教 改 动 态
2025年第2期（总第376期） 2025年9月26日
河北经贸大学教务处主办 星期五
导读：全球STEM教育发展的关键一步
推动STEM教学人机协同评价
智能时代STEM教育如何发力
【全球STEM教育发展的关键一步】
9月21日，国际STEM教育研究所在上海正式成立。这是联合国教科文组织第10个一类中心，中国也首次成为教科文组织一类中心的东道国。国际STEM教育研究所的正式成立，是我国与教科文组织合作历史上的重要里程碑，将成为我国与教科文组织深化合作的新平台，不仅将推动我国STEM教育高质量发展，也将助力全球STEM教育共同发展。
国际STEM教育研究所的成立，将有力推动我国STEM教育高质量发展，助力科技创新人才培养。当前，世界百年变局加速演进，新一轮科技革命和产业变革深刻改变着人类的生产生活乃至学习方式，对STEM人才的需求更加迫切。研究所将进一步促进我国深化STEM教育教学改革，提高科技创新人才培养质量，提升教育现代化水平，更好服务教育强国建设。
国际STEM教育研究所的成立，将进一步加强我国与联合国教科文组织的合作，为促进全球STEM教育发展作出积极贡献。研究所的成立将进一步推动引领变革性研究，建立全球标准，推动创新教育实践，使之成为STEM教育先进理念的发源地、思想的试验田、能力建设与合作的大平台，为推动实现可持续发展目标，培养创新人才作出积极贡献。同时，研究所将积极回应广大发展中国家迫切需要，为广大发展中国家发展STEM教育提供更有力的支持，从而缩小STEM教育的全球差距，帮助更多人获得适应未来社会生活的能力与素养。
国际STEM教育研究所的成立，有助于我国扩大教育国际交流合作，为全球教育发展贡献中国智慧、中国力量。经过多年的实践，我国逐步探索出了一个适合自身国情的STEM教育体系，为国家创新驱动发展战略提供了坚实的人才基础。国际STEM教育研究所在上海成立是我国扩大教育国际交流合作、积极参与全球教育治理的重要实践，有利于我国与国际社会分享中国STEM教育的理念与实践，为全球教育发展贡献中国智慧、中国力量。
这是全球STEM教育发展的关键一步。面向未来，期待国际STEM教育研究所高质量地完成其使命与各项目标，为应对全球性挑战贡献教育力量，书写全球教育合作与共同发展的新篇章。
（《中国教育报》2025年9月22日）
【推动STEM教学人机协同评价】
定量规：构建人机共享的STEM教学设计评价标准
人机协同评价的首要任务，是打造一把人和AI都能理解和使用的“标尺”。这需要将专家知识和经验转化为结构化、可计算的评价量规。第一步是建立评价框架。通过梳理国内外STEM教育研究成果，“大概念统整、真实性学习、素养导向”等为STEM教学的核心特征，需围绕以上要素形成包含评价指标、评分等级和评价示例的结构化量表。第二步是让AI“读懂”量规。就目前技术条件，可采取两条路径：一是构建评价知识库，将优秀案例和评价标准进行结构化存储，通过检索增强生成技术，让AI能够快速检索相关规则和示例进行比对；二是运用自然语言处理技术，将文字描述的评价规则转化为机器可执行的判断逻辑。经过这样的“翻译”过程，AI在审阅STEM教学设计时，就能像专家一样调用规则，对照示例，输出结构化的评价结果。
定分工：聚焦STEM教学设计特性制定人机协作策略
有了共享的评价量规，接下来要解决的是如何让人和AI高效协作。研究表明，对于STEM教学设计这类既需要结构分析又需要价值判断的高复杂性任务，最佳策略是让AI处理规则性工作，让专家聚焦价值判断。因此，可构建“AI初评—专家复评—系统优化”的协作策略。在初评阶段，AI运用自然语言处理技术快速扫描教学设计，检查结构完整性、逻辑连贯性、知识点覆盖等可量化维度，生成诊断报告供专家参考。在复评阶段，专家重点评估需要教育洞察的维度：选题的教育价值、情境的真实程度、进阶设计的合理性等，并对AI的初评结果进行校准。专家的修正数据需定期用于优化系统的评价规则和判断策略。通过这种动态协作，AI的效率优势与专家的专业判断形成互补，既避免了重复劳动，又确保了评价质量。
定反馈：生成促进STEM教师专业发展的行动指南
传统教学设计评价常止步于“多学科整合不足”等笼统评语，教师看后仍不知从何改进。为此，STEM教学设计人机协同评价智能体，生成的反馈报告需包含3个要素：具体问题诊断、改进资源推送和个性化指导建议。比如，某初中教师提交的“桥梁设计”教学设计被诊断为“工程实践环节薄弱”，学生只是按照固定步骤完成制作，缺少测试、改进、再设计的循环过程。系统随即推送了“纸桥承重挑战”优秀案例，该案例展示了学生如何通过多轮测试不断优化桥梁结构。最后建议该教师增加工程迭代环节，让学生真正体验工程师的工作过程。这种反馈机制让教师打开报告即可看到“问题在哪儿、为何出现、怎样改”。这样，评价就可以从终结性判断转变为发展性支持，真正成为教师STEM教学专业发展的助推器。
（《中国教育报》2025年9月16日）
【智能时代STEM教育如何发力】
当前，AI赋能科学已成为世界顶尖科研院所竞相发展的领域，这同样为STEM教育带来了前所未有的变革机遇。在2025世界数字教育大会期间，我们就“人工智能赋能STEM教育”专访了前来参会的国际工程技术协会（IETI）主席、牛津大学沃尔森学院教授詹姆斯·克雷布。詹姆斯·克雷布在全球积极推动AI应对健康、气候和生物多样性保护研究与实践，持续引领全球AI赋能工程教育。围绕智能时代STEM教育的理念拓展、实践路径、伦理挑战及高校应对策略等方面，詹姆斯·克雷布进行了分享。
1智能时代STEM教育更需激发人的思维能力和创造力
问：在以生成式为特征的人工智能发展时期，高校STEM教育呈现出哪些新的需求？
詹姆斯·克雷布：智能时代，不论师生的专业背景如何，关键在于能否充分利用人工智能去提升自身的思维能力与创造力。首先，在教学层面，应用人工智能的核心不在于给出答案，而在于激发提问。学生应在掌握技术应用的同时，更注重技术如何启发新问题和新想法的提出。在学习了基础和前人经验后，学生要能够提出有深度的问题，在我看来提问本身比答案更具价值：问题是什么，如何解决，以及是否可行。将问题限定在可解决的范围内很有必要，但这并不妨碍我们进行更广阔的思考。教育应当培养学生提出好问题的能力，并鼓励他们在理解已有知识体系的基础上，以崭新的视角审视世界、启迪创新。
其次，人工智能能够激励我们大胆地生成新思想、新概念。包括艺术在内的各个领域，创意的重要性已超越过往经验，而人工智能正助力我们在思想、理念层面取得突破。从根本上说，通过人工智能产生新思想、新问题解决方案，乃至新的人类经验视角，是我们获取思想自由并迈向未来的关键所在。我们需要拓宽视野，关注的范畴不应局限于传统的STEM（科学、技术、工程、数学）教育，而应拓展至STEAM（科学、技术、工程、艺术、数学）教育。将“艺术”纳入其中，不仅因为人工智能在人文艺术领域已展现巨大潜力和影响力，更重要的是，艺术能够激发人类的创造力，这正是推动各学科领域进步的核心要素。
当然，需要注意的是人工智能本质上是一种工具，一种算法技术，它能高效整合既有知识，亦存在“幻觉”的风险。生成式人工智能在当前科学发现的发展是一个有益的开端，对于STEM教育而言，我们应广泛而深入地探索其应用，开发出能够发展创造力的新算法。
2人工智能在高校STEM教育中的实践经验
问：当前，人工智能助力STEM教育的国际发展趋势如何？牛津大学在这方面有哪些实践和经验？
詹姆斯·克雷布：从全球范围来看，趋势主要体现在3个方面：首先是全学科的融入。在AI赋能科学研究的背景下，全球众多大学都在积极探索人工智能用于大部分STEM学科的研究和教学。自然语言处理、计算机视觉等技术正在被广泛应用于不同实践场景，要推动它们在具体学科领域中的深度融合。以牛津大学为例，不仅是航海、农业和医学等学科，甚至是商科等社会科学也在探索AI向实践场景转化。
其次是相关课程体系是系统性的。除了在课程规划、多学科融合等方面体现AI的作用，也突出了AI伦理规范和人才团队建设的重要性。牛津大学着力培养具备人工智能协同能力的人才团队，并基于此形成人才团队与人工智能协作的新型组织架构。我认为无论是科研机构还是企业组织，团队成员不一定都需要成为技术专家，但每个人都应具备对人工智能能力边界的基本认知，理解它的潜力与局限，并能基于此来支持团队内的创新尝试。
最后是国际间的合作。我本人也参与了多个国际合作项目，如牛津大学的研究团队在冈比亚通过改善土壤来提高当地大米、坚果等农作物的产量。在中国，我们团队也有很多合作。我们利用人工智能和大数据技术，分析来自海岸基站、船只及卫星的环境流数据，实时监测冰层融化造成的冰流，旨在优化气候变化背景下的北极航运路线，为船长提供实时决策信息。这些只是众多应用案例中的一部分，人工智能在医疗诊断、卫星技术等领域已有众多实践案例，未来其应用场景将更加广泛。
3人工智能赋能高校STEM教育的挑战与机遇
问：人工智能赋能高校STEM教育过程中存在哪些新挑战？
詹姆斯·克雷布：人工智能本质上只是一种工具，需要人类对其进行监管。我们应将负责任的人工智能原则融入到所有应用实践中，这不仅需要全球治理框架的支持，也要求每个使用人工智能的团体、组织或个体遵守负责任的规范，并及时纠正任何误用或错误。从全球到个人层面，我们都需要明确如何负责任地使用人工智能的原则和指引，综合考量多方伦理因素，才能确保人工智能的普遍正确使用。
在艺术领域中，类似的问题也在显现。许多作曲家担忧人工智能会复制他们的创作成果，这确实构成挑战。但通过健全法律和规章制度，我们可以规范各创意和艺术领域（包括科学创意、商业创意、视觉艺术、音乐艺术等）中人工智能的使用。此外，创意的价值不仅在于其产生，更在于其落地、演化与实践。一个技术创想若要发挥实际效用，离不开多方力量的推动与实践验证。当新的想法或技术（比如创新材料的应用）被他人采纳、发展和完善时，它才能真正获得生命力并惠及更广泛的使用者和实践者。人工智能在教育和科研中的发展也应建立在伦理可控、法律保障与实践支持的多维基础之上。
问：高校应如何以人工智能促进STEM教育发展，从而培养智能时代人才？
詹姆斯·克雷布：高校推动人工智能赋能科学教育发展，首先应做到“发声”，要在全校范围内形成广泛的公开讨论氛围，使人工智能成为教学、研究、出版等各个环节中广泛讨论的议题。教师、学生、行政人员及各级管理者都应根据职责分工，明确人工智能使用规范，制定契合本部门实际的指导政策。
高校在推动人工智能应用的同时，也应警惕其对学生思维能力的潜在影响。比如在课堂上抛出一个封闭式问题，学生可能直接向人工智能询问答案。若学生仅将人工智能作为面对问题时获取答案的工具，就容易削弱其主动思考与深度学习的能力。因此，教学方式的调整尤为关键，例如导师制、指导式教学更能引导学生在互动中深化理解、拓展思维。以前我在高校担任导师期间，每周会定期与学生学习小组交流，通过面对面讨论，共同探究问题的本质、回顾已有成果、提出新的思考方向。我也曾在面向小学的几个教育活动中，通过让学生亲自种植植物体验“做中学”，或是让学生在耐心倾听他人想法和尊重他人意见的互动活动中学习“大概念”。人工智能可以提供知识，但这种高质量的人际交流，以及人类特有的同情心、同理心，是人工智能目前尚无法替代的。
（《中国教育报》2025年9月16日）
编辑：张伟 刘惠瑶 电话：87326042 电子邮箱：gaojsh@heuet.edu.cn
