2024年8月，被称为“中国首款3A游戏”的《黑神话：悟空》一经上线就火遍全网，同一时间，一个采用与《黑神话：悟空》同样游戏架构的教育资源智能化改造产品——“最美教学资源颗粒——光合作用”也首次发布。《黑神话：悟空》震撼了游戏界，“最美颗粒”也惊艳了教育界，教育人士纷纷感叹：还能像玩游戏一样学习？
近年来，大数据、人工智能等技术的快速发展，颠覆了几千年来教育的底层逻辑，也为教育资源的智能化改造提供了强大的创新动力。人工智能和学习科学的双向奔赴，知识图谱与人工智能大模型、学习者模型和教学策略模型的完美结合，催生下一代教育资源智能化改造的井喷式发展。人工智能加持下的基础教育产生了哪些发展和变化？带着这一疑问，记者深入上海的校园，展开实地调查。
行知中学学生在体验“最美颗粒”。
“走进”一片树叶“看见”光合作用
想到光合作用，你当年在学校时是怎么学的？是看着图片硬背，还是看着视频听老师讲述？而如今的学生已经是“Next Level”了——可以像玩游戏一样，跟着NPC“绿精灵”进入苹果树叶片内部沉浸式学习。
在上海市行知中学，副校长闫白洋给记者展示了这款惊艳了无数人的智慧教育产品。操控鼠标，化身为喵星人“霓”，和AI智慧学伴“绿精灵”进入苹果树叶片内部，先看一小段光合作用知识介绍，就可以跟随“绿精灵”穿梭在神奇的微观世界中，像玩游戏一样，一一解锁各个知识点，逐步揭开光合作用的奥秘。随着学习进程的推进，AI智慧学伴还会根据学习者提出的问题不停地给出寻找答案的线索、图表、数据等，从而帮助学习者一步步进行探究。
这款“最美颗粒”产品是上海市宝山区教育局牵头，闫白洋生物学名师工作室承接，与网龙网络公司深度合作打造的教育资源智能化改造项目成果，运用3D教育引擎技术、AI自动化生产工具等研发，结合不同视角，设计了故事场景，强调“互动式教学、沉浸式学习”的教学需求，构建更为普适的教学策略模型。
“选择做‘光合作用’，是因为光合作用是生物学一个非常重要的概念，它经过了300多年的研究，有大量的实验，很具有典型性，是地球上最重要的一个化学反应。”闫白洋说，以前老师讲“细胞”，给学生看的资源要么是PPT，要么是照片、视频，都是单向的，学生的学习只能靠记忆，而有了“最美颗粒”，学生可以像玩游戏一样，在“细胞”里移动，把记忆转换成了回忆，更加内化。
“它（最美颗粒）用的架构和《黑神话：悟空》的游戏架构是一样的，视频的品质非常高，用3D资源打造的微观世界栩栩如生，将光合作用这个大自然的魔法展现得生动且细腻。”闫白洋表示，整个颗粒资源就是一个陪着学生成长的智能体，能够因学生的特征、个性、学习进展而呈现不同的形态，推送适合的资源或任务，展现出智慧教育的无限可能。
记者注意到，在细胞内漫游时，每解锁一个任务，还会有相应的积分，学习者如果在过程中出错，AI智能学伴就会提供各种方法。而且整个过程强调互动性，学习者15秒必须有一个点击或交互，防止开小差。
目前，“最美颗粒”已经在试用，很多学生体验后都吃惊地感叹：学习还能这样学？一名学生试用后表示，学习效率大大提高，“比较直观，能够在细胞中自由探索，可以到处移动，动画比较有趣，人物长得很可爱。”
闫白洋坦言，一直以来很多学生喜欢玩游戏，家长和老师也为孩子沉迷游戏头疼，这个产品就让学生通过玩游戏完成学习，后续还考虑像游戏那样用积分解锁道具、换皮肤、养宠物，“我们做过测试，选了一个小段（知识点），让学生去玩，玩完之后再做题目，正确率极高，基本达到96%。”与传统的静态、平面、单向的学习资源相比，“最美颗粒”是动态、立体、交互的资源，学生在学习时更投入、印象更深，学习效率也会大大提高。
“光合作用这个‘颗粒’打造出来之后，建立了这样一种模式，就可以再打造其他的‘颗粒’，以后物理、化学都可以开发。”闫白洋说，目前“光合作用”颗粒还在加速生产中，并不断试用、反馈、修正，“这个产品在全国是领先的，我们很有信心来改变科学教育的资源样态。”
求真中学的智慧同侪课堂。
从“一支粉笔走天下”到拥抱数字化
三年前，宝山区求真中学校长陈明宏在学校推行数字化转型时，一位资深教师非常抵触，他坚信可以“一支粉笔走天下”。然而仅仅过了一个学期，在看到几个年轻教师在人工智能、大数据等智能技术的加持下教学成绩突飞猛进后，这位老师转变了观念，也开始“拥抱”数字化。人工智能赋能教育，会产生怎样脱胎换骨的变化？
在求真中学教师陈韡婷和求真南校教师钱凤娇共同执教的一堂化学同侪课上，同学们正在研究蜡烛的燃烧，他们手中的平板上有一名专属AI助教，当学生提出实验困惑时，AI助教没有直接给出答案，而是通过系列启发式问题，引导学生有针对性地反思实验过程，自主提出改进思路。AI助教还提供慢放的学习视频，帮助学生发现难以直接观察的现象。伴随着多轮对话，各组学生的实验问题迎刃而解。同学们坦言，有AI助教陪伴着实验的全过程，随时可以人机对话，很有趣，“AI助教会非常详细地询问依据是什么，帮我们去弥补思维上的漏洞。”
“我们不但可以两个学校的老师同上一堂课，也可以英语、地理老师跨学科上一堂课，甚至可以道法老师与班主任跨界同上一堂课，实现教学到教育的无缝衔接。”求真教育集团总校长、求真中学校长陈明宏感慨地说，这一切的基础，是学校实现了数字化转型。
陈明宏堪称是数字化教育的“资深玩家”，2018-2021年，他用短短三年时间，将宝山区美兰湖中学这所新办学校打造成了远近闻名的数字化“网红学校”。2021年11月，他从美兰湖中学调任求真中学时，感觉像“一夜回到了解放前”。
“美兰湖中学这样的新学校数字化做得好不稀奇，能让求真中学这种历史悠久的老牌学校做好数字化才是真厉害。”带着这样的信念，陈明宏开始在学校大力推进数字化转型。他先从硬件迭代更新入手，给六年级、九年级学生人手配备一台类纸屏平板，语数外、物理、化学老师人手一台智能教学移动终端，所有教室全部更换智慧黑板。硬件到位后，又通过校企合作开发软件，研发“求真大脑”，“老师全程参与平台系统的研发过程，从研发到体验，到优化、迭代、推广，再到受惠，在参与系统平台资源建设的全过程后，老师也从资源或系统的简单操作者，变成了数字资源的研发者、体验者、优化者、受惠者。同时，还提升了学科专业素养与数字素养。”陈明宏说。
2022年，作为求真教育集团的母体校，求真中学接管呼玛中学，后者更名为求真中学北校。与在区内排名前列的求真中学相比，求真中学北校“底子”很差，周边不少居民甚至已经“舍弃”这所学校。面对这一情况，陈明宏又开始软硬件同步“改造”北校——硬件上，向求真中学看齐；软件上，针对北校优质师资不足、教学水平差距大等问题，创新构建智慧同侪课堂，“通过智慧同侪课堂，北校的学生能和本校的学生一起上优秀教师的课，享受到一样的优质教育资源。”
求真中学教师陈韡婷在课堂上。
在求真中学的带动下，求真中学北校的教育教学水平突飞猛进。短短两年，学校在区域内的排名从“尾部”跨越式迈入中上水平。
2024年初三毕业典礼那天，一位北校学生的家长找到陈明宏，送上了一面锦旗。他对陈明宏说，四年前儿子进入这所学校时，根本没想过他能考上高中，但最终孩子却考取了区实验性示范性高中，“校长，我没法表达我的感谢之情，只能给您送面锦旗。”
接管北校短短两年间，陈明宏收到了20面锦旗，“这是老百姓最朴素的表达。”在他看来，北校的快速崛起，很大意义上得益于数字化赋能，“没有数字化赋能，学校不可能这么快走上良性循环的发展道路。”
2024年9月，泗塘二中更名为求真中学南校，求真中学又开始集中所有的人力资源、数字资源、课程资源、教学资源、管理机制等去辐射、帮扶南校。“相信很快就会产生质的变化。”陈明宏信心十足。
周洋阳给学生上人工智能课程。
给每个学生配一个聪明的“老师”
中小学人工智能课怎么上？在中科院上海实验学校的计算机教室里，90后教师周洋阳没有使用任何信息化设备，而是用一种“最原始”的课堂呈现方式，给学生上了一堂关于语音识别的人工智能课。
“我表达的是‘工艺展品’，但语音识别系统却识别为‘公益展品’，为什么机器会产生这样的误判？”课堂上，周洋阳从创设的真实情境入手，引导学生思考和解决问题。这节课，她想让学生理解人工智能非常底层的一个概念——“冗余”，但在课堂导入环节，她却通过语文课的“同音词歧义”案例分析展开，让学生去寻找解决“歧义”的方法。通过多轮互动、学习，学生们渐渐理解了词汇、标点符号、断句和上下文，这些“额外的元素”让语音更易于被人类和机器理解。周洋阳告诉同学们，这是人用“冗余”去解决歧义的一种方法，而机器也是用类比人的思维去做的。
作为教育部公布的中小学人工智能教育基地学校之一，目前，中科院上海实验学校已经构建了一套系统的初中人工智能课程体系。课程从七年级开始，逐步深入，涵盖了人工智能的多个方面。
“这节课备课时，我前后推翻了三稿。”人工智能课到底要教学生什么，是周洋阳和学校教师团队一直思考和探索的问题，“如果是教技术，现在技术迭代非常快，可能等他们进入高中、大学，这些技术就过时了，所以我们觉得，应该以底层的概念为主线，培养学生的人工智能思维，这个过程中再配合一些硬件或环境来辅助学生理解和验证。”
周洋阳说，初中学生正处于认知发展的关键时期，具有较强的好奇心和学习能力，但抽象思维和逻辑推理能力仍在逐步发展中。因此，人工智能教育的内容和方式需要充分考虑这一特点。课程内容应注重趣味性和实用性，以生动的案例、直观的演示和实践活动为主，避免过于复杂和抽象的理论讲解。既能满足学生的学习兴趣，又能确保他们在现有认知水平上有效吸收知识。
人工智能课程只是中科院上海实验学校探索人工智能教育的一个方面。2024年12月初，学校正式发布了“中科智核”，这个“教学全流程数智协同平台”，集成了人工智能与数字技术，可以赋能教学全流程的实施和管理；覆盖了从资源建设到教案设计，从课堂教学到师生评价，再到学生辅导等关键教育环节，促进师生间的互联互通、教师间的共享协作以及学生的个性化学习。
校长夏红梅介绍说，中科院上海实验学校（初中部）2017年9月1日招收首届学生，学校在创办之初，就确立了明确的科学培养目标，每个学生进入学校后，都要学一门课程——科学研究能力，“这门课要学习编程，了解科学史、科学研究方法论等，是中科孩子的必修课。”
2023年底，学校确立了“For AI（为了人工智能的教育）”和“By AI（人工智能赋能的教育）”双线并行策略，前者是开展各种各样的人工智能课程，后者就是打造“中科智核”平台，通过人工智能提升课堂教育教学效率。
“教学的五个环节：备课、上课、作业、辅导、评价，在‘中科智核’平台上一应俱全，可以全部在平台上完成。”夏红梅说，“中科智核”有学生端和老师端，学生可以在平台上看到所有学科老师布置的作业，完成作业后上传，就可以得到题目的解析。而作业解析有三种，一种是直接答案，一种是解题的思路和过程，如果学生想再进行深度学习，它还会提供知识拓展。“我们还在不断开发各种‘智能学伴’，学生可以更好地自主进行学习。”
在老师端，前期将初中阶段所有教材的内容、新课标的内容做成资源录入平台后，从备课开始，老师的效率会明显提高。“老师备课很方便，比如选定某节课，可以直接在平台上找到课标，一方面可以规范老师的备课，另一方面也帮助老师更好地理解新课标。”夏红梅表示，这个平台上所有资源共享，年轻老师的整个备课环节可以得到其他老师的指导和修改，优秀老师的案例、备课过程也很方便其他老师学习。而从学校管理角度，也能清楚地看到老师教学上的投入度、成长度、认可度。“我们的教师平均年龄 只有34岁，这个平台可以帮助年轻教师快速成长。”
目前，“中科智核”平台已经以数理化三科为主在进行试用，学校专门成立了各科教师都参与的试用团队。“前期资源录入量是很大的，校本资源也要录入，一个学期的三科资源已经达到了1800套。”学校党支部副书记王亮坦言，“中科智核”平台并没有改变学生原有的学习模式，学生像以前一样在作业本上写作业，写完拍照上传，就可以在平台上看到题目解析，相当于身边随时多了一个聪明的“老师”，“以往一个老师面对40多个学生，很难顾及每个学生的具体情况，但人工智能的运算和思维能力是远超过老师的，每个学生可以有一个很了解自己的学伴，会更有针对性地对他进行指导，这让大规模的因材施教成为可能。”
》》》AI加持基础教育：机遇背后有挑战
通过记者采访的个案不难发现，在人工智能加持下，传统基础教育的教学模式、方法正在发生显而易见的变化，而其带来的影响也预示着人工智能与教育的融合，在未来必然会成为各学校必须直面的课题。在教育部、上海市教委接连出台相关政策，加强中小学人工智能教育的背景下，如何才能有效应对人工智能带来的机遇与挑战？又如何能让更多学校和师生享受到人工智能技术发展所带来的红利？
中科院上海实验学校通过人工智能提升课堂教育教学效率。
观念之困：教育工作者要转变观念不断学习
2024年9月，上海市教委印发《上海市推进实施人工智能赋能基础教育高质量发展的行动方案（2024-2026年）》。方案总体目标明确，到2026年，形成高标准、高质量的课程体系和评价体系，打造一批人工智能教育高地、实验基地和重点应用场景，形成一批可复制、可推广人工智能赋能基础教育应用创新实践案例和经验，支持中小学与高校积极合作探索人工智能领域拔尖创新人才早期发现并构建一体化培养模式，全面提升师生数字素养与技能，广泛推进人工智能在基础教育领域普遍应用，以先进数智技术满足学生个性化学习需求、提升教师专业能力和学校治理水平。2024年12月，教育部也印发通知，探索中小学人工智能教育实施途径，加强中小学人工智能教育。
今年1月中旬，上海市教委发布《关于开展人工智能教育实验校试点工作的通知》。通知明确，经综合评议，确定上海中学、复旦大学附属中学等89所中小学校（含幼儿园、中等职业学校）为“上海市人工智能教育实验校”。
推进人工智能与教育融合已是各学校都要面对的问题。采访中，多位校长坦言，人工智能带来一系列变革的同时，也让学校和教师面临着诸多挑战。
“首先就是观念上的改变。”求真中学校长陈明宏说，学校的主业是教学、育人，数字化永远是工具，数字化赋能的根本目的是提质、减负，让学生、老师不必那么辛苦，找准学习和教学的盲区和盲点，减少不必要的低层次的机械训练，提高教与学的效率。陈明宏表示，在学校推进数字化转型过程中，也遇到过资深老师抵触的情况，他们认为搞数字化、信息化是“花架子”，会增加老师的负担。面对这一情况，陈明宏选择先从数学组的几个年轻老师“试点”，给他们提供所有硬件设备，从数学学科的数字资源研制开始探索。
仅仅一个学期的时间，这几个年轻老师的（带班）成绩就迅速提升，甚至比肩资深教师，“其他老师一看，数字化好像没那么复杂，不太累也没有增加负担，学生成绩还上来了，于是观念就转变了。”这时，陈明宏再大力支持整个数学教研组开展探索，进而扩展到年级组乃至全校，“数学搞好了再搞英语、语文等其他学科，最终整个学校（的数字化水平）就上来了。”陈明宏始终认为，人工智能与教育融合是必然方向，学校、老师必须转变观念，“只要有火种，一定会燎原。”
中科院上海实验学校校长夏红梅也坦言，虽然理念的转变很难，但人工智能教育是必须面对的，不可逃避，“教师的思想一定要转变，要不断学习。”她认为，有了技术的支持，未来教师也会“减负”，要把更多精力去思考怎么做学生灵魂的塑造师。
“这一波人工智能之所以如此迅速地引起这么广泛的关注，并且如此快速地在科学研究和众多产业领域产生重大影响，其背后的本质是人工智能从替代人的体力，过渡到一定程度上替代人的智力，而智力是教育的工作对象，人类智力的发展也是教育的重要目标。”上海市青联委员、香港118现场直播站上海智能教育研究院副院长张凯表示，人工智能与教育的融合、对教育产生影响是不可避免的，也是必然的方向。中小学探索人工智能教育，从长远来看是为了提升师生教育和学习能力的重要内容。
内容之困：AI“一本正经地胡说八道”怎么办？
在专业领域，人工智能是有幻觉的，而且AI幻觉还具有普遍性，教育与人工智能融合过程中，如何避免人工智能“一本正经地胡说八道”？采访中，多位校长、专家都表示，这一点是推进人工智能教育的“重中之重”。
“所以我们在做智能体的过程中，要给它投喂大量的基础性数据，比如英语学科新教材，从备课开始，就把老师以前积累的各种数据、各年级常用的词汇都投喂给它，让它用这些频率的词汇回答学生的问题，把它框定在一个范围。”陈明宏说，尽管如此，有时AI还是会“吐出”超出范围的词汇，而这就需要教师在方向上进行把控，“‘投喂’的过程也是教师专业发展的过程，学科素养必须上去。”
在中科院上海实验学校，为了避免人工智能“一本正经地胡说八道”，所有上传“中科智核”平台的资源，都要经过老师的审核，“人工智能去做生成的依据就是老师审核过的严谨的标准答案。”学校党支部副书记王亮说。
基于人工智能给出答案的不确定性，行知中学副校长闫白洋则带领团队研究了一个培养学生批判性思维的策略，“对于它给出的内容，我们不评判是正确还是错误，而是引导学生去设计实验，培养学生的科学探究和科学思维能力。”
香港118现场直播站上海智能教育研究院副院长张凯表示，AI可以通过多模态的学习资源供给将文本类的学习内容具象化，这一方面可以拓展孩子们的想象力，但对于真实存在的东西，必须准确，尤其是教育领域。此外，中小学教育对价值观有更严格的要求。
行知中学的老师开展业务探讨。
“我们团队做过实验，问‘国庆节’是哪一天，好几个大模型都是默认美国的国庆；问科学家有哪些，也基本都是国外的，唯一一个中国的，还是明朝时期的李时珍。”张凯说，导致这一现象的原因，一方面可能是语料的问题，近代历史上科学领域的话语权主要由西方主导；另一方面可能跟算法有关，在大模型训练过程中从技术上凸显“中国情境”还不够。他认为，虽然外国科学家也是科学家，这个答案不能说错，但在教育中，必须科学、合理地呈现中国的价值体系和话语体系。
目前，香港118现场直播站智能教育团队已经启动了中国式教育大模型的研发，如何有针对性地在真实教育情境下把握价值观对齐，是团队的重要攻关方向。“现在很多学校利用AI备课的过程中，如果发现大模型出现问题，学校和教师会进行把控，选择性地正确使用，或者开发专门的学科智能体，从而避免人工智能‘一本正经地胡说八道’。而从研究的角度，怎样从根上去避免这个问题，提升这方面大模型的能力，是我们研究团队的责任。”
张凯表示，人工智能将为教育的个性化和创造力的培养创造工具性条件，但无法完全替代人类教师，需要进一步探索智能时代教育变革中的“师-生-AI”三元关系，并构建人与AI“双向增益”的教育模式。中小学校探索人工智能教育，可以先试点后推广，学校要结合自身的特色和优势启动一两项具体的项目探索，不建议盲目上。“对区域而言，要跟真实的教育需求结合起来，鼓励、选拔不同学校从‘学、教、管、评’等不同的层面展开深度试点，试点成熟后要对区域内‘学、教、管、评’等领域的点状探索进行系统集成、优化后，再在区域内进一步推广。”
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记者丨刘春霞
来源丨青年报·青春上海
编辑丨王蓝萱
编审丨郭文君
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