人工智能時代背景下教學模式構建

導語：人工智能時代背景下教學模式構建一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：人工智能時代背景下，AI雙師教學成為提高教學效率、促進個性化與深層次學習的必然選擇。為此，高校應以更具教育性的精準教學為目標，立足于人機協同、精準教學兩個層面，構建AI雙師精準教學模式，于教學活動中巧妙融入人工智能，推進教學過程精準化與人文化、規模化與個性化的統一，實現教學效果與育人效率的全面提升。

關鍵詞：AI雙師教學；精準教學；人工智能；人機協同

人工智能（ArtificialIntelligence，簡稱AI）、虛擬現實等智能技術在教育中的應用引發教學模式創新發展，教學范式逐漸走向科學化、精準化、個性化[1]。精準教學作為一種教學技術已經成為教育研究的熱門話題，為彌補精準教學的不足，促進人工智能更好地服務于教育教學，本文在對AI雙師教學與精準教學進行分析的基礎上，以更具教育性的精準教學為目標，AI雙師教學為框架，從理論層面構建AI雙師精準教學模式，探討該模式的相關概念、構成要素、構建原則和框架結構，并就該模式的實施提出相關意見與建議。

一、AI雙師精準教學模式的提出

（一）AI雙師教學是人工智能時代背景下的必然選擇

智能終端的普及和廣泛的網絡覆蓋，促使人類社會進入以互聯網為核心支撐的信息時代。海量增長的信息，在拓寬教師獲取知識的途徑，賦予教師職業發展的多種選擇性與可能性的同時，也暴露出教師客觀存在的“能力缺陷”。智能化時代，人工智能技術迅速崛起，為彌補教師因生理局限所造成的“能力缺陷”提供了契機。如，知識圖譜和深度學習技術通過采集學習數據幫助教師輔導和答疑；語音語義識別、圖形圖像識別技術幫助教師實現自動化批改和個性化反饋。AI雙師教學可實現將人類認知能力上的不足“外包”給智能設備，對教師“能力缺陷”進行彌補，促使教學過程更為科學高效。因此，AI雙師教學成為人工智能時代的必然選擇。

（二）回歸教育學視角是精準教學發展的必然趨勢

精準教學以數據驅動為核心，通過技術記錄并分析學習者的學習數據，獲取學習者潛在的學習規律，為科學、精準的教學提供依據。當前精準教學在提升教學效率，實現教學智能化的同時，忽略了教師的教學理念與經驗的支持，過于倚重技術帶來的測評和自適應推薦功能，雖然可實現一定程度上的教學自動化與個性化，但是也會使教師游離在人機教學的邊緣，陷入被技術支配的危機中。因此，回歸教育學視角，以技術為基礎，以教師為引領，發揮教師和技術的雙重智慧，使精準教學更具教育價值與人文情懷。綜上所述，人工智能時代背景下，AI雙師教學成為提高教學效率，促進個性化與深層次學習的必然選擇。同時，AI雙師教學符合精準教學改革精神，是精準教學發展與延續的必然趨勢。基于此，以更具教育性的精準教學為目標，以AI雙師教學為框架，構建AI雙師精準教學模式，充分發揮人類智慧與機器智慧，二者協同配合，從而實現以機器數據和教育經驗為基礎的精準教學，助力教學個性化、高效率進行。

二、AI雙師精準教學模式的構建

（一）AI雙師精準教學模式相關概念

1.AI雙師教學

雙師教學就是兩位教師協同交互開展教學的一種教學實踐模式[2]。技術賦能教學，為雙師教學形式變革注入新的活力。隨著“互聯網+”技術到“人工智能+”技術的發展變遷，衍生出線上線下混合雙師教學、AI雙師教學。線上線下混合雙師教學是遠程和傳統兩種教學方式混合，線上線下兩位教師配合的一種教學實踐模式。線上名師作為主講教師，通過錄制教學視頻或直播上課等方式開展遠程教學，線下教師作為輔助教師，通過重點講解、答疑解惑、作業批閱等方式開展傳統教學。2013年由人大附中實踐的雙師課堂遠程教學模式就是線上線下混合雙師教學的典型例證[3]。“人工智能+”技術助力教學，催生新型的雙師教學形式——AI雙師教學，其教學主體由線上線下的兩位教師變為教師和智能機器，智能機器承擔一部分教師工作，二者協同配合，發揮所長，促進教學過程個性化、高效化進行。

2.精準教學

精準教學是以某種方法或策略記錄跟蹤學生學習表現，引導教師精準教學、學生精準學習，以測助學，提高教學決策和學習改進精確性、有效性的一種教學形式。20世紀60年代，美國學者林斯利基于行為主義學習理論首次提出精準教學，即通過記錄學生學習的行為表現，量化分析行為數據，為教學設計、實施提供依據。但受限于技術手段，早期的精準教學主要通過人工跟蹤記錄學生學習行為表現，無法獲得全面準確的數據，且僅僅關注到學生行為的變化，而沒有關注到行為變化背后隱藏的動機、目的、情感等學習品質[4]。隨著技術的進步，數據驅動的精準教學應運而生。精準教學依托大數據技術精準分析學習現狀，在精準定制學習目標和精準預設教學活動的基礎上促進教學實踐活動精確高效進行[5]。

（二）AI雙師精準教學模式的構成要素

AI雙師精準教學模式由人、智能機器兩類智能主體，人類智能、協同智能、機器智能三類智能元素構成[6]。通過智能主體間的相互作用，智能元素間的相互影響，提高以智能機器為基礎的教學精準度，同時提升以人為主導的教學教育性。

1.智能主體任何教學過程的價值判斷與教育決策都是具有意識與意向的，傳統教學過程的判斷決策權屬于人，在AI雙師精準教學中，教師和學生承擔教學活動中的判斷與決策職責。教師是AI雙師精準教學的主導者，運用其協同智能將人類智能與機器智能巧妙地連接起來，使整個教學過程具備精準與教育的雙重屬性。學生是AI雙師精準教學的主體，在與教師和機器的交互過程中，全面發展知、情、意、行。智能機器是指包含計算機在內的各類支持教學活動的智能技術與工具，在AI雙師精準教學中充當AI代理、AI助手、AI伙伴三種角色。AI代理主要發揮智能機器的計算智能，自動化處理機械重復的任務。于教師，如批改作業、成績登統、家長反饋等；于學生，如自動化推送學習資源、監督學習完成情況等。AI助手則是在代理工作的基礎上提供診斷報告，為師生的價值判斷提供依據。于教師，如提供班級整體的學情分析報告，作為教學的依據；于學生，如提供個人學習診斷報告，作為個性化學習的依據。AI伙伴意味著智能機器要成為師生的伙伴，幫助師生在教學過程開展反思性學習，同時減少師生在虛擬空間內的分離感。

2.智能元素人類智能是人類所特有的認識能力和實踐能力的統一。在AI雙師精準教學中，人類智能特指教師和學生在教學活動中呈現出來的感知獲取知識、邏輯推理判斷、語言情感交流等智慧與能力。機器智能又稱人工智能，是一種類似于人類智能的，致力于以智能方式來解決問題的計算機能力。在AI雙師精準教學中，機器智能特指智能機器在教學活動中模擬人類的計算、感知、認知等能力，一定程度上代替或輔助師生開展教學。協同智能是在人工智能時代出現的一種特殊智能，其功能是連接人類智能與機器智能。弱智能時代的人工智能還不具備意向性，協同智能的發揮主體只能是人類。因此在AI雙師精準教學中，師生要發展和發揮在特定的人工智能時代所需要具備的協同智能，通過協調人與智能機器，發揮所長，助力教學。

（三）AI雙師精準教學模式的構建原則

1.主體行為協同化：由人際協同擴展到人機協同

教學不是機械地單向知識傳輸活動，而是一種兼具基礎知能和高階知能培養的復雜活動。因此，課堂教學往往需要建構復雜的劣構問題或項目以實現知能的培育，由此，包括師生協同、生生協同的人際協同便成為課堂教學的主要策略[7]。人工智能助力教學，在提升人際協同可能性，增加其種類多樣性的同時，將人際協同擴展到人機協同，增加教師與機器、學生與機器間的協同。AI雙師精準教學以“協同化”為基本原則，實現教師、學生、智能機器三者間的優勢互補。

2.學習評價全息化：從平面走向立體

根據評價結果作出教學決策，有助于提高教師教學的質量[8]。因此，有效性評價是開展教學的關鍵一環。AI雙師精準教學以“全息化”為基本原則，促使學習評價由學習成就轉向學習過程，為學習評價提供全程化、多元化、多維度、可視化的數據基礎，促進學習評價的立體化、全面化，以評促學、以評促發展。

（四）AI雙師精準教學模式的框架結構

AI雙師精準教學是一種教師和學生在智能機器的支持引導下，協同配合，開展建構式學習，精準促進學生學習及智慧發展的新型教學實踐模式，如圖1所示。該模式分為兩層———人機協同層、精準教學層。人機協同層融合了教師的創造性思維、學生的個性化思維、智能機器的工具性思維，師生為主，智能機器為輔，三者相輔相成，互為補充。精準教學層以“九精準”———精準預習、精準問題、精準教學、精準理解、精準協作、精準研學、精準測評、精準提升、精準幫助為核心目標。人機協同層是精準教學層的基礎，精準教學層是人機協同層的表現形式，旨在通過人與智能機器的協同配合，實現精準教學、科學教學。

1.人機協同層

AI雙師教學是對傳統教學的變革與創新，以協同智能巧妙連接人類智能與機器智能，實現教師與智能機器在教育活動方面的協同、學生與智能機器在學習活動方面的協同、教師與學生在教與學活動方面的協同，如圖2所示。第一，教師與智能機器的教育協同。傳統課堂教學中，教師主要依靠個體經驗及主觀意向來感知學生的學習障礙和需求，然而教師的注意能力和分配能力有限，難以捕獲學生的全部信息。因此，傳統教學存在模糊性、片面性、不穩定性。教師與智能機器的協同，可幫助教師克服“能力缺陷”，實現教學過程的精準性、全面性、穩定性。一方面，智能機器借助其在感知智能和計算智能上的優勢，對學生的信息進行全方位地觀察記錄、多維度地分析處理，形成有關學生學習障礙與需求的學情分析報告，使通常處于模糊狀態的教育、心理和社會知識，以更為具體和明確的方式呈現出來[9]，為教師的價值判斷提供全面、客觀的信息支撐。另一方面，教師發揮對智能機器的引領與指導作用，通過教師的教育智慧，增強智能機器事務處理的智慧性與創造性，提升智能機器在教學活動中的精準性與針對性。第二，學生與智能機器的學習協同。以往教學存在忽視學生個體差異以及內容缺乏靈活性與實踐性等問題，無法滿足學生的個性化學習需求以及培養學生應用實踐能力的要求。AI雙師精準教學通過學生與智能機器的協同，可促進學習過程的精準化與個性化。一方面，智能機器可以完成學生在各類教學場景下學習過程的信息采集，形成學生個人的學情分析報告，幫助學生挖掘錯題根源，為學生推送相匹配的微課講解和難度適中的習題資源；另一方面，為了完善人工智能學習活動數據資源庫，使其為學生提供更為精準化的學習輔導，學生要主動提供學習數據及需求，提升其與智能機器的學習協同契合度。第三，教師與學生在教與學活動方面的協同。教師與學生作為教與學活動的主體，二者以智能機器為橋梁的協同配合促使教與學活動更為精準化與自主化。一方面，教師是教與學活動的引導者和價值判斷者，具有獨特的教育智慧，在與學生長期交往過程中，形成了獨特的體驗互通與情感紐帶。教師以智能機器提供的學情分析報告為依據，結合心理學、教育學等專業知識，對學生進行綜合分析和診斷，給出有針對性的指導建議，并以此為基礎，開展備課、上課、作業布置、課外輔導等教學工作，實現教師教學工作的精準化。另一方面，學生作為學習的主體，借助智能機器生成的學情分析報告，可了解自己在學習上的優勢與劣勢，進行自我調節、設計、監控和評價，實現自主性學習。

2.精準教學層

精準教學層是AI雙師精準教學模式的核心，是開展教學活動的基礎以及實現個性化教學的必要一環。精準教學層分為三個環節———課前準備環節、課中教學環節、課后延伸環節。課前準備環節包括以精準預習為目標的資源推送階段、以精準問題為目標的預習反饋階段、以精準教學為目標的教學設計階段；課中教學環節包括以精準理解為目標的自主探究階段、以精準協作為目標的合作探究階段、以精準研學為目標的個性探究階段；課后延伸環節包括以精準測評為目標的評價交流階段、以精準提升為目標的作業布置階段、以精準幫助為目標的課后輔導階段。首先，課前準備環節。資源推送階段，智能機器根據歷史學情分析報告，從資源庫中篩選出文檔、圖片、視頻等學習資料。教師對智能機器初步篩選的資料進行二次篩選與補充，將完善優化后的學習資料以及個性化預習任務推送給學生，以期實現個性化、精準化預習[10]。預習反饋階段，學生根據推送的資料和任務展開個性化學習，同時將遇到的問題通過實時性交互技術手段，或文字、語音留言等非實時性交互技術手段反饋給教師，以便教師精準發現學生的學習問題，以學定教。教學設計階段，教師以預習情況反饋、學情分析報告、教學內容特點等為基礎，對教學活動進行精準設計，使其更貼合學生實際，助力精準教學。其次，課中教學環節。自主探究階段，以學情分析報告、學生特點等為依據，智能機器和教師協同配合，精準提供個性化學習材料，精準制定自主探究任務，培養學生獨立思考與解決問題能力，促進學生精準理解。合作探究階段，智能機器將學生精準分組，保證組間智力水平大體一致，助力精準協作。組內合作強調以問題為核心的驅動學習，強調發揮學習者在學習過程中的主動性和建構性。個性探究階段，以學生個體為單位，對自主探究階段和合作探究階段數據進行補充和完善。智能機器采集并分析前兩個階段的各項學習數據，生成學情分析報告。教師以此為基礎制定個性化探究任務單，滿足不同學生的學習需求，實現精準學習。再次，課后延伸環節。評價交流階段，智能機器精準記錄課堂中學生的參與行為、交互行為、學習表現等信息。通過數據分析，形成學情分析報告。堅持量化評價與質性評價相結合、小組互評與自我評價相結合的方式[11]。教學活動結束后，進入作業布置階段，智能機器以學情分析報告為基礎推送相應的個性化課后作業，收到作業反饋后自動批改，并根據答題情況為學生推送相匹配的視頻講解及類似問題的變式或關聯題，幫助學生查漏補缺、精準提升。課后輔導階段，教師根據學生作業完成情況，挖掘知識薄弱點，給予學生個性化輔導，實現精準幫助。

三、AI雙師精準教學模式的實施建議

（一）充分發揮師生的教學主導地位

AI雙師精準教學的本質是以智能機器為橋梁，以人的價值實現為導向，以協作促精準，從而實現人的全面發展。顯然，在AI雙師精準教學模式中，人的價值實現和自我發展仍然是教與學的根本指向和最終目標，如果完全由機器負責教學診斷和教學決策，教學將處于被動狀態，處于被算法控制的牢籠中[12]。因此，要堅持發揮人在教學中的主導和引領作用。教師是教育教學的指導與引領者，使其明晰“人-技”關系成為關鍵所在。第一，教師要協同人工智能互動合作育人。教育是一門充滿創造性和靈活性的職業，富有情感和審美的需求，教師在其間發揮的作用是人工智能技術所無法替代的。第二，教師要開發人工智能的倫理性教育價值。人工智能為人類所制造，是人意志的對象化表現。因此，教師在教育教學中不能被動使用，而應主動干預，根據教學實際情況和教學內容特點選擇人工智能技術，使人工智能助力教育教學。第三，教師要善用系統論視角審視AI復雜的人機環境。人與技術的關系并不簡單指人類和技術兩個實體之間的關系，更多地在于技術引發環境的改變，環境促進人的變化。因此，教師不僅要認識人工智能，更要了解人工智能所輻射影響的環境情況，以更好地利用人工智能服務教學。

（二）提升師生協同智能

協同智能是人工智能時代背景下所衍生出來的連接人類和機器的特殊智能，協同智能的高低決定了人機協同的程度。因此，需要通過不斷提升師生的協同智能，使增能、使能和賦能的人工智能技術與人類智慧相融合達到更高水平，實現教學過程的精準性與人文性。為更好地利用人工智能技術開展教育教學工作，提升教師協同智能至關重要。第一，夯實教師硬素養。教師硬素養是提升協同智能的基礎，具體指可被程序化、數據化的教育教學能力，如確定性的專業知識和可機械化執行的教學技能等。人工智能技術，一方面可承擔一部分可重復的教育教學工作，緩解教師工作壓力，另一方面也對教師硬素養中的計算思維提出了全新的要求。計算思維是指使用計算機科學范式進行問題求解、行為理解等思維活動[13]，是更好地利用人工智能技術助力教育教學的關鍵所在，是在人工智能時代教師硬素養的重點培養內容。第二，鞏固教師軟素養。教師軟素養是提升協同智能的催化劑，具體指更為靈活的、更具有創造性的教育教學能力，如人際關系處理能力、終身學習能力、道德教育能力等。人工智能技術具有強大的數據分析能力，能夠揭示模糊而隱秘的教育教學規律，教師借助良好的軟素養可利用人工智能技術分析結果，為自身研究賦能，推動教育理論和實踐創新。培養與提升協同智能的關鍵不僅在于對硬素養和軟素養的夯實與鞏固，更在于對硬素養與軟素養的充分理解與運用。

（三）增智慧園建設

21世紀以來，信息革命迅猛發展，智慧課堂、智慧教育等新型理念不斷涌現，智慧校園的建設已成為必然趨勢。同時AI雙師精準教學的落地實施依托智能化校園平臺及設備，智慧校園的建設已成為必然選擇。智慧校園建設的著力點可放在實現教育功能、管理功能和生活功能三個模塊[14]。教育方面，構建實用高效的教育平臺，豐富教育資源，科學配置教學設備，促進AI雙師精準教學常態化開展。管理方面，構建全流程、高效率的協同管理系統，以學生為本位，暢通信息交流，促進管理的科學化、信息化、高效化。生活方面，基于一卡通、人臉識別等軟硬件，構建便捷、通暢的校園生活環境，促進校園生活的便捷性、安全性。

（四）加對教師教學活動數據的采集分析

AI雙師精準教學借助智能設備對學生學習活動數據進行跟蹤收集，并對學習者的認知、行為、情緒、動機等進行復雜而全面的分析，從而初步實現數字化教育治理，以數字思維促進教學變革。在AI雙師精準教學中，除了應用學習分析技術研究學習者外，還要對教師在教學中產生的教學數據開展分析，以研究教與學之間的關系，從而進一步提升教學的精準性與高效性。對教師教學活動數據的采集和分析可以從課堂講授、自主探究、小組協作、總結評價、反思提升、課堂測試六大教學場景入手，制定在各個教學場景中的信息采集與分析的具體指標，重點關注智慧教學活動中的強交互任務和任務執行場景[15]。

四、結語

在對AI雙師教學形態必然性和精準教學改革必要性的論述基礎上，提出AI雙師精準教學模式，并就其相關概念、構成要素、構建原則、框架結構及實施建議展開具體論述。于教學活動中巧妙融入人工智能，以人類智能、機器智能、協同智能的交互影響為基礎，教師、學生、智能機器三者協同配合，推進教學過程精準化與人文化、規模化與個性化的統一，實現教學效果與育人效率的全面提升。

參考文獻：

［1］楊現民，駱嬌嬌，劉馨，等.數據驅動教學：大數據時代教學范式的新走向［J］.電化教育研究，2017，38（12）：13-20，26.

［2］乜，高紅英，王鑫.“雙師教學”共同體模式構建：要素與結構關系分析研究［J］.電化教育研究，2020，41（12）：65-70，78.

［3］本刊編輯部.雙師教學：中小學慕課的創新模式［J］.今日教育，2016（4）：25.

［4］安海.精準教學：史演進、現實審視與價值澄明［J］.課程·教材·教法，2021，41（8）：56-62.

［5］葉立軍，王思凱.精準教學的內涵特及實施策略［J］.教學與管理，2022（12）：86-89.

［6］蔡連玉，劉家玲，周躍良.人機協同化與學生發展核心素養：基于社會智能三維模型的分析［J］.開放教育研究，2021，27（1）：24-31.

［7］祝智庭，紅超.技術賦能智慧教育之實踐路徑［J］.中國教育學刊，2020（10）：1-8.

［8］詹姆·波帕姆.教師課堂教學評價指南：第5版［M］.重慶：重慶大學出版社，2002.

［9］周琴，文欣月.智能化時代“AI+教師”協同教學的實踐形態［J］.遠程教育雜志，2020，38（2）：37-45.

［10］高，陸健，王曉靜，等.人工智能時代人機協同課堂教學模式的構建及實踐案例［J］.遠程教育雜志，2021，39（4）：24-33.

作者:高丹陽 李冉 單位:河北大學 教育學院