如果學生要編排一場元旦晚會，該怎麼做？這個問題對於海淀教科院未來實驗小學的學生而言，並非難事。他們可以在學校的人工智能實驗室裏，藉助編程平台使用程序語言“指揮”虛擬角色進行表演，唱歌、舞蹈各種節目輪番上場，一場帶有未來科技特色的“虛擬元旦晚會”即可上演。學生的編程素質和團隊合作能力就在這樣有趣的活動中悄然提升。
作為北京市乃至全國教育的“標杆”，海淀區歷來注重研究信息技術、科技發展的新動向與新趨勢，注重研究新技術在課堂教學以及教育活動中的應用。從教育光纜建設到升級改造智慧教室，從上線北京首個區級中小學資源平台到試水人工智能實驗室，十年來，海淀區做了一系列積極有益的探索。
在北京市海淀區教育科學研究院院長吳穎惠看來，教育信息化的發展必然會促進教育方式、教育思想理念、教育評價的改革，但對於教育系統而言，教育信息化永遠只是一種輔助性的手段，其未來發展必須跟教育規律同向而行。
海淀教科院院長吳穎惠。受訪者供圖
始於多媒體輔助教學的探索
“10年前，老師們用得更多的是多媒體輔助教學，比如在課堂教學中增加音頻和視頻的內容，讓課堂教學更生動、更活潑。這也是教育信息化發展的基礎。”吳穎惠回憶起教育信息化最初的模樣，彼時很多老師還習慣於用U盤或者光盤拷貝教學課件，有的老師還會把自己專門蒐集的資料刻錄成光盤。
互聯網的迅速發展讓一切變得不同。2012年3月，教育部制定發佈《教育信息化十年發展規劃（2011-2020年）》，加快教育信息化進程。該規劃在發展任務中提到，促進所有學校師生享用優質數字教育資源，推進信息技術與教學融合等方面。
同年，《北京“十二五”教育時期教育改革和發展規劃》印發，提出優化教育信息化基礎環境、促進信息技術與教育教學深層次融合、推進教育管理信息化實現教育發展目標。
“互聯網最大的特點就是便利性和即時性，老師們在教學中可以藉助互聯網，隨時調取教學資源。這樣就比過去的多媒體輔助教學時代好多了。”吳穎惠解釋，以前老師尋找教學資源都要去圖書館閲覽室，現在都可以上網了。互聯網的出現，的確讓教學資源獲取變得更加便捷了。
吳穎惠舉例，語文課上，老師在講解蘇軾的詩詞《定風波》時想要延展一些知識，比如蘇軾生活在哪個朝代、他有什麼興趣愛好、同時期有哪些詩人等等，在互聯網上可以迅速搜索到這些相關知識，“互聯網+教育給教學改革提供了很大的便利。”
與此同時，互聯網的加入不僅影響了課堂教學，也為學校的教育教學管理帶來了改變。
“我們現在基本上是無紙化辦公。海淀區也是全國最早實行無紙化辦公的地方。”吳穎惠表示，目前，區內所有的通知信息都通過互聯網平台發佈，“在學校每個學生都有一張一卡通，拿着這張卡學生就可以在食堂買飯、在校內商店買東西，同時學生的作業、考勤等信息，都可以保存在卡里。”
在吳穎惠看來，對於教育管理者而言，互聯網降低了溝通成本，也節約了教育時間，“教學中涉及的全過程，從備課到搜索教學資源再到上課、老師批改作業之後的反饋等等，都可以通過互聯網完成。”
教育信息化的發展離不開基礎設施建設的支持。“要修光纜和光纖，要做到無線網全覆蓋。在過去10年中，海淀區教育系統下大力氣進行教育信息化的基礎設施建設，完成了三大統一建設項目。”吳穎惠口中的三大統一建設項目指的是海淀區實施的教育光纜專網、無線班班通、視訊平台建設工程。
其中，教育光纜二期已於2018年12月完成，項目兩期共計完成342家校級節點單位建設，93家考務網節點建設，共計鋪設光纜里程超過927.8公里，實現了全區教育網絡萬兆骨幹、千兆桌面的四級聯通互動，統一提高了教育網的出口帶寬和學校的接入帶寬，更新、增加了必要的網絡設備，基本消除“網絡孤島”現象，實現了全區教育網絡的統一認證、統一管理，提前佈局網絡安全統一管理。
越來越多的人工智能設備進入教育領域。受訪者供圖
升級改造近1萬間“智慧教室”
有了互聯網的加持，海量教育教學資源紛至沓來。但對於教師而言，新的難題也來了，如何能在最短的時間內獲取最有用的資源？什麼樣的資源才最有用？新冠疫情暴發後，老師和學生對在線資源的需求達到了頂峯。
基於學科教學發展的需要和老師學生的實際需求，2020年2月5日，海淀區中小學資源平台正式上線，面向全區師生提供優質在線資源服務，指導學生在家開展自主學習。這是北京市首個區級中小學資源平台。
中小學幼兒園美育微課、七年級數學試卷分析、海淀區非遺優秀作品展視頻……記者看到，平台上不僅有區級資源，還有校本資源和教育大講堂等欄目。該平台是拓展性資源管理平台，屬於主題學習類資源。在成立之初即涵蓋人文、科學、信息、學科、綜合五大資源庫，資源庫下設86個拓展性、探索性資源子庫，如三國演義解析、論語導讀、中華古詩文經典誦讀、Python編程、科學探索、初高中物化生三科虛擬實驗、研學旅行、生涯規劃、童話世界等成體配套的課程資源。
吳穎惠介紹，中小學資源平台上的課程來源有三種，一是海淀的教師自行開發生成的課程，“其中也有我們教科院跟學校共同建設的”；二是通過購買服務的方式，精選了社會機構的各種優質課程；三是來自於國家級資源平台或者其他專業資源平台的課程。
“我們還有教育管理平台和教育系統雲課堂直播平台，通過這些平台的建設，讓互聯網豐富的資源進入老師的視野，也讓老師們能更便利地使用各種資源。”吳穎惠説道。
為了讓教育信息化真正走到教師和學生的身邊，海淀在打造智慧教室上花費了很多精力。近兩年，海淀區已完成近1萬間智慧教室的升級改造。升級改造後的智慧教室擁有互動觸控一體機、推拉式綠板主體、雙師課堂教學系統等，具備錄音、掃描、互動、共享等功能，具備網絡課堂及空中課堂能力。
“現在海淀的中小學校90%的教室都變成了‘智慧教室’，都配備了觸控一體機。”吳穎惠告訴記者，海淀在對學校教室大屏升級改造的過程中，安裝了觸控一體機，並同時增加了錄播系統，“在智慧教室裏，觸控一體機和錄播系統以及中小學資源平台都是打通的，老師在課堂教學時可以隨時把資源平台上的內容拿過來用。同時，老師也可以直接開啓錄課模式，再也不用像以前一樣，錄課要找專用教室，再把學生帶到專用教室錄製。課堂教學變得越來越有智慧了。”
老師們在培訓中使用各種智能設備。受訪者供圖
學校“試水”建設人工智能實驗室
“深入探索人工智能、虛擬現實、智能感知等新技術應用，打造網絡化、沉浸式、智能化的新型教學模式，提升教育教學效果。”2022年3月，北京市教委印發《北京教育信息化“十四五”規劃》，其中在主要任務中提到，充分利用科技賦能，提升基礎教育育人能力；提升師生信息素養，強化信息技術應用能力等方面。
在吳穎惠看來，現在海淀的教育信息化已經進入了大數據、人工智能時代。“人工智能帶來了很多技術和設備設施，進入一個新的發展階段。”
吳穎惠以虛擬仿真技術為例，課堂上學生在唱京劇，在虛擬技術的加持下，只需要採集學生的頭像信息，就可以生成一個穿着京劇服裝唱京劇的圖像；學生在美術課上看到的圖片多是平面的，現在在虛擬技術的幫助下可以生成三維立體甚至可以360度觀察的物體，“學生可以觀察到各個角度，畫出來的畫也更真實，也可以很好地提升學生的美術鑑賞能力。這樣的課堂教學就變得特別生動鮮活。”
但人工智能技術能在多大程度上對學校的教育教學產生正向作用？如何利用人工智能技術更好地推動教育教學改革？……一系列問題的解決還有待摸索。
吳穎惠介紹，建設各種各樣的實驗室是海淀作出的嘗試。“比如我們在教科院建設了人機交互實驗室，主要用於教師培訓。但我們也努力把它推廣到學校。”吳穎惠透露，目前，海淀很多學校都在探索建設虛擬技術實驗室、大數據分析實驗室等，海淀教科院未來實驗小學也在2021年底建設了國內首個展教融合的人工智能實驗室。
作為展教融合AI實驗室，除了具備人工智能、編程學習必備的軟硬件設施，還陳列了多個集展示與教學一體的AI展品。例如，通過圍棋AI對弈，可以讓學生們瞭解人工智能深度學習的能力；通過AI翻譯君，學生們可以快速將中文實時翻譯成英、法、日、韓等多國語言，見證智能語音識別的速度；而變臉譜換裝將中國傳統文化與現代高科技巧妙融合，展現了人臉關鍵識別與追蹤的神奇魔法……
“建設實驗室的目的就是探索人工智能技術怎樣提高效率、節省人力，而且這樣的新技術也應該讓學生們去感知、去了解。”吳穎惠透露，目前教科院也在編寫人工智能方面的教材、建設人工智能團隊，希望能用多種方式提升學生的信息素養，“現在認為小學生要具備一定的編程素養，教科院就專門設計了編程課程，還在一些學校組織學生參加編程大賽，引導老師和學生逐步認識到編程教育的重要性。”
藉助人工智能實驗室，教師培訓模式也發生了變化。受訪者供圖
與此同時，海淀也藉助設立在教科院的實驗室升級教師培訓模式。
“在我們教科院設有虛擬技術實驗室、人工智能實驗室、網絡安全實驗室、未來學校實驗室等8個實驗室。”吳穎惠介紹，與傳統的“一人講眾人聽”的培訓模式不同，實驗室背景下的教師培訓有了活力，“比如在培訓中，老師可以一邊培訓一邊查閲資料，這樣就可以跟培訓的專家隨時互動，同時老師自己的信息化操作能力也會增強。還有虛擬實驗室，會讓老師體驗虛擬實驗是什麼樣的。在大數據實驗室，會給老師普及數據怎樣提取、怎樣進行清洗篩選、怎麼利用大數據，大數據背後的原理是什麼等等。”在吳穎惠看來，現在可以通過教師培訓改變教師的教學方式，進而將教師的教育研究能力和信息素養培養結合起來。
成立互聯網研究院、邀請海淀區知名的教育科技企業走進學校、讓更多的新技術新產品進入學校……海淀的教育信息化發展在一次次探索和嘗試中不斷進階。
談及未來教育信息化的發展，吳穎惠坦言，教育信息化的發展必然會促進教育方式、教育思想理念、教育評價的改革，但對於教育系統而言，教育信息化永遠只是一種輔助性的手段，“我不認為教育信息化能夠代替教育自身的發展，因為教育涉及人與人之間的思想情感的交流，也涉及態度的相互影響等多種因素，在這些方面，教育信息化還是有侷限性的。”
吳穎惠同時也強調，教育信息化在教育管理、教育的精準化、教育評價等方面的作用不可限量，還沒有完全發揮潛能，未來可期，“教育信息化未來的發展，必須跟教育規律同向而行。”
【同題問答】
新京報：未來，你希望在哪些方面推動教育發展？
吳穎惠：未來，教育信息化還需要在優質教育平台建設和數字化教育資源建設等方面，下足力氣，做足工作，確保教育信息化真正惠及教與學的全過程，讓每位教師、每位學生都能夠充分享受到互聯網帶來的優勢，促進信息化在教育中的廣泛應用。
新京報：展望未來五年，你認為教育領域將有哪些新變化？
吳穎惠：展望未來五年，可以肯定地説，任何一項教育改革，都離不開信息化技術的發展，離不開人工智能、元宇宙等新型技術。可以説，信息化是促進教育改革與發展的動力源泉。
新京報記者 楊菲菲
編輯 繆晨霞 校對 李銘