AI赋能教育：来自日本的启示与实践 -- 中小学生成AI应用指南

文摘 2024-12-30 20:29 美国

本文深入解读日本文部科学省发布的《初等中等教育阶段生成AI的利用相关指南 Ver. 2.0》，探讨生成式AI在教育领域的应用前景和挑战。文章指出，AI将成为提升教育效率、促进个性化学习的有力工具，强调培养学生批判性思维和创造力的重要性。同时，文章详细阐述了教师、学生和教育管理部门在使用AI时应遵循的原则和注意事项，特别是数据安全、隐私保护和版权问题。通过分析日本的实践案例，文章为我国教育领域如何合理、安全、有效地应用AI提供了宝贵的参考和启示。

AI时代教育的范式转变：从知识灌输到能力培养

1 生成式AI：教育的“加速器”而非“终结者”

生成式AI的快速发展，正在深刻改变着教育的面貌。有人担忧AI会取代教师，导致教师失业，但更应该看到，AI更多地是作为一种强大的工具，辅助教师进行教学，提升教学效率，而非“终结者”。AI可以承担一些重复性、机械性的工作，让教师从繁重的事务中解放出来，有更多的时间和精力去关注学生的情感、心理和创造力培养，更好地实现“育人”的根本目标。正如日本文部科学省在《指南》中所强调的，“应将生成式AI视为一种有用的工具，根据使用方式，它可以辅助和扩展人类能力，并拓展我们的可能性”。

2 能力为王：AI时代的核心素养 -- 批判性思维与创造力

在信息爆炸的AI时代，获取知识变得前所未有地便捷。AI可以快速提供各种信息和答案，因此，死记硬背不再是学习的关键。教育的核心目标应该转向培养学生的高阶思维能力，特别是批判性思维和创造力。《指南》明确指出，“暂且不论真伪，正因为在可以轻松获取信息的数字时代，才更需要加深对学习意义的理解，理解各个信息的含义，探究问题的本质，并促进不仅仅是单个知识积累的深层意义理解”。这意味着，学生需要学会如何筛选、评估和利用信息，提出有价值的问题，并创造性地解决问题。

3 人机协同：构建新型师生关系 -- 教师角色的转变

AI的介入，将重塑师生关系。教师的角色将从传统的知识传授者转变为学生学习的引导者、促进者和合作者。AI可以承担一部分知识传授的工作，而教师则更专注于培养学生的高阶思维能力，激发学生的学习兴趣和内驱力。《指南》强调，“教育是通过教师和学生之间的人格互动来进行的，制定适当的指导计划、设定学习环境、细致的观察和支持等，作为学习专家的教师的作用，在生成式AI成为社会基础设施一部分的时代，将变得更加重要”。

日本文部科学省的AI教育战略：以人为本，安全应用

1 指南出台：日本AI教育的“指南针”

面对生成式AI的迅猛发展，日本文部科学省迅速响应，于2024年12月26日发布了《初等中等教育阶段生成AI的利用相关指南 Ver. 2.0》。这份《指南》并非要对生成式AI在学校的应用做出限制，而是为了帮助学校教育人员理解生成式AI的优缺点，从而更好地使用这一工具。该指南为日本学校教育人员如何安全、有效地应用生成式AI提供了明确的指导，是日本AI教育的“指南针”。

2 核心原则：安全、公平、透明、合法

《指南》提出了在教育领域应用生成式AI的四大核心原则：

• 安全性: 强调遵守相关法律法规，确保AI应用的安全性，保护学生隐私和数据安全。
• 公平性: 关注AI应用可能带来的偏见和歧视问题，确保所有学生都能公平地受益于AI技术。
• 透明性: 强调AI应用的可解释性和可理解性，让教师、学生和家长都能了解AI是如何辅助教学和学习的。
• 合法性: 强调生成式AI的使用要严格遵守相关的法律法规，特别是关于个人信息保护和著作权的规定。

3 应用场景：教师校务、学生学习与教育管理

《指南》详细阐述了生成式AI在教师校务、学生学习和教育管理三大场景中的具体应用。

• 教师校务: AI可以辅助教师进行备课、批改作业、制作课件、管理班级等，提高工作效率。
• 学生学习: AI可以为学生提供个性化的学习资源和指导，辅助学生进行语言学习、写作练习、编程学习等。
• 教育管理: AI可以帮助教育管理部门进行数据分析、资源配置、质量监控等，提升教育管理水平。

教师的“AI助手”：提效减负，专注育人

1 备课神器：从教案到习题，AI一键生成

生成式AI可以成为教师备课的得力助手。教师可以利用AI快速生成教案、课件、习题等教学资源，大大节省备课时间。《指南》中提到了多个教师使用AI辅助备课的案例，例如，利用AI生成英语小测试题、创建学校活动通知、模拟课堂对话等。

2 个性化教学：AI助力因材施教

AI可以分析学生的学习数据，推荐个性化的学习资源和路径，实现因材施教。《指南》提出，“在学生的学习场景中，预计也将推进实现符合每个人需求和特性的学习，或者从新的视角和更深层次的视角来加深学习的应用”。

3 行政助手：AI让校务管理更高效

AI可以协助教师处理各种繁琐的校务工作，例如生成各类通知、报告，进行数据统计和分析等，提高校务管理的效率。《指南》中列举了使用AI生成学校活动通知、家长会通知等案例，说明AI可以有效减轻教师的行政负担。

学生的“AI学伴”：个性化学习，激发潜能

1 定制化学习：AI智能推荐，精准辅导

AI可以根据学生的学习进度和掌握程度，为学生推荐合适的学习资源，提供个性化的学习路径和指导。例如，《指南》中提到，可以利用AI为学生生成个性化的单词表和例句，帮助学生更好地学习外语。

2 创意引擎：AI激发学生的想象力

AI可以作为学生的“创意伙伴”，帮助学生拓展思路，激发创造力。例如，在写作课上，学生可以利用AI生成不同的写作思路和素材，然后进行筛选和整合，创作出更有创意的作品。《指南》中提到，可以利用AI与学生进行头脑风暴，帮助学生发现新的视角和观点。

3 语言学习：AI打造沉浸式语言环境

AI可以为学生提供沉浸式的语言学习环境，例如，利用AI进行英语口语练习、日语学习辅助等。《指南》中特别提到了利用AI进行外语学习的案例，例如，利用AI作为英语会话的练习对象，或者为学生生成个性化的英语学习资料。

4 信息素养：AI时代必备的“元能力”

在AI时代，信息素养成为一项至关重要的能力。《指南》强调了培养学生信息素养的重要性，特别是要让学生了解AI的局限性和潜在风险，学会批判性地看待AI生成的内容，避免盲目迷信AI。

教育管理的“AI智囊”：数据驱动，科学决策

1 安全为先：数据隐私与网络安全

在教育领域应用AI，必须高度重视数据安全和隐私保护。《指南》强调，要遵守相关法律法规，采取必要的安全措施，确保学生数据的安全。例如，不得将学生的个人信息输入到AI系统中，除非AI服务提供商明确承诺不会将这些信息用于训练模型或其他目的。

2 资源优化：AI助力教育资源均衡配置

AI可以帮助教育管理部门分析教育数据，优化教育资源配置，促进教育公平。《指南》提出，教育委员会应该积极利用AI技术，提升教育管理的效率和水平。

3 质量监控：AI评估教学效果，提升教育质量

AI可以帮助教育管理部门评估教学效果，监控教学质量，为教育决策提供数据支持。《指南》建议，可以利用AI分析学生的学习数据，评估教师的教学效果，为提升教育质量提供参考。

日本学校的AI教育实践：先行者的探索

1 大阪市立天王寺中学校：AI辅助英语教学，提质增效

大阪市立天王寺中学校积极探索AI在英语教学中的应用，利用AI生成英语小测试题、创建学校活动通知等，有效减轻了教师的工作负担，提升了教学效率。

2 相模原市立中野中学校：AI模拟课堂对话，提升学生思维能力

相模原市立中野中学校利用AI模拟课堂对话，帮助教师更好地设计教学活动，提升学生的思维能力。教师通过与AI的对话，可以预判学生在课堂上可能提出的问题和反应，从而更好地设计教学内容和教学方法。

3 茨城县筑波市立学园之森义务教育学校：AI助力国语教学，培养学生探究能力

茨城县筑波市立学园之森义务教育学校在国语教学中应用AI，通过AI提供的新视角和建议，引导学生进行深入的探究学习，培养学生的批判性思维和问题解决能力。

4 茨城县立龙崎第一高等学校：AI融入编程教学，培养学生实践能力

茨城县立龙崎第一高等学校将AI融入编程教学，学生可以利用AI生成代码，解决实际问题，培养学生的编程能力和实践能力。

迎接AI+教育的未来：挑战与机遇并存

1 伦理挑战：AI偏见、教育公平与算法责任

AI的应用也带来了一些伦理挑战，例如AI的偏见问题、教育公平问题等。《指南》强调，要关注AI应用可能带来的偏见和歧视问题，确保所有学生都能公平地受益于AI技术。

2 技术挑战：数据安全、隐私保护与技术应用的边界

AI的应用还面临着数据安全、隐私保护等技术挑战。《指南》强调，要采取必要的安全措施，确保学生数据的安全，并合理界定AI在教育领域应用的边界。

3 素养提升：教师AI应用能力与学生信息素养培养

要实现AI与教育的深度融合，还需要提升教师的AI应用能力和学生的信息素养。《指南》强调，要加强对教师的培训，提升教师的AI素养，同时也要加强对学生的信息素养教育，培养学生正确使用AI的能力。