生宋梦琪、吴迪、孙攀瑞、方艳梅、王妮娜、辛婉如、赵怀亮也参与了论文写作，为本文提供了资料收集和整理方面的帮助，特此致谢。）   

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编辑：Zero