智能教育软件助力未来教育发展的关键场景及推进策略
——《2023人工智能促进教育发展报告》节选七
王春丽李园园闫珂
关键词：智能教育软件；智能学习软件；智能教学软件；智能评估软件；智能管理软件
中图分类号：G434
文献标志码：A
一、引言
（一）基本概念
从广义的概念上来看，软件通常是被人类有意识地开发出来、进而用于赋能人类行为的人工制品，[1]具体可以包括网站、操作系统、应用程序等。而教育软件作为软件的一个分支，是软件在教育、教学方面的具体表现，[2]也是支持教育活动展开的重要工具。在20世纪90年代，研究者常把课件与软件作为同一概念来进行探讨，[3]在后续研究中，有学者梳理了课件和软件的内涵及关系，教育软件一般指软件开发者开发的或商业发行的、用于教育的可运行的程序，而课件一般是由教育工作者自己制作的用于课堂教学的程序或文件。[4]除此之外，计算机辅助教学和教育软件也是常常容易混淆的概念。计算机辅助教学是以计算机为教学媒体来提高教学效果的教学活动，[5]而教育软件是支持计算机辅助教学顺利展开的软件产品，两者存在本质上的不同。
随着云计算、大数据、5G、区块链、AI等智能技术的发展与应用，智能化教育软件以发展高质量教育为目标，推动教与学、教育评价、教育管理与治理的改革，并衍生出“智能教育”“智慧教育”“人工智能教育应用”等不同概念。智慧教育是一个系统的动态工程，智能教育软件是其中的一个子系统，且是体现智能技术赋能教育的关键要素。大多学者认为教育软件应包括软件的属性、教育的属性（即具有教育策略）和意识形态的属性（即教育内容）。[5]由此，本研究认为智能教育软件是以物联网、大数据、人工智能、边缘计算、5G等新兴智能技术为依托，根据具体的教育业务场景，以提高教育绩效、优化教育教学、促进学生学习为目的智能教育应用程序（IntelligentEducationApplication）。
（二）特征剖析
三、智能教育软件助力教育发展的场景
国内外教育类的软件数量均在不断增长，种类繁多的软件可以满足学习者不同的学习需求。按照其功能，智能教育软件可以分为学习游戏类、交互参考应用类、修正工具类、加强版电子证书、计划管理工具、数据统计工具和特殊教育应用工具七大类。[6]从适用场景的角度来看，有学者认为智能教育软件主要分为通讯类、阅读类、写作类、数学类、音乐类、歌曲类、艺术与图片鉴赏类、游戏类、题库类等。[7]有学者提出将智能教育软件概括为数据库类（对应数据化）、教学辅助类（对应信息化）和智能教育类（对应知识化）软件。[8]这表明，智能教育软件通过多种方式助力教育发展，体现较高水平的技术应用。[9]
自《教育信息化2.0行动计划》提出“以信息化引领构建以学习者为中心的全新教育生态”以来，智能技术不断深入教与学的核心环节，逐渐与教育场景深入融合，为教育全场景持续赋能，打造更个性化、智能化、泛在化的教育环境。[10]有关行业报告将教育环节归纳为“内容开发—学习/教学—练习—测评—管理”五个环节，并分析了五个环节中人工智能的应用。[11]有学者认为，智能技术应用的教育场景总体上可分为三类：教育核心场景、次核心教育场景、外围教育场景。[12]目前，市面上智能教育软件赋能教育场景的类型比较多元，主要包括个性化学习、智慧课堂、智能教研，以及家校互动管理、智能评估等场景，涵盖学习监督、教学支撑、学校管理、考试测评四个方向。[13]
根据研究领域和实践领域对教育场景的分类方法，本研究将智能教育软件分为智能学习软件、智能教学软件、智能评估软件和智能管理软件四类，其所涉及的关键教育场景分别为学生学习、教师教学、教育管理和教育测评。智能教育软件以服务高质量教育的发展为价值导向，正在推动教学、学习、教育评价、教育管理的改革与创新。
（一）学的场景：智能学习软件助力高质量学习
智能教育软件在助力学生高质量学习方面发挥关键作用。智能教育软件不仅能提供面向每个学生的个性化学习与成长评价，还通过对学生的学业和综合素质发展进行个性化诊断和预测，为每个学生量身定制发展规划建议和学习资源，从而有力地助力学生实现全面而个性化的发展。[14]通过对市面上467款面向学生学习的智能教育软件进行市场调研，本研究发现这些软件主要围绕学生课外自主学习、课堂学习、智能作业、社会实践、运动健康这五个子场景中的学习需求进行设计开发。
“课外自主学习”场景涉及学生在课堂外主动进行的学习活动。学生在课外自主学习时能够通过智能教育软件得到个性化学科辅导和专注力培养的支持，实现更高效的自主学习。
“课堂学习”场景涵盖线下、线上、混合学习等学生在课内学习的多种形式。学生在线下课堂学习中可通过智能设备（如手机、平板）上的智能软件与同学合作学习、同步教师教学课件等；在线上课堂学习中，智能教育软件支持学生获取在线学习资源，为学生制定个性化学习路径，对学生学习过程进行实时监测和评估。[15]
“智能作业”与传统作业的设计有所区别，其摆脱了无差异设计和内容的机械重复，避免了形式单一和负担过重的问题，追求个性化和高质量。智能教育软件能够根据学科特点、学生学情和学习风格，推送科学设计、适宜难度、合理结构、适度负担的作业。此外，智能作业类型丰富，强调综合性、探究性和开放性，更加注重培养学生的高阶思维能力。
“社会实践”场景是学生在实际社会环境中应用知识和技能的学习场景。通过计算机代码编辑器、智能问答系统等工具，学生能够参与实践性项目，在真实场景中解决问题，从而培养创新思维、问题解决、团队协作等高阶思维能力。
以上场景对应的典型智能学习软件案例、实现的功能与主要支持技术如表1所示。
表1学生学习场景下的典型智能学习软件
（二）教的场景：智能教学软件助力高质量教师发展
教师在履行教育使命的过程中，需要通过教育研究、教学改革实践不断更新知识和教育理念，提高专业素养和教学能力。[16]教育部发布的《教育部关于实施第二批人工智能助推教师队伍建设行动试点工作的通知》[17]（以下简称《通知》）提出要依托智能教育平台系统，实现人机协同的双师课堂。这表明在数字化转型中，教师应积极适应信息技术和人工智能的变革，借助智能教学平台系统有效开展教育教学。通过对市面上91款面向教师的智能教育软件进行市场调研，本研究发现这些软件主要围绕教师授课、备课、教研、智能作业场景展开。
在备课场景中，智能备课软件根据班级学生学情和教师历史备课记录，为教师提供个性化的备课资源推荐。此外，软件提供智能便捷的备课工具，支持教师快速制作高质量课件并设计配套内容。教师备课组可以在软件上发起集体备课，参与的教师可通过手机实时研讨、批注课件，提升备课质量。
以上场景对应的典型智能教学软件案例、实现的功能与主要支持技术如表2所示。
表2教师教学场景下的典型智能教学软件
（三）评的场景：智能测评软件助力高质量教育评价
教育评价对引领教育发展方向、影响教与学方式起着至关重要的作用。《深化新时代教育评价改革总体方案》明确提出，通过信息化等手段，探索有效的学生、家长、教师、社区等参与的评价方式，并客观记录学生品行、突出表现，特别是践行社会主义核心价值观的情况。[18]智能技术通过提供数据支持，构建跨区域、跨场景的智能化测评系统，为结果评价、过程评价、增值评价、综合评价等方式，提供科学、专业和客观的支持。[19]通过对市面上42款面向教育测评的智能教育软件进行市场调研，本研究发现这些软件主要围绕智能组件、考试管理、智能阅卷、考试分析、评估反馈这五个子场景开展。
智能组卷场景中，智能教育软件支持智能命题和组卷、试题自动查重、试卷质量的预测评估等。智能组卷软件不仅能考虑到试题难度的适宜性，还能检测学生知识、能力和学科核心素养是否达到教师预期目标等。此外，根据评估结果，软件还能进行自动调整，提高试卷质量。
考试分析场景中，智能教育软件能够基于学生考试数据，深入挖掘其中的信息与规律，构建各类学生模型，以实现最优的教育数据利用。
在评估反馈场景中，在智能技术的支持下，智能评估软件显著提升了数据获取的效率和准确度。同时，评估模型在适切性、灵活性、教育性、可靠性等方面得到有效提升。多元评价主体可以根据评估内容调整评分权重，而结果评价、过程评价、增值评价，以及综合评价等方式在科学性、专业性和客观性上都有巨大的进步。
以上场景对应的典型智能测评软件案例、实现的功能与主要支持技术如表3所示。
表3教育测评场景下的典型智能测评软件
（四）管的场景：智能管理软件助力高质量教育管理
数字化赋能教育管理的本质是通过新兴技术和信息数据，将数字技术与数字思维融入教育管理全过程，全面重塑教育管理的方式、流程、手段和工具。[21]智慧管理包括监控、数据采集、智能分析与预测、可视化呈现、智慧决策等阶段。[22]在智能技术推动下，教育管理已经实现从传统人工管理到信息化管理的转变，不仅降低人力成本，更使教育管理趋向科学、人性化、智能化，得到了广泛认可。[23]通过对市面上118款面向教育管理的智能教育软件进行市场调研，本研究发现这些软件主要围绕班级管理、学校管理和区域管理这三个子场景开展。
在班级管理场景中，智能软件提供多项服务，其中包括班级学生考勤管理、班级日常行为管理、班级作业管理，班级交流平台用于通知发布与展示，以及家校信息交流与同步。这些服务全面支持班级管理，提高管理效率与学生学习体验。
在学校管理场景中，智能软件提供多项服务，包括学业质量管理、学校档案管理、学校教研管理、学校办公事务管理、学校食堂管理、校园安防。这些服务全面支持学校管理，提高效率与便利性。
在区域管理场景中，智能软件支持多项服务，包括区域学业质量管理、区域教学管理、区域资助管理。这些服务有助于区域教育管理的科学决策和高效运作。
四、智能教育软件助力教育发展的推进策略
（一）加强智能教育软件应用的政策引导
智能教育软件已成为教育信息化发展的重要载体，其在教育教学中的应用需要政策的支持和引领。一方面，进一步从政策层面明确技术规范，促进智能教育软件类教育新型基础设施建设。《教育部等八部门关于引导规范教育移动互联网应用有序健康发展的意见》明确提出要建立健全教育移动应用评估、监测、检查、防护等技术规范，推进教育移动应用制度化、规范化、标准化。[24]《中国教育现代化2035》强调，要加快信息化时代教育变革，创新教育服务业态，建立数字教育资源共建共享机制，完善利益分配机制、知识产权保护制度和新型教育服务监管制度。[25]技术与教育场景的融合创新成为教育政策方向的切题之要，而智能教育软件是实现这一目标的关键依托。在人工智能、5G、大数据等新一代技术驱动下，需要提高智能教育软件的可用性、实用性和智能性，以解决内容陈旧、利用率低、适用性差、智能化程度低等现实问题。
另一方面，要加强政策引导，促进智能教育软件伦理层面的规范应用。运用教育大数据可以对学习者学习行为进行分析，但同时也无疑涉及学生数据安全、隐私等道德层面和法律层面的问题。[26]要重点保障数据和信息安全，强化隐私保护，切实维护好广大师生的切身利益。[27]因此，在智能教育软件的应用中，应明确各类软件在收集、存储和处理学生个人数据时的规范性要求，保护学生的个人隐私和数据安全；建立健全数据隐私保护法律法规、建立教育数据使用规范、加强教育数据安全管理，为智能教育软件的发展提供法律规章制度支撑，促进教育数据挖掘和学习分析的合法、规范、安全应用，以及提供法律援助和监督机制。[28]通过明确智能教育软件的应用标准和规范，推动智能教育软件的健康发展。
（二）构建面向智能教育软件的评估体系
为更好地利用评估结果推动教育软件工具的研发与应用，构建面向智能教育软件的评估指数势在必行。在现有评估体系的基础上，开发与当下时代特征相契合的智能教育软件指数，即通过对智能教育软件的功能、场景、质量等方面进行测评，分析其可用性、易用性和使用效果，同时要确保评估主体的多元性，如设计面向开发者、研究者和使用者三方的评估问卷，全方位、多视角地开展软件评估，深入探讨教育软件对用户的价值，最终达到优化人工智能工具监管体系的目标。
（三）借鉴国际智能教育软件的优质经验
参考文献:
[1]王晓伟,倪静,邱莹.软件作为信息人工制品的概念及分类理论研究[J].自然辩证法研究,2018,34(9):55-62.
[2]李敏,王韵,李旺,等.教育软件分类及质量需求分析[J].信息技术与信息化,2012(4):39-41.
[3]李昭智,卞蔡,于长云,等.教育软件开发的基本原理与准则的探讨[J].微小型计算机开发与应用,1996(6):7-10.
[4]HAUGLANDS.Thebestdevelopmentalsoftwareforyoungchildren[J].EarlyChildhoodEducationJournal,1998,25(4):247-254.
[5]李艺.计算机辅助教学的概念、实践及其它[J].中国电化教育,1999(9):5-8.
[6]王婷,王楠.基于内容分析法的教育APP现状研究[J].中国教育信息化,2016(12):83-87.
[7]赵慧臣,陆晓婷,张银平.教育类APP评价的理论分析与实施开展[J].电化教育研究,2018,39(6):98-106.
[8]方海光,张景中.教育软件可用性评测研究[J].电化教育研究,2008(2):63-67,76.
[9]徐鹏.基于技术整合模型的教育类APP分类研究[J].电化教育研究,2017,38(7):71-76.
[10]祝智庭,张博,戴岭.数智赋能智慧教育的变与不变之道[J].中国教育信息化,2024,30(3):3-14.
[12]刘邦奇,张金霞,胡健,等.智能+教育:产业现状、热点及发展趋势——2020年中国智能教育产业发展研究[J].电化教育研究,2021,42(11):8.
[13]顾小清.教育信息化步入数字化转型时代[J].中小学信息技术教育,2022(4):5-9.
[14]张锋,延美丽,彭红超.基于数据治理的区域教育数字化转型研究[J].中国教育信息化,2024,30(3):73-80.
[15]杨平展,蒋嘉伟,廖容宽.具身认知视角下线上课程开发的未来走向[J].中国教育信息化,2024,30(1):120-128.
[16]杜华,袁璐欣,王璐瑶.教师智能素养评价的国际研究:主体、要素、工具与建议[J].中国教育信息化,2024,30(4):79-88.
[19]江婕,于文婷,王海燕.基于多模态数据的智慧课堂学生学习行为研究[J].中国教育信息化,2024,30(4):107-117.
[20]汪张龙.人工智能技术在考试中的应用[J].中国考试,2017(11):30-36.
[21]熊建辉.善用数字化赋能教育管理转型升级[N].中国教育报,2022-04-21(02).
[22]荣荣,杨现民,陈耀华,等.教育管理信息化新发展:走向智慧管理[J].中国电化教育,2014(3):30-37.
[23]展鹏,乔禹,李腾.数字化转型背景下校园卡数据治理研究与实践[J].中国教育信息化,2024,30(4):51-60.
[26]胡月,王以宁,徐鹏,等.互联网时代教育类APP开发——美国《教育技术开发人员指南》手册解读及启示[J].中国电化教育,2015(12):41-48.
[28]何昌旺,熊和平.ChatGPT类生成式人工智能教育伦理危机及其应对[J].中国教育信息化,2024,30(2):81-90.
[29]BONEKAMPLWF.CoursewareevaluationactivitiesinEurope[J].JournalofEducationalComputingResearch,1994,11(1):1-1.
[30]陶振宗,格维,等.美国、加拿大教育软件评价标准[J].课程·教材·教法,1988(9):59-52.
[31]王辉,苏福根,罗江华.数字驱动韩国基础教育改革的新举措及启示[J].中国教育信息化,2023,29(7):46-53.
KeyScenariosandPromotionStrategiesforIntelligentEducationSoftwarePromotingFutureEducationDevelopment:Excerptfromthe2023AnnualReportonArtificialIntelligencePromotingtheDevelopmentofEducation(Ⅶ)
ChunliWANG1,YuanyuanLI2,KeYAN3
Keywords:Intelligenteducationsoftware;Intelligentlearningsoftware;Intelligentteachingsoftware;Intelligentevaluationsoftware;Intelligentmanagementsoftware