人工智能賦能智慧教研的應(yīng)用場(chǎng)景研究及實(shí)踐

摘要：本文介紹了廣州市教育研究院建構(gòu)智能研修平臺(tái)應(yīng)用模式，踐行教育信息化2.0，并通過(guò)信息技術(shù)手段形成課堂教學(xué)數(shù)據(jù)采集，用AI課堂大數(shù)據(jù)分析，拓寬課堂觀察和教學(xué)評(píng)價(jià)視野，推進(jìn)區(qū)域教學(xué)教研發(fā)展，推動(dòng)構(gòu)建技術(shù)賦能的區(qū)域教育共同體的具體實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：智慧教研；人工智能；AI課堂大數(shù)據(jù)分析

中圖分類號(hào)：G434" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" 論文編號(hào)：1674-2117（2025）03-0052-04

人工智能賦能智慧教研的研究背景與研究現(xiàn)狀

1.研究背景：建設(shè)智能教研中心，助推教研數(shù)字化發(fā)展

2021年9月，廣州市成為國(guó)家發(fā)改委、教育部等八部委聯(lián)合立項(xiàng)的“國(guó)家智能社會(huì)治理實(shí)驗(yàn)基地特色基地（教育）”之一。作為建設(shè)主體，廣州市教育局為推進(jìn)基地建設(shè)，組織遴選和確定了4個(gè)廣州智能教育治理中心。廣州市教育研究院承擔(dān)“智能教育教學(xué)研究中心”的建設(shè)任務(wù)，主要研究方向是人工智能賦能智慧教研應(yīng)用場(chǎng)景，希望通過(guò)構(gòu)建智慧教研應(yīng)用場(chǎng)景，助推教研數(shù)字化發(fā)展。

2.研究現(xiàn)狀：內(nèi)涵與外延定義不一，場(chǎng)景與實(shí)踐研究較少

筆者在中國(guó)知網(wǎng)上用“人工智能”和“智慧教研”兩個(gè)關(guān)鍵詞作交叉檢索，共檢索到13條相關(guān)文獻(xiàn)。沈李琴認(rèn)為，“智慧教研是基于網(wǎng)絡(luò)研修平臺(tái)開展的教師研訓(xùn)活動(dòng)，是以專業(yè)指導(dǎo)為目的、以技術(shù)支持為手段、以網(wǎng)絡(luò)環(huán)境為依托的線上線下相結(jié)合的交互式教學(xué)研討活動(dòng)”。[1]焦建利更加具體地指出，“智慧教研，就是利用包括人工智能技術(shù)在內(nèi)的新興技術(shù)，在教育研究人員的指導(dǎo)下，以一線教師為主體所開展的，利用技術(shù)更好更快地總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，更加精準(zhǔn)地發(fā)現(xiàn)教學(xué)問(wèn)題，并整合和改進(jìn)技術(shù)增強(qiáng)的教學(xué)方法的創(chuàng)造性活動(dòng)”。[2]湯少冰、黃彩嬌則探討了人工智能下的區(qū)域智慧教研模式的構(gòu)建與實(shí)踐檢驗(yàn)，認(rèn)為“人工智能下的區(qū)域智慧教研模式的構(gòu)建與實(shí)踐檢驗(yàn)，為探索信息技術(shù)背景下的區(qū)域教研模式改革與創(chuàng)新提供了參考和借鑒，對(duì)推動(dòng)教育教學(xué)質(zhì)量的提升具有積極意義”。[3]從已有的文獻(xiàn)來(lái)看，當(dāng)前學(xué)界對(duì)人工智能賦能智慧教研的研究數(shù)量較少，且對(duì)智慧教研的內(nèi)涵和外延定義不一，極少對(duì)人工智能賦能智慧教研的應(yīng)用場(chǎng)景及實(shí)踐進(jìn)行研究，這給筆者留下了一定的研究空間。

人工智能賦能智慧教研的研究目的和項(xiàng)目規(guī)劃

1.研究目的：破解傳統(tǒng)教研現(xiàn)有困境，開拓智慧教研未來(lái)藍(lán)海

傳統(tǒng)教研是指教研員對(duì)某位教師的實(shí)際授課進(jìn)行聽課和評(píng)課等教研活動(dòng)。不可否認(rèn)，傳統(tǒng)教研使我國(guó)的基礎(chǔ)教育在總體上保持了較高的水平，但是傳統(tǒng)教研存在局限性，如教研過(guò)于依賴教研員的個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和資源，難以真正實(shí)現(xiàn)教學(xué)改革；教研形式單一，缺乏深入交流；教研無(wú)法持續(xù)改進(jìn)教學(xué)實(shí)踐，缺乏有效的評(píng)估機(jī)制；教師反思意識(shí)薄弱，缺乏深度反思；教師承擔(dān)較重的教學(xué)任務(wù)，參與度不高等。因此，要想使傳統(tǒng)教研突破困境，必須走教研轉(zhuǎn)型道路，即數(shù)字賦能，推進(jìn)傳統(tǒng)教研向智慧教研轉(zhuǎn)型發(fā)展。

2.項(xiàng)目規(guī)劃：打造智能研修平臺(tái)，研發(fā)智慧教研應(yīng)用場(chǎng)景

項(xiàng)目規(guī)劃的總體目標(biāo)是打造智能研修平臺(tái)，研發(fā)智慧教研應(yīng)用場(chǎng)景。

“智能教育教學(xué)研究中心”（以下簡(jiǎn)稱“中心”）的建設(shè)任務(wù)聚焦“人工智能+區(qū)域研修”和“人工智能+校本研修”，旨在為區(qū)、校提供信息化、智能化、精準(zhǔn)化、個(gè)性化的教學(xué)研修服務(wù)，以快速提升智能教研的信息技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用能力，推動(dòng)教師教研團(tuán)隊(duì)建設(shè)。中心充分發(fā)揮學(xué)科教研員的教研能動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)市教研院領(lǐng)導(dǎo)下的區(qū)域教學(xué)研訓(xùn)直播活動(dòng)（專家、教學(xué)骨干講座、經(jīng)驗(yàn)分享）、集體備課磨課、網(wǎng)絡(luò)教研、下校聽評(píng)課指導(dǎo)/調(diào)研、區(qū)域內(nèi)優(yōu)質(zhì)課評(píng)選（累積優(yōu)質(zhì)資源）等應(yīng)用。

在前期調(diào)研的基礎(chǔ)上，本項(xiàng)目遴選出4個(gè)人工智能賦能智慧教研項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)區(qū)、7所實(shí)驗(yàn)校、26所支撐校。實(shí)驗(yàn)區(qū)、實(shí)驗(yàn)校、支撐校依托教研平臺(tái)，開展集體備課、線上線下混合式教研活動(dòng)，直播專家講座、骨干教師教學(xué)研分享等，實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域、跨校教學(xué)研應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)以優(yōu)質(zhì)校帶動(dòng)薄弱校的措施，以實(shí)驗(yàn)區(qū)、實(shí)驗(yàn)校、支撐校的成果展示傳遞優(yōu)質(zhì)教學(xué)理念，最終彌合區(qū)域間、學(xué)校間的教學(xué)研差距，推動(dòng)教育優(yōu)質(zhì)均衡發(fā)展。

同時(shí)，學(xué)科教研員每周1次下校聽課，全部實(shí)行電子化聽評(píng)記錄，在活動(dòng)結(jié)束后，針對(duì)聽評(píng)課數(shù)據(jù)反饋情況與學(xué)校溝通教學(xué)情況；組織全市范圍的專家、名師講座及聽評(píng)課教研活動(dòng)；每學(xué)期舉行優(yōu)課優(yōu)師賽事活動(dòng)；組織開展線上聽評(píng)課活動(dòng)，包括集體備課、組內(nèi)磨課、課例集體評(píng)議活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)區(qū)、實(shí)驗(yàn)校、支撐校根據(jù)實(shí)際應(yīng)用，開展基于AI課堂的教學(xué)評(píng)價(jià)、教學(xué)反思，開展基于AI教學(xué)評(píng)價(jià)的賽課活動(dòng)，開展AI數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)與教師主觀評(píng)議結(jié)合的應(yīng)用，推動(dòng)教學(xué)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)研究，使精英教研走向全員教研，使全市教研從碎片化走向系統(tǒng)化。

智課系統(tǒng)和研修平臺(tái)作為兩大應(yīng)用支持，聚焦“人工智能+智慧教研”服務(wù)。總體設(shè)計(jì)應(yīng)用架構(gòu)分為教學(xué)應(yīng)用層、云平臺(tái)支撐層、硬件設(shè)施層。三級(jí)架構(gòu)由多種應(yīng)用支持，構(gòu)建起市、區(qū)、校三級(jí)聯(lián)動(dòng)，區(qū)域主題協(xié)同，城鄉(xiāng)協(xié)同呼應(yīng)的智慧教研體系。

人工智能賦能智慧教研有兩大核心特色應(yīng)用，即基于量表評(píng)分的教師能力矩陣分析模型和基于人工智能的課堂教學(xué)行為分析模型。該應(yīng)用能夠幫助教師克服僅憑經(jīng)驗(yàn)的主觀臆斷，發(fā)揮數(shù)據(jù)的支持性功能，為教研工作方式、教師專業(yè)成長(zhǎng)、教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測(cè)帶來(lái)“質(zhì)”的變化。

人工智能賦能智慧教研項(xiàng)目由1個(gè)平臺(tái)和3種終端配套構(gòu)建而成，即廣州市教育研究院智能研修平臺(tái)（如下頁(yè)圖），以及精品AI智課教室、便攜錄播系統(tǒng)、常態(tài)化AI智課教室終端配套。1個(gè)平臺(tái)和3種終端配套，為多維度、可持續(xù)的教研數(shù)據(jù)采集和分析帶來(lái)便利。

人工智能賦能智慧教研的項(xiàng)目實(shí)施

1.基礎(chǔ)常規(guī)性教研數(shù)字化發(fā)展行動(dòng)

（1）具體實(shí)施

基礎(chǔ)常規(guī)性教研包括常規(guī)教研視導(dǎo)、在線聽課、磨課中心、優(yōu)質(zhì)課評(píng)選等。廣州市教育研究院支持教研員組建學(xué)科網(wǎng)絡(luò)研修共同體，采用“同課異構(gòu)”“共育一堂好課”等形式，以“教學(xué)設(shè)計(jì)—教研研磨—教學(xué)實(shí)踐—教學(xué)評(píng)價(jià)—教學(xué)反思—教學(xué)改進(jìn)”的循環(huán)迭代應(yīng)用閉環(huán)實(shí)踐，以AI課堂評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)為支撐，不斷提升研修水平，提高教師的授課能力。

（2）實(shí)施成效

一是，人工智能融入智慧教研的各個(gè)環(huán)節(jié)，如在集中教學(xué)視導(dǎo)方面，人工智能通過(guò)分析教師的教學(xué)數(shù)據(jù)和學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，為教學(xué)視導(dǎo)提供精準(zhǔn)的問(wèn)題導(dǎo)向，幫助教研員確定哪些是教師普通存在困惑的地方，從而讓教學(xué)視導(dǎo)更具針對(duì)性。

二是，定期組織市級(jí)教研員前往中小學(xué)開展基于智能研修平臺(tái)的以“以全面育人為導(dǎo)向的教學(xué)評(píng)新生態(tài)建設(shè)”為主題的集中教學(xué)視導(dǎo)工作。視導(dǎo)工作主要包括全面了解學(xué)校教育教學(xué)特色、成效及管理情況，重點(diǎn)了解“雙減”背景下學(xué)校減負(fù)提質(zhì)增效的具體舉措及成效，重點(diǎn)了解普通高中新課程新教材新高考實(shí)施情況等內(nèi)容。在每次視導(dǎo)后，及時(shí)對(duì)視導(dǎo)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，形成基于大數(shù)據(jù)的教學(xué)視導(dǎo)反饋報(bào)告。另外，在每學(xué)期期末，通過(guò)對(duì)整個(gè)學(xué)期中小學(xué)的視導(dǎo)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，形成詳盡的視導(dǎo)數(shù)據(jù)分析報(bào)告。視導(dǎo)數(shù)據(jù)分析報(bào)告不僅涵蓋了視導(dǎo)的整體情況，還深入剖析了教學(xué)質(zhì)量、學(xué)科數(shù)據(jù)等多個(gè)維度，對(duì)各學(xué)校及不同學(xué)校間各學(xué)科的數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向?qū)Ρ龋峁┝藗€(gè)性化的智能化評(píng)估。

2.大規(guī)模混合式教研行動(dòng)

（1）具體實(shí)施

大規(guī)模混合式教研是一種借助互聯(lián)網(wǎng)、教室設(shè)備、教師移動(dòng)智能終端實(shí)現(xiàn)全員參與、資源共享、多態(tài)評(píng)課、科學(xué)統(tǒng)計(jì)、跟蹤記錄的教研活動(dòng)。廣州市教育研究院學(xué)科教研員定期開展每周一次下校巡課活動(dòng)。教研員進(jìn)校現(xiàn)場(chǎng)觀摩課堂，并通過(guò)移動(dòng)設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)教研APP上進(jìn)行線上評(píng)課。評(píng)課數(shù)據(jù)自動(dòng)匯總統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了全流程電子化聽評(píng)課記錄，為大規(guī)模線上線下混合式教研活動(dòng)提供全過(guò)程記錄，教師和教研員可以根據(jù)教研數(shù)據(jù)開展線下討論交流。

（2）實(shí)施成效

人工智能的加入，使得線上線下的教學(xué)資源得以共享，構(gòu)建出一個(gè)更加動(dòng)態(tài)、全面和系統(tǒng)的教研活動(dòng)。例如，截至2024年4月，廣州市花都區(qū)鄺維煜紀(jì)念中學(xué)智課教室共采集87節(jié)課例，開展2次“我的優(yōu)課評(píng)選活動(dòng)”基于平臺(tái)的全流程評(píng)審，建立5個(gè)專輯資源，開展3次生物學(xué)科的在線集備活動(dòng)。此外，還使用網(wǎng)絡(luò)教研APP解決了跨校區(qū)開展教研活動(dòng)不便的問(wèn)題。同時(shí)，該學(xué)校展開了“雙微驅(qū)動(dòng)”。“雙微”是指微團(tuán)隊(duì)、微課題，微團(tuán)隊(duì)要求以3～5人為項(xiàng)目研究小組，微課題要求基于教師教學(xué)實(shí)踐中的真實(shí)的微小問(wèn)題，把微小問(wèn)題上升為課題研究。通過(guò)“雙微”驅(qū)動(dòng)，學(xué)科積極開展學(xué)科組和備課組活動(dòng)，把微課題的研究主題作為科組活動(dòng)和集體備課的主題，落實(shí)校本教研。此外，學(xué)校采用微團(tuán)隊(duì)“1+1+N”培養(yǎng)模式（1個(gè)學(xué)科核心骨干教師+1個(gè)中青年骨干教師或團(tuán)隊(duì)+N名1～3年教齡青年教師），通過(guò)微項(xiàng)目等任務(wù)承擔(dān)，激發(fā)青年教師的內(nèi)驅(qū)力，使其向卓越教師成長(zhǎng)，同時(shí)也帶動(dòng)新教師走向成熟。

3.智能化課堂教學(xué)改進(jìn)行動(dòng)

（1）具體實(shí)施

AI課堂可以根據(jù)課表自動(dòng)錄制課堂教學(xué)過(guò)程、生成AI課堂分析數(shù)據(jù)，并將教學(xué)視頻與分析數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳到平臺(tái)。教師則可以采用“回顧課堂實(shí)況錄像+智能分析報(bào)告”的方式，開展有效的教學(xué)反思，精準(zhǔn)找到改進(jìn)課堂教學(xué)的著力點(diǎn)和方向，從而促進(jìn)教師快速成長(zhǎng)，形成教師、學(xué)科、學(xué)校、區(qū)域的課堂AI分析大數(shù)據(jù)。

智能精準(zhǔn)教研是指借助教室端智能錄播系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)過(guò)程中師生行為和教學(xué)模式的智能化采集和判定，專家、教研員、觀察教師、主講教師從不同維度，運(yùn)用課堂教學(xué)AI分析報(bào)告、課堂觀察量表、反思報(bào)告等不同工具，實(shí)現(xiàn)基于課堂教學(xué)的多元化評(píng)價(jià)。建立人工智能支持下的教學(xué)教研模式，為精準(zhǔn)教研開辟新道路。

（2）實(shí)施成效

智能精準(zhǔn)教研實(shí)現(xiàn)了基于AI課堂的多種課堂教學(xué)行為分析，其中主要采用弗蘭德斯互動(dòng)分析系統(tǒng)（FIAS）、言語(yǔ)互動(dòng)分類系統(tǒng)（VICS）、基于信息技術(shù)的互動(dòng)分析編碼系統(tǒng)（ITIAS）三大系統(tǒng)。按照“言語(yǔ)—活動(dòng)”以及“教師—學(xué)生”兩個(gè)維度將課堂教學(xué)行為分為教師言語(yǔ)行為、教師活動(dòng)行為、學(xué)生言語(yǔ)行為、學(xué)生活動(dòng)行為等16種教學(xué)行為。其中，教師言語(yǔ)行為包含反饋與評(píng)價(jià)、指示、提問(wèn)和講授等行為；教師活動(dòng)行為包括個(gè)別指導(dǎo)或參與活動(dòng)、觀察或巡視、演示或展示、板書等行為。學(xué)生言語(yǔ)行為包括主動(dòng)提問(wèn)、應(yīng)答、對(duì)話、討論等行為；學(xué)生活動(dòng)行為包括觀察、筆記或練習(xí)、實(shí)踐或?qū)嶒?yàn)、思考等行為。

智能研修平臺(tái)對(duì)多種教學(xué)行為進(jìn)行了融合和簡(jiǎn)化，重點(diǎn)對(duì)教師的講授、板書、巡視、師生互動(dòng)等4種行為和學(xué)生的聽講、舉手、應(yīng)答、讀寫、生生互動(dòng)等5種行為進(jìn)行編碼、建模和計(jì)算，生成了多種可視化的教學(xué)行為分析圖和教學(xué)行為分析報(bào)告。通過(guò)教學(xué)行為分析圖和教學(xué)行為分析報(bào)告，教研員能夠精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，從而為后續(xù)的教研活動(dòng)確定方向。例如，廣州市海珠區(qū)同福中路第一小學(xué)基于智課系統(tǒng)開展了智能精準(zhǔn)教研，大量的客觀數(shù)據(jù)結(jié)合AI數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)教研活動(dòng)，促使教師將傳統(tǒng)的講授型課堂逐漸調(diào)整改進(jìn)成混合型課堂。同時(shí)，學(xué)校開展了大規(guī)模在線評(píng)課，不同地域的教師，在線上就可以觀摩、評(píng)價(jià)、發(fā)表建議、實(shí)時(shí)互動(dòng)、相互研討，提高了工作的效率。

結(jié)語(yǔ)

廣州市教育研究院通過(guò)實(shí)施基于智能研修平臺(tái)的研修模式，不僅提高了教師的研修水平和授課能力，還推動(dòng)了教育教學(xué)質(zhì)量的提升。基礎(chǔ)常規(guī)性教研、大規(guī)模混合式教研的實(shí)施，使得更多教師能夠參與到教研活動(dòng)中，實(shí)現(xiàn)了資源共享，為教研改革提供了有力支持。AI課堂與智能精準(zhǔn)教研，則為教師提供了更加精準(zhǔn)的教學(xué)反思和改進(jìn)方向，推動(dòng)了課堂教學(xué)的創(chuàng)新和發(fā)展。未來(lái)，廣州市教育研究院將繼續(xù)致力于深化人工智能賦能智慧教研的探索和實(shí)踐，不斷提升教研的科學(xué)性和實(shí)效性，推進(jìn)區(qū)域教學(xué)教研發(fā)展，推動(dòng)構(gòu)建技術(shù)賦能的區(qū)域教育共同體，通過(guò)整合各方資源和力量，實(shí)現(xiàn)教育的共享和協(xié)同發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[3]湯少冰，黃彩嬌.人工智能下的區(qū)域智慧教研模式構(gòu)建與實(shí)踐檢驗(yàn)[J].中國(guó)教育信息化，2023，29（05）：121-128.

作者簡(jiǎn)介：李淵浩，廣州市教育研究院基礎(chǔ)教育教學(xué)研究所所長(zhǎng)，歷史教研員，高級(jí)教師；陳芳，廣州市教育研究院基礎(chǔ)教育教學(xué)研究所辦公室主任，美術(shù)書法教研員，高級(jí)教師；江彥彤，廣州市教育研究院基礎(chǔ)教育教學(xué)研究所辦公室工作人員，碩士研究生。