芜湖市第二中学：AI赋能教育转型的实践与探索
芜湖市第二中学
【摘要】本案例深入探讨芜湖市第二中学在人工智能技术推动下，通过各部门的协同合作、学科教研组的创新实践，实现教育转型的路径。教务处、教研室、信息中心等部门通过机制创新，以及语文、数学、政治、化学等学科教研组在AI融合教学中的实际操作，展示了学校如何打破传统智慧教育的局限，打造“AI原生型”教育生态系统，为区域教育的数字化转型提供了微观层面的实践案例。
【关键词】智慧教育；AI赋能；学科融合；教研组实践；教育转型
在人工智能引发的教育浪潮中，芜湖市第二中学借助AI创新实现了教育管理、教学和评价的全方位革新。变革的动力来自顶层规划和教师的共同努力。通过构建智能教学管理体系，二中教师以课堂为核心，以问题为引导，成功将AI技术与教学紧密结合，探索出一条变革之路。本文将探讨部门协同和学科实践案例，揭示二中从信息技术应用到AI教育创新的转变。
一、转型背景：技术浪潮下的教育新探索
（一）技术变革引发的教育思考
随着人工智能技术的发展，其在教育教学中的应用潜力开始逐渐显现。现有的传统智慧教育虽然已经初步融合了数字资源并实现了一定层面基础数据的简单应用，但在深化个性化教学、扩展跨学科融合以及提高教育决策的精确性等方面，仍有很大的提升空间。芜湖市第二中学认识到，AI技术不只是教学工具的更新换代，它更有可能成为推动教育理念、模式和生态优化的关键力量。因此，学校需要在现有的智慧教育基础上，进一步探索AI技术与教育教学的结合途径，以便更好地培育能够适应未来社会发展需求的学生。
（二）政策与时代的双重推动
《中国教育现代化2035》提出要推动人工智能等新技术与教育深度融合，《新一代人工智能发展规划》也倡导构建新型教育体系。同时，“三新”改革与“双减”政策对教育教学质量提出了更高要求。如何在减轻学生负担的同时，利用技术实现更精准地教学和差异化的培养？作为拥有3个校区的学校，如何提升教育资源的配置效率，解决“一校三区”管理中的实际问题？这些都成为学校探索AI赋能教育转型的重要驱动力。
（三）学校发展的内在需求
作为区域智慧教育的标杆学校，二中早期构建的“125”智慧学校应用模式已取得一定成效，智慧课堂实现了全覆盖，个性化学习手册也为学生提供了一定的学习支持，学生在科创赛事中也有不少收获。然而，随着AI技术的不断进步，原有模式的数据应用显得相对浅显，仅限于成绩分析；教师的AI素养存在明显差异，部分教师在运用新技术进行教学时面临挑战；同时，各教学环节和场景之间的跨场景联动不足，协同效应未能充分发挥。例如，智慧课堂虽然能够采集答题数据，但对学生学习过程中的深层次认知变化关注不够；尽管个性化手册能推送习题，却缺少对学生学习路径的完整系统性规划。因此，学校迫切需要通过转型突破发展瓶颈。
二、转型基础：智慧教育积累的发展基石
（一）硬件设施：从基础智慧教学建设到初步AI应用
1.智慧教室更新尝试
部分智慧教室中，学校安装了具有基础互动功能的终端设备，这些设备能够收集和进行简单的课堂答题数据分析。以数学课程为例，教师可以使用终端设备实时了解学生答题的准确度，并据此对课程内容和进度进行初步的调整。
2.科创实验室的初步建设
学校成功搭建了“AI+科创”实验室，其中配备了多台计算机和基础机器人开发工具包。在老师的悉心辅导下，学生们得以开展基础编程练习和机器人操控训练，逐渐养成初步的人工智能思维和操作技能。
3.数据管理的初步探索
学校对智慧教育平台进行了升级，尝试整合教学行为数据、学习过程数据和校园生活数据，形成了初步的教育数据集合。数据的简单分析为教师的教学策略和学校的管理决策提供了有价值的参考，例如，通过分析学生的作业情况，能够清晰地洞察出学生对各个知识点的掌握状况。
（二）师资队伍：打造适应AI教育的教师团队
1.AI素养的分层培训
学校在全面推广的层面上，精心组织了“人工智能基础培训”系列项目，通过讲座、研讨会等多种方式，向全体教师深入讲解人工智能技术在教育教学中的广泛运用，诸如智能批改作业、AI辅助备课等，以此提升教师对AI技术的认知水平和基础应用能力。2024年，累计开展培训活动数十次，教师对基础AI工具的使用率有所提升。
骨干提升层面：选拔部分骨干教师组成“AI教学探索小组”，参加校外组织的AI教育专题培训，并尝试将AI技术与学科教学融合应用。
专业发展层面：学校为有兴趣的教师提供AI相关的进修机会，鼓励教师将教育理论与技术应用相结合，开展AI教育相关的教学研究。
2.跨学科协同机制的建立
学校以“AI教学探索小组”为初代教研团队，汇聚信息技术教师与学科骨干教师，定期开展研讨活动。学科教师分享教学中遇到的问题，信息技术教师提供技术解决方案的思路，共同探索AI技术在学科教学中的应用。语文组的教师携手信息技术教师，借助AI技术优化作文批改与分析，提升学生的写作技能。
（三）课程体系：从资源整合到AI融合的初步尝试
1.基础课程的AI融合探索
语文教学：智能作文批改系统，助学生识别并修正语法问题，提高语言表达的准确性。宛伶俐老师融合了人工智能技术与传统教学手段，创建了一个新的工作流程，包括初步的AI评价、学生间的相互评价以及教师的深入评价。以议论文写作为例，AI系统提供评分和建议，学生根据这些反馈修改作文，接着在小组内进行互评，最终宛老师针对共性问题进行深入讲解。这种教学方式显著提升了学生的写作热情，使得优秀作文的数量翻了一番。在阅读教学领域，宛老师利用AI的分析工具，带领学生深入领悟文学作品，借助AI模拟的对话练习，增强了学生对文学的理解和兴趣，有效地提高了课堂的互动性。
物理教学：通过使用虚拟实验室程序，物理教师们利用PhET、Our Teacher等工具来规划实验，实现了全面覆盖。使学生在电脑上执行一些基础的物理实验，例如连接电路、进行力学测试等，以减少实验的费用和危险性，同时增强学生对实验理论的理解。
化学教学：化学实验教学借助AI技术实现创新。王涛老师通过AI虚拟实验室，让学生进行模拟实验并进行实时监控，以降低实际操作中的错误率。AI图像识别技术用于分析学生的实验成果，并给出相应的评价与建议。同时，借助“AI辅助化学创新实验设计”项目，学生们能够构思出具有个性化的实验计划，从而激发他们的创新思维。
政治教学：AI技术为思政教育注入新动力。徐礼霞教师运用AI技术，实时汇总时政热点，结合教材内容，构建出生动教学案例。在“国际关系”章节中，AI系统梳理国际冲突事件，徐老师指导学生进行分析讨论，深刻领会国际关系的复杂性。徐老师运用人工智能技术举办“虚拟辩论赛”，以锻炼学生的分析能力和语言表达技巧。此外，人工智能对学生在课堂上的表现进行分析，为过程性评价提供了详尽的数据支持。
艺术教学：开设“AI绘画入门”兴趣课程，学生们能够借助直观易用的操作界面，灵活使用AI工具，尽情发挥创意，绘制出一系列充满想象力的画作，从而激发他们内心的艺术火花。
2.AI特色课程的初步开设
必修课程：在初中年级开设“AI思维初步”课程，通过简单的案例和活动，让学生了解AI的基本概念和思维方式，培养学生对AI技术的兴趣。
选修课程：开设“机器人基础”“AI与生活”等选修课程，学生可根据自己的兴趣选择学习，进一步拓展对AI技术的了解和应用能力。
实践课程：结合学校实际，开展“AI在校园中的应用”实践项目，如利用AI技术进行校园垃圾分类宣传、校园环境监测等，让学生在实践中感受AI技术的实际应用价值。
（四）管理模式：从经验管理到数据辅助决策
1.教学管理的优化
通过人工智能和大数据，我们构建了“互联网+教育”的智慧平台。目前，已设立教师空间196个、学生空间2135个、班级空间45个。利用“智学网”在线阅卷平台，进行了1000多次学业发展和诊断性测试。每次考试后，学生会收到基于其学习数据定制的个性化学习手册，指导其最佳学习路径。实践表明，使用手册后，学生在薄弱知识点上的平均进步为15分。以高一数学为例，应用手册前，成绩在市内排名约第五，应用一个学期后跃升至第二，与第一名差距很小。手册随后在芜湖二中所有理科毕业班推广，使用率达到100%。此外，通过分析教师教学进度和学生成绩数据，为教师调整教学策略提供了参考，帮助教师针对性地强化学生在特定知识点上的掌握。
2.关注学生发展
建立数字成长档案，记录学生的学业成绩、兴趣爱好及参与活动等信息，通过数据分析掌握学生个性与需求，并给出定制化建议。学校借助智慧校园平台，拓展课程内容，开展社团活动和第二课堂，提供多样化的实践课程，开放科学实验室，促进人工智能、3D打印、创客机器人等前沿技术的运用，打造创新教育体系，激发学生探索与创新的热情。
3.提升校园服务
校园安全方面，安装了基础视频监控系统，实现对校园安全状况的实时监控。后勤服务方面，依据学生用餐数据分析，优化食堂菜品供应，提升学生用餐满意度。
三、转型实践：AI赋能的关键场景探索
（一）教学模式：从单向传授到互动探索
1.基于数据分析的个性化教学实践
课前：教师利用教学平台分析学生作业和测试数据，以精准定位学生对知识点的掌握情况，并据此设计教学活动。例如，薛沛涛老师在数学讲授“函数单调性”前，通过分析发现学生在“函数概念”单元的错误率较高，因此设计了三类预习任务，包括微课、案例分析和拓展资料。沈肇景老师在语文教授《赤壁赋》前，通过分析学生作业，发现学生对文言虚词用法混淆，于是制作了对比表和思维导图，并推送预习材料。
课中：教师通过智能终端设备进行实时答题活动，实时掌握学生理解情况，并据此调整教学策略。李祖明老师在物理课上利用智能终端进行实验方案推送和数据采集，AI系统帮助识别共性问题，李老师据此强调实验注意事项。陈晓燕老师在英语课上发起分层答题挑战，AI系统显示正确率并帮助分析错误类型，陈老师组织小组讨论以强化理解。
课后：教师根据学生作业和测试结果提供个性化辅导。朴传颖老师为不同水平学生制定化学课辅导方案，包括记忆卡片、基础习题和一对一视频辅导。王静老师在历史课中依据测试结果，为学生定制复习方案，包括语音记忆包、分析任务和模拟答辩会。
2.跨学科的项目式学习实践
学校实施跨学科的项目式学习，结合AI技术与各学科知识，让学生在解决真实问题的过程中提升综合素养。例如，开展“AI与环境保护”项目，学生需要运用生物学、数学、信息技术等学科知识，设计一个简单的AI模型，对校园周边的环境数据进行分析和预测，提出环境保护的建议和方案。在项目实施过程中，学科教师和信息技术教师共同指导学生，帮助学生解决遇到的问题。崔楷、陈莉娉《“悦”研西洋湖 共建生态校园》入选省中小学实践教育优秀资源；张薇薇等《地理跨学科实践案例》获市一等奖。
（二）学习生态：从被动学习到主动参与
1.智能学习工具的辅助作用
学校引入了智慧学习智能体，为学子提供网络学习资源和学习工具。学生可通过智能体进行知识点的学习、练习和测试，智能体根据学生的学习情况生成个性化的学习报告，帮助学生了解自己的学习进度和薄弱环节。同时，智能体还提供在线答疑功能，学生在学习过程中遇到问题可及时向教师和同学请教。
2.学生创新能力的培养
学校鼓励学生利用AI技术开展创新实践活动，组织开展“AI创意大赛”等活动，激发学生的创新思维和创造力。学生可根据自己的兴趣和想法，利用所学的AI知识和工具，设计开发简单的AI应用程序或创意作品。例如，学生设计的“智能图书管理系统”“AI语音助手”等作品，在比赛中取得了良好的成绩。
3.学习共同体的构建
学校搭建了互动学习平台，鼓励学生组建学习小组，开展合作学习。在这样的小组中，学生可以分享学习体会和资料，共同克服学习上的困难。教师通过该平台跟踪学生的学习进展并提供指导，以促进学生之间的相互学习和共同进步。同时，学校还与其他学校建立了学习联盟，增进校际间的交流与合作，共享人工智能的教育资源和经验。
（三）教育评价：从单一评价到多元评估
1.提升过程性评价
在教学过程中，教师注重对学生学习过程的评价，通过观察学生的课堂表现、作业成绩以及团队合作等方面，全面了解学生的学习状态和能力。例如，教师在课堂上留意学生的交流次数、交流质量以及与同伴的合作情况，并及时提供肯定与鼓励；在批阅作业时，教师不仅关注答案的准确性，还重视学生的解题策略和创新思维。
2.研究全面素质评价
学校致力于打造全面素质评价体系，从学术成绩、创新潜力、实际操作能力、社会责任等多个维度对学生进行整体评价。通过开展各种实践活动和志愿服务项目，记录学生的进步轨迹，全方位评价学生的全面素质。例如，学生在参与科学竞赛、社区服务等活动中的表现，都是全面素质评价的重要依据。
3.优化教师评估
学校实施了综合性的教师评价机制，不仅着眼于教师的教学成效，也注重教师的教学创新与专业发展。通过学生意见、同事评审、教学自省等多种方式，全方位评估教师的教学能力。此外，学校向教师提供专业发展的机遇与平台，鼓励教师开展教学研究与创新活动，旨在提升教师的专业能力和教学方法。
（四）保障体系：构建AI教育的支持环境
1.组织与制度保障
学校成立了AI教育转型工作领导小组，由校长担任组长，各部门负责人和骨干教师为成员，负责统筹规划学校的AI教育转型工作。制定了《AI教育发展规划》《教师AI培训制度》《数据安全管理制度》等一系列制度，明确了各部门和教师的职责和任务，规范了AI技术在教育教学中的应用流程，为学校的AI教育转型提供了组织和制度保障。
2.资源与经费保障
学校积极与企业、高校等合作，建立了多元化的资源合作机制。与本地科技企业合作，引入AI教育资源和技术支持；与安师大、安工程合作，开展师资培训和科研项目合作。同时，学校每年安排一定的经费用于AI教育设备的购置、师资培训、课程开发等方面，确保AI教育转型工作的顺利开展。
3.氛围与文化塑造
学校采取了举办AI主题活动、展示AI教育成果等措施，成功打造了浓郁的AI教育文化环境。利用校园广播、公告板、微信公众号等多种媒介，向师生及家长普及AI技术的进展和应用，增强了大家对AI教育的了解和重视。学校还激励教师和学生踊跃参与AI教育的实践活动，并对在AI教育领域表现优异的师生予以表彰，以提高他们的主动性和创新精神。
四、成果与未来展望
（一）阶段性成果
1.教学质量的提高
将人工智能技术初步引入教育领域，点燃了学生的学习激情，同时提升了他们的学习效果。在一些科目的评价中，学生的平均分数和高分比例均有所提高，他们对知识的掌握也更加扎实。此外，学生们在创新思维和解决实际问题方面的能力也得到了一定的培养和提升。
2.教师专业成长
教师对AI技术的理解和应用技巧逐渐增强，一些教师已经能够熟练使用AI工具进行教学，使得教学方法和手段更加多元化。教师在AI教育实践中积累了宝贵经验，进行了一系列教学研究和创新实践，发表了相关的论文和案例。
3.学校影响力的增强
在人工智能教育领域的探索和实践，本校初步赢得了上级部门和社会的关注和赞誉，力争成为本地区智慧教育的典范。本校迎接了多批次其他学校的参观和交流，分享了人工智能教育的经验和策略，在推动本地区人工智能教育发展方面起到了应有的作用。
（二）挑战与反思
在AI教育转型过程中，学校也面临一些挑战和问题。例如，AI技术的应用成本较高，学校的经费投入有限；教师的AI素养参差不齐，部分教师对AI技术的接受和应用存在困难；AI技术在教育教学中的应用还不够深入和广泛，缺乏系统的课程体系和教学模式；数据安全和隐私保护问题也需要进一步加强管理和规范。
（三）未来展望
未来，学校将继续深化AI教育转型工作，不断完善AI教育的硬件设施和软件资源，加强师资队伍建设，提高教师的AI素养和教学能力。构建更加系统、完善的AI课程体系，探索更加有效的AI教学模式和方法，实现AI技术与教育教学的深度融合。同时，加强与企业、高校等的合作，开展产学研合作项目，提升学校的AI教育科研水平。关注AI技术的发展趋势和教育需求的变化，及时调整和优化AI教育策略，为学生的未来发展奠定坚实的基础。
原文链接: https://aiedchair.bnu.edu.cn/news-citlab-2247627301-8-zh/
