雙螺旋協作模型下的跨學科教研實踐路徑

2024年11月，教育部辦公廳印發通知，部署加強中小學人工智能教育，提出“進一步完善相關課程中人工智能教育要求”“將人工智能教育教師培訓納人計劃，提高教師專業化水平\"等要求[1]。這一政策要求，使得人工智能教育不再是信息技術教師的專屬領域，而是成為所有學科教師在跨學科教研中必須面對的新課題。這對教師的角色提出新的要求：成為兼具技術轉譯者、課程架構師、倫理啟蒙者的復合型教師。然而，正是這樣的要求，導致了人工智能教育背景下跨學科教研面臨種種實踐困境。首先，技術認知存在壁壘。多數學科教師缺乏人工智能知識背景，難以將抽象的技術原理有效轉化為學生可理解的教學內容，陷人“技術講不透”的窘境。其次，倫理教學難以落地。如何將“算法偏見\"“數據隱私\"等抽象倫理議題融入日常教學并轉化為可評估的教學目標，是公認的難點，造成“倫理落不實”的困境。最后，教學評價范式存在斷層。傳統學科如語言類學科的測評聚焦聽說讀寫等顯性技能，而人工智能倫理教育則需量化\"批判性思維成熟度\"“倫理決策合理性\"等軟性素養，二者難以兼容，導致教學效果無法有效評估。如《義務教育英語課程標準（2022年版）》雖指出教師要\"深化信息技術與英語課程的融合\"[2]，但并未提供具體的方法論來解決上述由人工智能技術引發的新問題。

鑒于此，本研究嘗試構建人工智能教育背景下的初中跨學科教研協作機制，以系統性地破解上述三大困境，即通過專家鏈（技術降維）與教師鏈（評估適配）的動態耦合，為初中學科教師搭建梯度化技術認知腳手架，打通從“人工智能技術原理\"到\"學科教學實踐\"的轉化路徑，從而破解學科教師在人工智能英文術語轉譯、倫理教學設計與融合評估適配方面的難題，走出實踐困境。為此，本研究提出雙螺旋協作模型下的跨學科教研實踐路徑，并選擇\"人工智能應用倫理\"校本課程開發作為研究載體與實踐案例。在本研究中，跨學科教研是\"方法論”與\"驅動力”，而\"人工智能應用倫理\"校本課程開發是“試驗場”與“落腳點”。課程開發的完整過程，是檢驗雙螺旋協作模型能否有效破解前述三大困境的實踐場域，模型的效能、教師的成長、路徑的可行性，最終都通過這門課程的開發成果與實踐效果得以體現。

一、雙螺旋協作模型的建構

（一）理論基礎

雙螺旋協作模型借鑒生物遺傳學DNA雙螺旋結構特征，由專家鏈與教師鏈圍繞課程標準這一核心的軸心協同演進。二者呈螺旋上升的互補鏈式結構。其中，專家鏈側重技術原理的認知降維，教師鏈聚焦教學資源的創新轉化，“雙鏈”間的動態交互通過評價工具實現聯結，并形成\"技術理解一教學重構一倫理啟蒙\"三位一體的課程開發機制。《義務教育課程方案（2022年版）》強調\"伴隨教學過程開展評價”3]。這一理念在模型中得到結構性落實：通過建立技術原理的難度分級體系（如“三級技術框架適配表”，如表1所示）與倫理素養發展階梯（如\"四階倫理評估適配表”，如表2所示）的雙維評價框架，確保課程開發既符合初中生的認知規律，又實現學科核心素養的進階發展。

續表

雙螺旋協作模型在繼承TPACK（Technological Pedagogical Content Knowledge的縮寫，即整合技術的學科教學知識）框架、實踐共同體理論核心思想的基礎上，通過協作機制與動態評估工具實現三方面的范式突破（雙螺旋協作模型與經典理論的差異化對比如表3所示）。相較于TPACK框架聚焦教師個體的技術、教學與內容知識的融合[4]，雙螺旋協作模型通過專家鏈（技術降維）與教師鏈（評估適配）的動態耦合，將跨學科協作從“經驗隨機性\"升級為“流程標準化”。例如，在“人工智能應用倫理\"校本課程開發中，專家鏈提供三級技術框架適配表和四階倫理評估適配表，教師鏈同步設計轉化課例，形成\"需求診斷—技術降維—教學轉化—課堂實施—反饋優化\"的閉環協作流程，從而破解TPACK框架缺乏顯性協作流程的實踐困境。

Lave與Wenger提出的實踐共同體理論，揭示了社會互動對學習行為的作用[5]。Grossman 團隊在此基礎上建構教師協作范式，為本研究提供了理論基礎。雙螺旋協作模型突破傳統同質化協作框架，通過跨學科分工和評估工具雙重創新，即專家鏈通過技術隱喻轉化（如將“生成對抗網絡\"解構為“AI偵探VS偽造者”的角色扮演活動）實現技術原理的認知降維，教師鏈開發《數據隱私護照》等教學工具，使倫理啟蒙具象化為可觀測的行為。

（二）專家鏈技術降維

專家根據初中生的認知水平和學習特點，按照難度梯度將技術概念設定為三級（如表1所示），并設計認知目標和教學轉化適配案例。例如，在講授推薦算法等技術概念時，教師可利用學校的圖書館借閱系統，設計“書架推薦模擬\"等項目化學習活動。此外，專家還設計“四階倫理評估適配表”（如表2所示），提供對應技術層級的倫理目標和教學適配案例。例如，在二級技術概念\"圖像識別\"的教學適配案例中，專家設計了“人臉識別是否能進校園\"辯論會，以探討人工智能技術的便利性與隱私風險。

（三）教師鏈協同機制

在專家鏈完成技術降維的基礎上，教師鏈則聚焦于教學層面的協同轉化。教師根據專家提供的“三級技術框架適配表”和\"四階倫理評估適配表”，設計出與之配套的教學轉化案例。例如，教師根據二級技術概念\"數據隱私\"\"推薦算法\"和二級倫理目標\"分析倫理影響”，設計了相應教學轉化案例（如表4所示）。通過月度復盤機制，專家持續優化協作模式，而教師則更新教學日志，積累教學轉化成功案例。

二、雙螺旋協作模型下的跨學科教研實踐路徑

（一）協作機制：技術降維與倫理教育的深度融合

在跨學科教研實踐中，技術降維與倫理教育的協同推進是突破學科壁壘的關鍵。專家團隊通過拆解技術概念的“三級技術框架適配表”，為學科教師搭建可操作的轉化支架。例如，將“生成對抗網絡\"簡化為“AI偵探VS偽造者”角色任務，使教師能夠基于學生熟悉的偵探游戲框架，設計\"視頻真偽鑒定\"項目化學習活動。這種技術轉化策略使參與教師在初期培訓后即能獨立開發教學方案。

倫理教育則通過“四階倫理評估適配表\"實現與技術學習的深度融合。在\"數據隱私\"教學中，教師團隊開發的《數據隱私護照》，將抽象的數據權限概念轉化為“簽證分級\"隱喻：學生用\"免簽（公開數據）—旅游簽（好友可見）—外交簽（私密數據）\"的類比理解隱私邊界，并撰寫《我的數據護照使用規則（英文版）》。這種具象化策略使課堂倫理討論發生頻率得以提升。

這種協作機制的本質是通過技術認知腳手架與倫理行為訓練的雙重建構，破解傳統教研中\"技術講不透、倫理落不實\"的困境。為保障該協作模型的系統化運行，本研究從課程開發、教師成長、教學實踐、資源建設和機制優化五個維度制訂了具體的實施路徑，明確了各維度的核心目標、關鍵行動與評估標準（如表5所示）。例如，在“資源體系建設\"維度中，技術專家與教師在每月舉行的跨學科集體備課會上共同建立“AI倫理教育資源庫”，并篩選出符合初中生認知水平的技術概念，以確保 70% 以上的教學內容實現“技術可解釋，倫理可操作”的雙重達標。

（二）實踐路徑：雙螺旋協作模型下的跨學科教研五步標準化流程

雙螺旋協作模型下的跨學科教研實踐路徑，是一個由核心工具引導、以解決教學實際問題為導向的閉環流程。它將復雜的跨學科課程開發任務拆解為環環相扣且清晰可操作的五個步驟。

1.第一步：需求診斷—精準定位教研起點

【核心目標】由專家鏈與教師鏈共同篩選出與學生認知水平、學科教學目標皆相匹配的技術與倫理主題。

【關鍵行動】圍繞“教什么”和“為何教”展開討論。例如，在“人工智能應用倫理\"校本課程開發中，優先選擇\"數據隱私”“算法偏見\"等與初中生數字生活緊密相關的主題，并過濾掉“量子計算\"等超綱內容。

【核心工具】\"三級技術框架適配表”和\"四階倫理評估適配表”。

2.第二步：技術降維一搭建教師認知腳手架

【核心目標】由專家鏈主導，將復雜、抽象的人工智能技術原理，通過比喻、簡化、案例等方式，轉化為一線教師可理解、可操作的教學概念。

【關鍵行動]將專業技術概念轉化為教學隱喻。例如：將一級技術概念\"數據標注\"轉化為\"給人工智能當老師，教它認識小動物\"基礎認知活動;將三級技術概念“生成對抗網絡\"設計為“AI偵探VS偽造者\"角色扮演任務。

【核心工具】“三級技術框架適配表”中的“教學轉化策略\"欄

3.第三步：教學轉化—共創課程教學資源包

【核心目標】由教師鏈主導，基于降維后的技術概念與分層后的倫理目標，協同設計出具體的教學活動、課件、學習任務單與評估工具。

【關鍵行動】開發教學工具包。例如，教師團隊依據四階倫理目標，開發《數據隱私護照》互動手冊，或通過《公約起草指南》組織學生制訂《班級AI使用公約（英文版）》。

【核心工具】“四階倫理評估適配表”及教師二次開發的各類教學資源。

4.第四步：課堂實施—在真實情境中檢驗方案

【核心目標】將開發的課程模塊與教學資源包在真實課堂中運用，觀察學生的活動，收集過程性數據，檢驗方案的可行性與有效性。

【關鍵行動推進項目化學習，開展主題式教學實驗，組織教師進行觀課與評課

【核心工具開發出的項目化學習方案、課程教案、課堂觀察量表等。

5.第五步：反饋優化 一驅動模型迭代升級

【核心目標】基于課堂實踐的反饋數據和師生訪談，由專家鏈與教師鏈共同對教學方案、協作機制乃至模型本身進行復盤與迭代優化。

【關鍵行動】召開月度協作復盤會，分析教學日志，邀請校外專家進行診斷指導，總結并提煉成功的教學案例。

【核心工具】月度復盤會議紀要、教師教學日志、專家指導意見、《人工智能倫理教學案例庫》等。

雙螺旋協作模型下的跨學科教研五步標準化流程的價值在于，通過“工具中介”和\"數據反饋\"的雙重保障，為跨學科教研提供了清晰的\"路線圖”，使其從過往的經驗驅動、隨機摸索升級為有章可循、持續迭代的科學循證。

（三）效果驗證：課堂實踐與教師成長的良性循環

在雙螺旋協作模型下的跨學科教研實踐中，教師的專業成長呈現出顯著的角色進化軌跡（青年骨干教師和中堅教師的角色進化軌跡如表6所示）。

青年骨干教師逐漸突破傳統備課模式，從機械執行教案轉向主動參與技術轉化。通過跨學科備課組的開放式討論，教師學會將“生成對抗網絡\"等抽象概念轉化為“AI偵探VS偽造者\"的角色扮演任務，并開發出線上線下融合的教學場景。這種轉變不僅體現在技術理解深度的提升，而且反映在教學設計范式的迭代更新——當青年教師嘗試用\"三級技術框架適配表\"將\"機器學習\"算法原理降維為“AI學走路\"的類比教學時，課堂互動頻率較傳統模式提升了近三倍。

中堅教師則展現出課程領導力的覺醒。他們突破學科本位思維，主導構建系統化課程框架。例如，在“人工智能應用倫理\"校本課程開發中，教師團隊將12課時的教學內容結構化，落實為具體的教學轉化案例，并設計《數據隱私護照》等教學工具，使學生在\"朋友圈權限設置\"等生活場景中理解數據倫理。這種全局設計能力的逐步形成，預示著教師從課程執行者向課程體系共建者的身份躍遷。

協作機制的創新催生出新型教研文化。技術專家與教師通過月度復盤會議形成深度對話，雙方在課程開發過程中不斷校準認知，即專家逐漸學會用\"初中生能理解的比喻\"解構技術概念，教師則掌握將倫理原則轉化為可觀測行為指標的方法。這種雙向學習使教研活動突破“技術輸入—教學輸出\"的單向傳導，升級為\"雙螺旋驅動\"的共生共創。當青年教師感慨“每次協作都像在科技叢林探險\"時，中堅教師發現“跨學科討論能激活教學的二次創新”。

在工具中介的支持下，教師發展出技術一倫理一教學的三維素養。如青年骨干教師通過技術隱喻轉化掌握“算法原理劇情化\"的設計能力，將機器學習過程轉化為“用人工智能設計春游最佳路線\"的項目化學習任務，中堅教師則依托“四階倫理評估適配表”，引導學生圍繞“該不該用人工智能寫作業\"展開辯論，進階準則建構能力（起草《班級AI使用公約（英文版）》）。這種素養結構的重塑，使教師能夠游刃有余地應對\"技術語言英語化”與“倫理教育具象化”的雙重挑戰。

雙螺旋協作模型下的跨學科教研最終沉淀為可持續的實踐智慧。教師團隊總結出“倫理討論五步法\"等操作框架（包含情境引入、觀點呈現、影響分析、方案共創、準則內化五個環節），并建立《人工智能倫理教學案例庫》等校本資源。

綜上所述，本研究針對人工智能教育背景下學科教師在技術認知、倫理教學與教學評價等方面面臨的困境，構建并初步驗證了雙螺旋協作模型下的跨學科教研路徑。其核心價值在于凝練了一套包含“需求診斷一技術降維一教學轉化—課堂實施—反饋優化\"的五步標準化流程，并通過專家鏈與教師鏈的動態耦合與核心工具的支持，為破解跨學科教研難題提供了清晰的“路線圖”。當前研究已通過“人工智能應用倫理\"校本課程開發的案例證實了該路徑的可行性。今后，研究將從質性探索深化至量化驗證，通過準實驗研究精確評估其對學生核心素養的培育效能，并在更廣泛的學科中迭代與推廣，最終形成一套可復制的、致力于實現技術理性與人文價值協同育人的跨學科教研創新范式。□

參考文獻：

[1]教育部部署加強中小學人工智能教育[EB/OL].（2024-12-03）[2025-02-25].https：/www.gov.cn/lianbo/bumen/202412/content_6990729.htm.

[2]中華人民共和國教育部.義務教育英語課程標準（2022年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2022：52.

[3]中華人民共和國教育部.義務教育課程方案（2022年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2022：15.

[4]MISHRA P， KOEHLER M J. Technological pedagogical content knowledge： A framework for teacher knowledge[J]. Teachers College Record，2006（6）： 1017-1054.

[5]LAVE J，WENGER E. Situated Learning：Legitimate Peripheral Participation[M].Cambridge： Cambridge University Press，1991： 45-58.

[6]GROSSMAN P， WINEBURG S，WOOLWORTH S. Toward a theory of teacher community [J].Teachers College Record，2001（12）： 942-1012.