人工智能助推教師隊伍建設途徑與方法研究

鐘紹春 鐘卓 張琢

關鍵詞：智能研訓;智能教育素養;智能工具;虛擬實踐教學

一、人工智能助推教師隊伍建設現狀分析

隨著人工智能、大數據、5G、“互聯網+”和AR/VR等技術的快速發展及其在教育教學中的快速普及應用，課堂信息化教學、網絡互動教學、網絡教研和培訓等已經成為中小學教學、教研和培訓等的新常態。在智能時代的大背景下，各級教育管理部門、研訓部門和中小學校都在積極開展人工智能助推教師隊伍建設方面的探索和實踐，使得中小學教師教研和培訓工作發生了翻天覆地的變化，在全面提升中小學教師信息技術應用能力的同時，也極大的推動了信息技術在教學中的深化應用，并取得了十分顯著的成效。

《全國中小學教師信息技術應用能力提升工程2.0》中明確提出“打造信息化教學創新團隊，引領未來教育方向。支持有條件的學校主動應用互聯網、大數據、虛擬現實、人工智能等現代信息技術，探索跨學科教學、智能化教育等教育教學新模式，充分利用人工智能等新技術成果助推教師教育，提升校長、教師面向未來教育發展進行教育教學創新的能力”[1]，人工智能助推中小學教師隊伍建設已成為當前研究熱點問題。

不僅如此，教育部還專門在寧夏組織開展了人工智能助推教師隊伍建設行動試點工作[2]。在試點工作的六項內容中，智能工具應用、智能研修、智能教育素養提升和智能幫扶貧困地區教師等四項內容是針對中小學教師能力提升的。智能工具應用是應用人工智能技術賦能教師課堂教學，進而提升教學質量。智能研修則是應用人工智能技術支持教研和培訓活動開展，進而提升教研和培訓水平。智能教育素養提升是培養教師應用人工智能技術開展教學活動方面的能力，進而通過有效應用智能技術手段提升教學水平。智能幫扶貧困地區教師，則是借助人工智能技術將優質教師教學智慧供給貧困地區教師，進而提升貧困地區教師教學水平。然而，盡管很多教育部門和學校都在積極開展人工智能助推中小學教師隊伍建設工作，也取得了十分顯著的成效，但是仍然存在著很多需要進一步探索和研究的問題。

（一）人工智能助推信息化教學創新方面情況

在信息化教學應用方面，從當前各地學校實際情況看，絕大多數教師基本上處在應用技術為教與學提供教學便利手段和提高教學效率的層面上。即便是很多教師已經使用了智能工具，但大多數還僅是為了便利或節省時間。對于教學思路或方法等方面不存在問題而僅是缺少便利或高效手段（教學第一層級問題）的情況，信息技術在教學中的應用效果總體上看還是非常顯著的。但是，對由于原有教學條件有限而導致教學思路或方法存在問題（教學第二層級問題）的情況，信息技術在教學中的應用效果大多數并不理想，主要原因是這種情況下，直接應用技術解決問題往往是不可能的事情[3]。

比如，目前比較普遍使用的線上視頻互動教學、教研及培訓，在不能面對面或者面對面時間等成本很高的情況下，就提供了一種全新的解決途徑和辦法。這種做法的確體現出來了信息化手段給教育教學所帶來了巨大改變，但不代表著教師的教學水平就一定有了顯著提升。這種情況下，教師的教學水平原來是什么樣仍然還是什么樣，甚至是由于非面對面導致教學效果可能還會有所下降，絕不會因為將面對面的教育教學活動搬到網上后就突然之間水平提高了。

再比如，在教學中普遍受到中小學校，特別是高中、初中學校歡迎的精準教學和精準學習，目前主要的做法是通過閱卷和成績分析、課堂實時檢測與反饋、推送微課等來實現。而基于成績分析的教與學問題診斷等，從能夠幫助教師和學生找到問題的角度看，的確是實現了精準教學和精準學習，也大大提高了教學和學習的效率。然而，在找到問題之后，從教師的層面看，還是無法幫助教師找到進一步解決教學問題最優的教學路徑。而絕大多數教師并不具備動態調整教學活動安排和優化教學活動實施方法方面較好的能力，這就導致精準教學很難真正落實到位。而從學生的層面看，即便是針對問題給學生提供了相應的學習微課和相關資料，但目前絕大多數微課和相應的學習資料基本上是任課教師自己準備的，學生在課堂上沒有聽明白，繼續聽任課教師按照原有教學思路所錄制的微課，顯而易見是很難幫助學生直接解決原有問題的，這么做往往還是于事無補。由此可見，目前的精準學習大多數是有局限性的。在這種情況下，無論什么樣的智能工具都是不可能真正解決教學和學習問題的。但就目前的實際情況而言，無論是一般性的信息技術還是智能工具等在教學中的應用，絕大多數教師仍然還是處在這樣的一種狀態中[4]。

（二）人工智能助推網絡教研和培訓方面情況

隨著“互聯網+”、人工智能，特別是移動終端的等技術的快速發展，網絡教研和培訓已經全面普及應用，給教研和培訓工作帶來了全新的樣態，極大的提高了教研和培訓的時效性，也產生了巨大的效益。實事求是地說，網絡教研和培訓是人工智能助推教師隊伍建設取得成效最明顯的方面。

但在成效顯著的前提下，我們也應當清醒的看到，當前的應用主要還是集中在利用互聯網、人工智能等技術手段，通過視頻和網絡交互系統等，能夠在網絡環境下開展教研和培訓活動。比如，利用云系統進行網絡評課，聽課教師可以動態采集課堂教學中的數據，由云系統通過計算實時呈現出課堂教學的實際情況。從提高效率和提供便利的角度看，這種做法已經是非常有成效了。然而，對于當前普遍關注的教學變革與創新問題，特別是智能教育素養提升問題并未很好解決。出現這一狀況的根本原因是，很多區域教育部門和學校在人工智能助推教師隊伍建設的工作部署和安排方面，主要工作還是集中在利用智能工具和網絡手段能夠開展教研和培訓活動上，普遍缺乏借助智能工具和網絡手段解決課堂教學瓶頸性問題，特別是缺乏課堂教學第二層級問題解決方法和途徑的探索與實踐。大多數網絡教研和培訓活動，原來做什么事情，到了網絡上以后仍然還是做什么，并沒有針對課堂教學第二層級問題有針對性的開展研究和實踐工作。即使開展了這方面的探索和實踐，也普遍缺乏研究隊伍的科學組織和實踐方法的正確選擇，導致所開展的研究往往都流于形式。

（三）人工智能助推幫扶貧困地區教師方面情況

在智能幫扶貧困地區教師方面，絕大多數做法主要是通過雙師課堂、專遞課堂、名校名師網絡課堂、名師課堂等方式實現。通過專遞課堂和雙師課堂方式，在有專職從事這項工作的教師情況下，還是非常有效果的。但是，在現實工作中，很難安排出足夠的專職教師從事這方面的工作。通過名校名師網絡課堂方式幫扶貧困地區教師提高教學水平，理論上講應當是效果最好的方式。這種做法一方面可以幫助教師提高教學水平，另一方面可以讓學生得到最好教師的教學。但從很多區域以往的實踐效果看并不都十分理想，主要原因是很多貧困地區教師年齡大、進一步學習動力低、接受能力弱，這種方式的周期較為漫長，短時間很難見到明顯成效。因此，通過這種方式，想規模化、常態化持續開展教師幫扶是有難度的。而讓貧困地區孩子自己學習名校名師的網絡課程，從實際落實的層面看往往也是很難操作的。

總而言之，很多區域教育部門和學校在人工智能助推教師隊伍建設的工作部署和安排方面，基本上是從課堂教學、教研和培訓等方面分別部署安排相應工作，普遍缺乏在智能技術條件下探索全面、系統、深入解決課堂教學瓶頸性問題的途徑和方法，并將之快速傳播給全體教師掌握應用，以及借助智能技術匯聚優質教師教學智慧并供給區域內所有教師等方面的統籌規劃、頂層設計和科學部署安排。

二、人工智能助推教師隊伍建設的難點及破解途徑分析

在人工智能助推教師隊伍建設的具體實施過程中，如果僅是設備及軟件系統等的學習和使用的話，顯而易見不可能存在太大的障礙。但從當前的實際推進過程看，的確存在著很多需要進一步研究和解決的問題。下面，首先討論人工智能有效助推教師隊伍建設的主要難點，在此基礎上進一步討論突破難點的基本思路和有效途徑。

（一）人工智能有效助推教師隊伍建設的主要難點

從教育部人工智能助推教師隊伍建設試點工作部署安排的內容不難看出，人工智能助推中小學教師隊伍建設的重點是智能工具應用、智能研修、智能教育素養提升和智能幫扶貧困地區教師等。這四項試點工作其核心目的是全面提升中小學教師課堂信息化教學能力，進而提升課堂教學質量。因此，四項試點工作最終落腳點都是在課堂教學上，通過提升教師水平、賦能教師教學活動或幫扶教師等方式，達到提升課堂教學質量的目的。

由此不難看出，人工智能助推教師隊伍建設工作是否能夠取得好的成效，還得從是否幫助教師解決了課堂教學問題來衡量。如果教師課堂教學沒有任何問題或困難的話，教學質量一定是沒有問題的，當然也就不需要開展人工智能助推教師隊伍建設的相關工作了。

但是，常規條件下課堂教學的確存在著很多由于教學條件限制所導致的瓶頸性問題[5]。這些問題的解決，如果沒有新的技術手段引入的話，是很難找到突破口的[6]。而信息技術，特別是人工智能等技術，為課堂教學瓶頸性問題的解決帶來了全新的機遇。因此，當前信息時代乃至智能時代，課堂教學一定是在現代信息技術支持下開展的。但是，課堂教學可能存在的問題，在現代信息技術支持下的解決途徑并不都是一樣的。人工智能、“互聯網+”、大數據和VR/AR等技術在課堂教學中的應用，對于第一層級教學問題，只要學會設備和智能工具等的操作基本上就可以很好地解決了。這種情況下，人工智能助推教師隊伍建設從教學應用的層面上看，已經達到我們所期望的目的了，與之相應的網絡教研和貧困地區教師幫扶工作也是基本相同的。

對于課堂教學第二層級問題，不是僅僅缺乏便利的教學手段或條件，而是由于原有教學條件限制導致教學的思路及方法本身存在缺欠或不足，因此，絕不是學會設備及資源軟件操作就一定能夠很好的解決了。在這種情況下，教師首先需要做的事情是研究清楚在人工智能、“互聯網+”、大數據和VR/AR等技術條件下教學問題解決的思路和方法，然后再找到合適的資源和軟件有效支撐教學活動。但這對于絕大多數教師而言不是都能夠很好做到的，因為絕大多數教師沒有能力自己獨立將第二層級教學問題研究清楚，這正是制約著人工智能助推教師隊伍建設工作向縱深發展的主要障礙點。由此不難看出，對于課堂教學第二層級問題，不僅是在人工智能、大數據和“互聯網+”條件下的教研與第一層級課堂教學問題的教研活動有本質上的差異，而且，在通過人工智能推動網絡教師培訓和幫扶貧困地區教師方面必然有非常大的差異，其實現難度要大大增加。

（二）人工智能有效助推教師隊伍建設難點突破思路與途徑

由于課堂教學第二層級問題的解決不是很容易的事情，對于大多數教師而言，是沒有足夠的能力獨立解決的。因此，要想做好這項工作，就需要中小學校和教育相關部門組織合適的研究團隊共同探索問題解決辦法，并能夠將所研究的問題解決辦法快速傳播給所有教師掌握應用。

然而，通過近些年的探索和實踐研究發現，并不是組織了團隊，開展了相應的研究工作就一定能夠將課堂教學第二層級問題的解決辦法研究清楚。當然，對于比較簡單的課堂教學第二層級問題，一般情況下，還是能夠在一定程度上解決的。但是，對于影響課堂教學質量的關鍵性問題，大多數情況下是很難一下就研究清楚的。要想真正研究清楚，需要從研究團隊、研究方法和參加實證的學校教師等多方面來統籌規劃和設計，統一組織，持續研究，才有可能真正找到問題的解決辦法。

針對這一實際情況，我們在多個區域開展了人工智能助推教師隊伍建設的實證研究，特別是與石嘴山市師資培訓中心、石嘴山市實驗中學共同開展了“互聯網+”條件下課堂教學新模式研究，并在此基礎上開展了人工智能支持下的教師智能研訓體系建設研究[7]。通過這些年的實證研究，我們歸納總結出突破人工智能助推教師隊伍建設難點的思路與途徑是，針對課堂教學的瓶頸性問題，組織相關研究人員，建立智能教育研究團隊，借助智能技術手段持續開展“互聯網+”條件下課堂教學新模式和智能技術應用規律研究，并將所研究的課堂教學新模式及技術應用規律通過多種形式的線上線下混合式研訓活動及時推廣給所有教師掌握應用。在此基礎上，逐步建立起區域教學、教研和培訓一體化聯動智能研訓體系。

三、區域智能研訓體系建設模型及核心要素分析

下面，圍繞區域教學、教研和培訓一體化聯動智能研訓體系到底應當建成什么樣，以及構成智能研訓體系的關鍵要素等展開深入討論。

（一）區域智能研訓體系建設模型

從前面的討論不難看出，僅在課堂教學過程中應用了智能工具，或者能夠利用智能工具和網絡手段開展教研與培訓活動等，來實現人工智能助推中小學教師隊伍建設工作還是遠遠不夠的。要想做好這項工作，至關重要的事情是要建立起能夠支撐深入開展課堂教學第二層級問題破解途徑與方法探索，并將所探索的途徑和方法快速傳播給所有教師掌握應用，且能夠匯聚優質教師幫扶貧困地區教師等的區域教學、教研和培訓一體化聯動智能研訓體系。

為了能夠給各地教育部門和中小學校提供有引導和參考作用的建議，我們提出了在智能技術支持下，通過持續迭代研究“互聯網+”條件下的課堂教學新模式，匯聚優秀教師教學智慧建立智慧學習路網資源，動態將所研究的新模式和智慧學習路網資源傳播給區域內教師掌握應用，并在應用數據基礎上進一步改進新模式、優化學習路網資源的區域中小學智能研訓體系建設模型。具體模型如圖1所示。

該智能研訓體系建設模型，不是僅運用智能云平臺開展網絡教研和培訓活動，更重要的是能夠基于教與學大數據，動態發現課堂教學中所存在的瓶頸性問題;針對課堂教學中所存在的瓶頸性問題，選擇合適的研究人員建立智能教育研究團隊;組織研究團隊，借助智能技術手段持續開展“互聯網+”條件下課堂教學新模式和智能技術有效支持課堂教學活動實施規律研究，并將所研究的課堂教學新模式及技術應用規律通過多種形式的線上線下混合式研訓活動及時推廣給所有教師掌握應用;通過持續迭代匯聚優秀教師教學智慧建立智慧學習路網資源，借助智慧學習路網資源實現人網融合智慧教學和智慧學習，進而做到常態化幫扶貧困地區教師和學生。

（二）區域智能研訓體系建設核心要素分析

區域中小學教師智能研訓體系建設質量的優劣，與很多要素相關。其中，最核心的要素包括“互聯網+”條件下課堂教學新模式實證研究和應用推廣團隊，課堂教學新模式探索的實證研究體系，課堂教學新模式在區域內大規模應用的推廣體系，課堂教學創新所需要的智能工具及應用保障體系，實證研究和應用推廣所需要的智能支撐環境等。

1.“互聯網+”條件下課堂教學新模式實證研究和應用推廣團隊

在區域中小學教師智能研訓體系建設中，“互聯網+”條件下課堂教學新模式智能研究團隊是最重要的要素，是一切工作的基礎。智能研究團隊成員的能力水平直接決定著課堂教學新模式能否真正研究出來，決定著區域中小學教師智能研訓體系建設的水平。因此，智能研究團隊成員的構成是非常關鍵的。為了確保能夠研究出高質量的“互聯網+”條件下課堂教學新模式，智能研究團隊的成員應由教育信息化專家和教育專家、區域教研員和一線名師等組成。教育信息化專家和教育專家應來自高校或研究機構，長期從事信息化教學創新研究且指導一定數量中小學教師取得了一批信息化教育研究和實踐成果。區域相關學科教研員應全員參與，一線教師必須由教研和培訓部門牽頭，遴選出一批區域中小學學科帶頭人以及有一定信息化教學基礎的骨干教師全程參加。此外，應有軟件及資源開發的專業人才等全過程支持。形成一線教師、教研員、信息化與教育專家、專業技術開發人員有機結合的智能教育研究團隊，確保“互聯網+”條件下的課堂教學新模式研究能夠持續、深入、有效開展。

“互聯網+”條件下課堂教學新模式應用推廣團隊，是將所研究“互聯網+”條件下的課堂教學新模式成果推廣到區域全體中小學教師應用的關鍵。該團隊成員的構成，應由“互聯網+”條件下課堂教學新模式示范教師、培訓者和教學指導者等組成。“互聯網+”條件下課堂教學新模式的培訓者和指導者，應從教研員、示范教師中遴選，可能的情況下可以邀請高校相關專家參與。其中，“互聯網+”條件下課堂教學新模式示范教師，應盡可能從智能研究團隊中的一線教師中篩選。在“互聯網+”條件下課堂教學新模式實證研究過程中，應篩選出能夠深入系統探索并實踐出所從事學科“互聯網+”條件下課堂教學新模式、且具有引領示范作用的教師。

2.“互聯網+”條件下的課堂教學新模式實證研究體系

在區域中小學教師智能研訓體系中，明確了智能研究團隊成員之后，接下來的事情就是通過實證如何能夠研究出“互聯網+”條件下的課堂教學新模式。在“互聯網+”條件下的課堂教學新模式研究中，有兩個關鍵點，一是新模式的探索方向，二是新模式的探索方法。

（1）“互聯網+”條件下的課堂教學新模式探索方向

“互聯網+”條件下的課堂教學新模式探索，應從教與學流程優化、教與學活動實施創新和教學組織結構重構等不同層面開展。應針對教與學活動中可能存在的瓶頸性問題做系統分類、分層次梳理，并分別探索出能夠解決每類問題的有效途徑和方法，探索智能工具、智能教室和云平臺等有效支持課堂教學新模式的途徑與方法，再按照問題解決的途徑和方法選擇合適的資源、工具和系統應用于教與學活動中。

（2）“互聯網+”條件下的課堂教學新模式探索方法

由于很多學科課堂教學第二層級問題不是簡單的思考和實證就能夠研究清楚解決辦法的，需要有足夠數量的學校、教師和學生，按照科學的方案，基于教與學數據進行持續、迭代實證研究，才有可能研究出問題的解決辦法。因此，建立起切實可行的、科學的實證研究體系，確保能夠持續迭代開展“互聯網+”條件下的課堂教學新模式實證研究，是建立區域中小學教師智能研訓體系的關鍵要素。

事實上，很多區域的中小學都在開展“互聯網+”條件下課堂教學新模式的探索，且開展了大量的實踐活動，諸如優質課展示活動，“一師一優課、一課一名師”評選活動等，但是到目前為止，尚未看到具有廣泛普適性、成體系的“互聯網+”條件下課堂教學新模式研究成果。究其根本原因，主要是“互聯網+”條件下課堂教學新模式探索的方法不夠科學導致的。

“互聯網+”條件下課堂教學新模式的探索，即不是通過理論研究能夠解決的，也不是做一兩次分析和實證就能夠研究清楚的。但是，有一點是非常明確的，就是“互聯網+”條件下的課堂教學新模式研究一定是需要通過實證研究才能夠完成。因此，要想真正研究清楚“互聯網+”條件下課堂教學的新模式，首先需要做的事情是實證研究的規劃與設計，其次是選擇合適的實證學校、教師和學生，第三是采取科學有效的實證方法開展實證研究活動，第四是凝練出新模式研究成果。

3.“互聯網+”條件下課堂教學新模式研究和推廣支撐環境

開展“互聯網+”條件下課堂教學新模式實證研究和應用推廣所需要的智能支撐環境是智能研訓體系建設的基礎與保障，如果沒有有效支撐環境的話，所有的實證研究和應用推廣活動都是很難開展的。

智能支撐環境的作用，主要體現在以下三個方面。首先是充分運用大數據、人工智能等技術有效支持課堂教學新模式構建。智能教育研究團隊成員，充分借助網絡平臺，觀看、評課，獲得課堂教學數據，分析課堂教學情況，并利用分析數據多輪迭代改進課堂教學新模式。其次是借助智能平臺，有針對性開展線上線下混合式研訓活動，并動態收集參加研訓活動教師情況，全面掌控教師隊伍的提升狀況，及時動態調整研訓方向和內容，進一步調控研訓活動安排。第三是教師在開展教學活動時，充分運用“互聯網+”、人工智能、大數據和VR/AR等技術手段，特別是智能工具，有效支撐教與學活動的開展，為深度理解知識、系統探究知識、體驗應用知識等提供全方位支持。

四、中小學教師智能教育關鍵素養分析

由于人工智能、大數據、“互聯網+”、VR/AR和5G等技術，給教育教學帶來了變革與創新的機遇和支撐條件，且中小學已經全面開展智能技術條件下的教學變革與創新工作，因此，未來中小學教師應不僅能夠在智能環境下有效運用教學資源、工具和支撐系統全面組織、實施教育教學活動，更應能夠在智能技術條件下開展教學變革與創新，成為教育創新的探索者和實踐者。為此，未來中小學教師應具備以下關鍵的智能教育素養。

（一）系統掌握和運用課程圖譜

作為一名智能時代的中小學教師，首要應具備的智能教育素養是能夠全面、系統掌握和運用所從事學科的課程圖譜。應能夠準確把握課程每一個知識點（片段）所對應的內核問題/任務，并能夠以內核問題/任務為線索建構方法與策略體系。能夠從所有知識點（片段）及其分級組織體系，知識點（片段）間關聯關系，知識點（片段）內容，以及能夠衡量所有知識點（片段）掌握和相應能力形成程度的量化評價體系等方面，建立學科課程圖譜，并在進一步教學工作中對學科課程圖譜進行改進和優化，為教與學活動的設計、準備、實施、組織管理和評價等奠定堅實基礎[8]。

（二）“互聯網+”條件下課堂教學新模式探索

如果課堂教學沒有任何問題的話，不需要創新課堂教學模式。因此，課堂教學問題診斷是至關重要的。對于不同群體中小學生而言，課堂教學所存在的瓶頸性問題也不盡相同。比較普遍的問題包括知識不容易理解，致使學生無法完成學習活動;教師所采取的教學思路和方法不適合學生的實際情況，導致學生學習困難;缺乏與所學習知識相關的足夠資料，使得學生理解知識困難;缺乏知識學習必要的邏輯，導致學生無法順利完成知識建構;缺乏有效的支撐手段和條件，致使一些探究學習活動難以進行;缺乏針對性強、分層遞進、系統有效的訓練和個性化學習活動安排，導致學生知識學習和問題解決能力形成緩慢、不完整等。因此，應從這些方面，梳理出所從事學科每類教學內容的具體問題。

作為未來中小學教師應具備的第二方面智能教育素養是，應能夠針對課堂教學所普遍存在的問題，在人工智能、大數據、5G、“互聯網+”和AR/VR等條件下，從課堂教學組織結構重構、教與學路徑優化、教與學活動實施思路和方法創新等方面，分層次探索人工智能、大數據、“互聯網+”和5G等技術條件下的課堂教學創新途徑，構建起人網融合的教育新體系，解決由于原有教育體系中沒有更好手段和環境所導致的教與學瓶頸性問題。

（三）充分運用智能工具支撐教與學活動

人工智能助推教師隊伍建設的一個重要方面，就是應用智能工具有效支持課堂教學創新。因此，未來中小學教師第三方面的智能教育素養就是能夠充分運用智能工具開展教與學活動。對于第一層級教學問題而言，智能工具的應用相對而言是比較容易的，教師只要選準智能工具并學會操作使用就可以了。而對于第二層級教學問題，困難就比較大了。第二層級教學問題，不是直接就能夠選擇智能工具的，而是先要研究問題如何解決，再按照問題解決思路和方法的實際需要選擇智能工具。不同類別的第二層級教學問題，其解決的思路和方法也不盡相同，需要分別研究。

1.選擇合適的智能教室和系統支撐課堂教學活動

教師應能夠充分利用云平臺上的教學資源、教學工具、虛擬仿真實驗室和教學支撐系統等，在多媒體教室、PAD智慧教室、數字紙筆教室、VR/AR教室、創客教室等智能教室中開展教學及教研活動。

對于不同類型教學活動，能夠選擇合適的教學資源、教學工具、虛擬仿真實驗室以及教學支撐系統，能夠充分利用智能教室、云平臺和各種教學資源、工具及支撐系統，有效開展教與學活動。能夠根據不同教與學路徑分別準備出教學條件和學習路網資源，并利用云平臺、教與學應用支撐系統和網絡學習空間，在主流信息化教室及網絡環境下組織和開展教與學活動。應能夠基于課程圖譜，利用智能感知環境采集教與學過程和結果數據，動態分析每一個學生學習情況和自己的教學情況，形成教與學分析報告，幫助學生個性化學習，且自己能夠及時調控教與學活動。應用智能學習系統，基于學習大數據，引導學生利用學習路網資源開展個性化學習。

2.深化智能工具在學生能力培養中的應用

教師應能夠深化運用智能教與學工具，培養學生創新和實踐能力。充分運用智能虛擬仿真工具、3D互動體驗工具等，幫助學生在深度學習知識與技能基礎上，逐步提升創新思維和系統思維能力。應根據課堂教學問題的實際需要，結合各類技術的優勢和不足，對技術在課堂教學中的應用方式做系統分類，梳理出技術賦能課堂教學有效方式。以AR、VR和MR技術為主，結合人工智能和“互聯網+”等技術，將客觀世界及其運行過程，按照內在的規律智能仿真出來，并可以根據需要交互控制，為知識深度理解和問題深入探究提供有效支撐。

3.運用大數據精準評價學生學習情況

教師應能夠充分運用智能感知和大數據技術，建立教與學監測及調控體系。以大數據和人工智能技術為主，結合“互聯網+”、物聯網、5G等技術，建立智能感知環境，以課程圖譜為依據，動態采集課堂教學情況大數據，實時分析教學狀況，調控教學活動，幫助學生完成個性化學習活動，并為學生建立學習畫像。

4.豐富和優化智能學習路網資源

教師應能夠有效運用大數據、人工智能、“互聯網+”和視頻技術，篩選優化教與學路徑、智能工具和資源，建立學習路網體系，構建人網融合教育新樣態。以“互聯網+”和視頻技術為主，結合大數據和人工智能等技術，依據教學和學習路徑，在教學套件資源建設基礎上，錄制講解與指導微視頻，錄制有代表性學生學習經驗，建立學習路網資源，并基于應用效果大數據迭代優化學習路網資源。在此基礎上，建立智能虛擬教師，與任課教師有機結合，為學生供給優質教育服務，形成人網融合教育新樣態。

五、中小學教師智能教育素養提升方式與方法

中小學教師的智能教育素養提升有很多種方式，包括面對面或網絡培訓等。其中，網絡培訓又分為在線實時培訓和網絡課程學習等方式。一般情況下，為了有時效性，普遍采取的、切實可行的方式還是集中培訓，具體培訓內容及形式包括理論課程學習、教學觀摩、交流研討、教學實踐等。

從以往的培訓效果看，最有效的培訓方法是教師首先完成系統的理論課程學習，然后對應不同類別的教學思路和做法分別觀摩不同名師教學活動，在觀摩基礎上再自己開展教學實踐活動。但在實際操作過程中，理論課程學習比較容易完成，而系列觀摩名師教學活動就比較困難了。不僅如此，即便是較為系列的觀摩了名師教學活動，也不代表著教師就能夠掌握名師的教學方法了。事實上，很多區域教育管理部門以及學校，投入了較大的財力和人力開展培訓活動，但從智能教育的實際效果看并不是非常顯著。

針對這一實際情況，我們在面向全國多個區域教育管理部門和學校所開展的智能教育素養培訓工作中，通過實踐探索，提出了一種全新的智能教育素養提升途徑。該方式培訓的目標是讓教師通過培訓能夠建立起智能教育好課模型，并能夠按照好課模型設計課、上課和評價他人的課，其培訓過程分為觀課建模、文獻改模、評課升模和實踐完模四個階段。

（一）基于觀課初步建立好課模型

讓教師觀摩名師教學活動的前提條件是，要按照學科及教學內容類別，有針對性地分類、分層次篩選出名師及教學課程，讓教師系統觀摩。這在常規條件下很難開展，通過網絡可以遠程觀摩，但周期漫長，操作起來難度也是極大的。因此，最好的辦法是事先準備出完整的案例課程，建立名師優質課案例庫。案例課應包括智能教育課教學設計、課件與學件（導學案）、作業、試卷、名師微云課、課堂教學實錄、說課課件及實錄、教學系統及環境說明、教學反思和專家（同行）點評等。其中，最為關鍵的是教學設計，應從教學與學習邏輯設計、教與學路徑選擇與優化、融合點診斷及技術應用策略、優質教師引入、基于大數據的教學評價等方面系統闡述。針對一種類別教學內容，應選擇足夠數量的案例課（一般情況下不少于10節）供參訓教師觀摩。

通過觀摩一定數量的名師教學活動，并不代表著教師就一定能夠初步建立出好課模型。很多教師觀看完名師的課程之后，往往只是覺得很好，很多做法值得借鑒，但如果真正讓他們總結出一節課究竟做到什么樣是好課，模型是什么樣的就不知道該怎么做了。正是由于難以構建出好課模型，很多教師盡管觀摩了很多名師案例課程，但自己所上的課仍然沒有實質性的改變。

因此，通過觀摩名師教學活動幫助教師初步建立好課模型，最為重要的是對教師要有正確的引導和全過程的指導和幫助。關于正確引導，主要是給教師通過觀摩建立好課模型的支架。這個支架應從智能教育的一節好課必須要關注的方面給教師提供引導，包括要以單元或系列知識為單位統籌設計教與學活動（即學習邏輯設計），要以任務/問題為線索驅動學習活動，要在可能的教與學路徑中篩選適合的路徑開展教學活動并能夠動態優化，要對教與學過程中可能的融合點做出準確的判定，針對融合點的特性選擇有效的技術支持方式并找到合適的智能工具及資源，要以課程圖譜為依據采集學習大數據并做教與學質量分析等。

關于指導和幫助，則需要組織相關專家和教研員等，對教師初步建立的智能教育好課模型進行指導，并提出改進意見，幫助教師形成智能教育好課初步模型。

（二）利用文獻改進好課模型

在教師建立了智能教育好課初步模型后，接下來的事情是從理論層面進行進一步修正，從而確保所建立的智能教育好課模型在理論層面能夠經得起推敲。這一階段首要條件是要為教師提供相關的、針對性強的、最新的文獻，應為教師選擇學習邏輯設計、教與學路徑選擇與優化、融合點診斷及技術應用策略、優質教師引入、基于大數據的教學評價等方面的文獻。通過這些文獻的閱讀，幫助教師從理論層面對所建立的好課初步模型進行修正。顯而易見，通過網絡提供這些文獻是切實可行的途徑。

在教師閱讀了文獻，并對所建立的好課初步模型從理論層面做了相應的修改之后，則需要安排相關專家和教研員等為教師提供進一步的指導和幫助，對教師建立的智能教育好課模型提出改進意見，幫助教師做好修改工作，形成較為完整的好課模型。

（三）通過評課提升好課模型

在完成了利用文獻改進好課模型的階段之后，接下來的事情就是依據自己所建立的好課模型，通過評價他人的優質案例課進一步提升自己的好課模型。這一階段的首要條件是選擇足夠數量且有代表性的優質案例課，讓參訓教師能夠開展評價活動。優質案例課的選擇是至關重要的，所選擇的案例應能夠體現出主要的課程內容類別、教與學思路和方法、技術應用策略、工具和資源特色等方面相應情況。在參訓教師對所有優質案例課給出了自己的評價之后，應組織相關專家、教研員等對教師的評價進行分析和點評，提出進一步改進的指導意見，在此基礎上幫助教師進一步提升智能教育好課模型。

（四）教學實踐完善好課模型

參訓教師在完成了通過評價他人優質案例課提升智能教育好課模型之后，接下來的事情就是依據自己所建立的好課模型，設計并完成教學實踐課，在此基礎上進一步完善自己的好課模型，形成最終結果。

這一階段的關鍵是需要為參訓教師布置適切的教學實踐任務，讓參訓教師通過完成相應教學實踐任務進一步完善智能教育好課模型。所布置的教學實踐任務，應能夠全面覆蓋學科教學內容類別、課型，要求參訓教師應以單元或系列知識為單位做學習邏輯設計，應在充分篩選和優化教與學路徑基礎上設計教學活動，應盡可能以問題/任務驅動學習活動，應盡可能充分運用智能工具支撐教學活動，應充分利用大數據精準調控教學活動等。在參訓教師完成教學實踐活動之后，應組織相關專家、教研員等對教師的教學實踐活動進行觀摩、點評，提出進一步改進的指導意見，在此基礎上幫助教師完善自己智能教育好課模型，形成最終的智能教育好課模型。

六、結語

在當今時代，要想建設教育高質量發展體系，離不開人工智能、大數據、“互聯網+”、VR/AR等技術的有效應用。而教育高質量體系建設的關鍵在教師隊伍，因此，人工智能助推中小學教師隊伍建設將是未來幾年乃至幾十年教育的重要工作。教育高質量建設的核心是構建人才培養新模式、服務供給新模式和治理新模式，其中，與人工智能助推教師隊伍建設直接相關的是人才培養新模式和服務供給新模式。由此可見，未來借助智能技術手段構建人才培養新模式和服務供給新模式必將是人工智能助推教師隊伍建設的核心工作，需要進一步的不斷探索和實踐。