人工智能賦能課堂變革的核心價(jià)值：智慧生成與模式創(chuàng)新

劉邦奇

（1.訊飛教育技術(shù)研究院，安徽合肥 230088；2.西北師范大學(xué) 教育技術(shù)學(xué)院，甘肅蘭州 730071）

智慧生成是教育的至高追求，是智慧教育、智慧課堂的核心價(jià)值體現(xiàn)。隨著我國(guó)新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃的深入推進(jìn)，信息化教學(xué)改革不斷深化，基于技術(shù)的智慧課堂進(jìn)入生態(tài)化和創(chuàng)新發(fā)展階段：研究視角經(jīng)歷了“教育學(xué)視角——技術(shù)學(xué)視角——生態(tài)學(xué)視角”的發(fā)展進(jìn)階（曹樹(shù)真等，2021）；技術(shù)應(yīng)用經(jīng)歷了“技術(shù)平移應(yīng)用——技術(shù)融合應(yīng)用——技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用”三個(gè)層次（顧小清等，2021）；推進(jìn)主體經(jīng)歷了“行業(yè)主導(dǎo)——學(xué)校主動(dòng)——政府引導(dǎo)”的發(fā)展變化，早期以企業(yè)技術(shù)與產(chǎn)品主導(dǎo)為主，后來(lái)引發(fā)學(xué)校積極使用，目前得到政府的大力引導(dǎo)。2018年，教育部正式提出“打造智慧課堂”（教育部，2018a）、“以人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)為基礎(chǔ)，推動(dòng)教育模式變革與生態(tài)重構(gòu)”（教育部，2018b），2022年又明確提出“探索大中小學(xué)智慧課堂建設(shè)，改進(jìn)課堂教學(xué)模式”（教育部，2022）。智慧課堂的核心價(jià)值是促進(jìn)學(xué)習(xí)者轉(zhuǎn)識(shí)為智、智慧發(fā)展（劉邦奇等，2019a）。在當(dāng)前新課程方案全面實(shí)施的背景下，利用人工智能賦能智慧課堂、強(qiáng)化智慧生成迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇，也是創(chuàng)新教學(xué)模式、促進(jìn)核心素養(yǎng)落地的現(xiàn)實(shí)需要。

一、核心理念

智慧課堂的提出與發(fā)展整體上分起步探索、快速發(fā)展和生態(tài)重塑三個(gè)階段，我國(guó)對(duì)智慧課堂理念的研究與詮釋經(jīng)歷了“教育學(xué)”“技術(shù)學(xué)”“生態(tài)學(xué)”三種視角的演進(jìn)：起步探索階段以教育學(xué)視角理解為主，注重培養(yǎng)學(xué)生智慧，促進(jìn)轉(zhuǎn)識(shí)為智，落實(shí)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展；快速形成階段以技術(shù)學(xué)視角理解為主，注重人工智能的課堂整合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)智能高效課堂，提升課堂教學(xué)的有效性；生態(tài)重塑階段逐步走向兩種視角的融合統(tǒng)一，以生態(tài)學(xué)新視角研究和詮釋，體現(xiàn)了智慧課堂的核心價(jià)值追求，即通過(guò)人工智能與教學(xué)深度融合，構(gòu)筑“轉(zhuǎn)識(shí)為智+智能高效”的課堂生態(tài)，促進(jìn)教學(xué)模式創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)開(kāi)放、動(dòng)態(tài)、可持續(xù)的智慧生成機(jī)制，促進(jìn)學(xué)生智慧發(fā)展。

（一）以智慧培養(yǎng)為宗旨，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)識(shí)為智

20世紀(jì)末國(guó)際社會(huì)普遍關(guān)注面向21世紀(jì)人才核心素養(yǎng)研究與培養(yǎng)。我國(guó)啟動(dòng)的素質(zhì)教育改革針對(duì)傳統(tǒng)教育過(guò)分注重知識(shí)傳授、忽視能力素養(yǎng)培養(yǎng)的弊端，提出了從知識(shí)教育向智慧培養(yǎng)轉(zhuǎn)變的訴求，最早提出了“智慧課堂”概念（靖國(guó)平，2004）。然而，學(xué)習(xí)者的智慧不是憑空產(chǎn)生的，需要結(jié)合知識(shí)、技能的學(xué)習(xí)和多元智能的綜合培養(yǎng)，依托智能高效課堂、創(chuàng)設(shè)適切的教學(xué)活動(dòng)來(lái)激發(fā)、訓(xùn)練和養(yǎng)成。具體來(lái)說(shuō)，學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生智慧發(fā)展，需要落實(shí)到具體的學(xué)科教學(xué)活動(dòng)和過(guò)程中。因此，2022年義務(wù)教育新課程方案提出以核心素養(yǎng)為引領(lǐng)統(tǒng)籌新課程改革，通過(guò)學(xué)科課程體系和內(nèi)容的優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)學(xué)科知識(shí)的結(jié)構(gòu)化，創(chuàng)新學(xué)科教學(xué)方式與手段，促進(jìn)學(xué)習(xí)者知識(shí)的內(nèi)化和意義建構(gòu)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)識(shí)為智，達(dá)成智慧培養(yǎng)的目的。

（二）以人工智能為動(dòng)力，促進(jìn)智能高效

學(xué)生智慧的培養(yǎng)不僅依托于新課程和新教材進(jìn)行知識(shí)內(nèi)容的優(yōu)化設(shè)計(jì)，還需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)有利于智慧培養(yǎng)的教學(xué)環(huán)境和手段，采取適切的教學(xué)活動(dòng)與方式，現(xiàn)代科技的發(fā)展為此提供了條件。傳統(tǒng)教學(xué)環(huán)境相對(duì)簡(jiǎn)單，學(xué)習(xí)資源類型少，獲取效率低，學(xué)習(xí)工具和手段缺乏，教學(xué)系統(tǒng)封閉、教學(xué)結(jié)構(gòu)單一、教學(xué)方式僵化，因而“以教師為中心”的教學(xué)模式難以真正改變。人工智能作為引領(lǐng)未來(lái)社會(huì)發(fā)展的戰(zhàn)略性技術(shù)，推動(dòng)課堂朝著智能化方向發(fā)展（顧小清等，2021）。2008年，隨著IBM“智慧地球”戰(zhàn)略的提出及其在城市管理、教育等領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，逐步形成了基于技術(shù)的智慧課堂概念。人工智能、大數(shù)據(jù)等智能信息技術(shù)的快速發(fā)展與應(yīng)用，有利于打造智能高效的智慧課堂，實(shí)現(xiàn)教學(xué)環(huán)境、資源和工具的智能升級(jí)。基于智能感知、數(shù)據(jù)挖掘、多模分析等促進(jìn)教學(xué)過(guò)程優(yōu)化，人工智能賦能課堂教學(xué)變革，為提升教學(xué)效率、增強(qiáng)教學(xué)效果提供技術(shù)支撐。

（三）以智慧生成為核心，推進(jìn)模式創(chuàng)新

智慧生成是智慧課堂的核心理念，是學(xué)生轉(zhuǎn)識(shí)為智、智慧發(fā)展的重要保證，也是智慧課堂“智慧”的重要標(biāo)志。傳統(tǒng)技術(shù)條件下要實(shí)現(xiàn)智慧生成限制很多，人工智能賦能的智慧課堂為開(kāi)放、動(dòng)態(tài)、可持續(xù)的智慧生成提供了可能。智慧生成是人工智能賦能課堂變革的核心價(jià)值追求，是利用人工智能等技術(shù)創(chuàng)設(shè)智能感知、計(jì)算與交互的智能化支持環(huán)境，通過(guò)教學(xué)數(shù)據(jù)獲取、信息加工與知識(shí)構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)智能輸出與服務(wù)，提升教師教學(xué)實(shí)踐智慧，促進(jìn)學(xué)生轉(zhuǎn)識(shí)為智、智慧發(fā)展。它的特點(diǎn)是充分利用人工智能、大數(shù)據(jù)等智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，為教師的專業(yè)發(fā)展和教學(xué)活動(dòng)賦能，促進(jìn)教學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)重塑和業(yè)務(wù)流程再造，使傳統(tǒng)以“教師為中心”、注重知識(shí)教育的教學(xué)模式向“以學(xué)生為中心”、注重智慧培養(yǎng)的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變，提升教師的教學(xué)實(shí)踐智慧，變革學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，實(shí)現(xiàn)學(xué)生核心素養(yǎng)落地和智慧發(fā)展。

二、體系框架

從技術(shù)視角看，智慧課堂教學(xué)要實(shí)現(xiàn)學(xué)生智慧發(fā)展，關(guān)鍵要通過(guò)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)獲取、信息加工與知識(shí)構(gòu)建等進(jìn)行智能支持，實(shí)現(xiàn)有效的智能輸出，在教學(xué)實(shí)踐中轉(zhuǎn)化為教學(xué)智慧，形成基于數(shù)據(jù)的、動(dòng)態(tài)的、可持續(xù)發(fā)展的智慧生成機(jī)制。為此，本文構(gòu)建了人工智能賦能的智慧生成框架模型。

學(xué)習(xí)環(huán)境和工具手段的智能化，對(duì)學(xué)生智慧生成具有優(yōu)化調(diào)節(jié)作用。構(gòu)建智慧教學(xué)模型有助于論證課堂中技術(shù)促進(jìn)學(xué)生智慧生成的作用邏輯（楊鑫等，2021）。有學(xué)者曾提出基于人類意識(shí)的智慧生成認(rèn)知理論，并構(gòu)建了從數(shù)據(jù)到智慧轉(zhuǎn)化過(guò)程的DIKW模型（Ackoff，1989）。也有學(xué)者認(rèn)為從數(shù)據(jù)到智慧需經(jīng)歷三次轉(zhuǎn)化，首先由數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為信息，再由信息轉(zhuǎn)化為知識(shí)，最后由知識(shí)轉(zhuǎn)化為智慧（Rowley，2007）。需明確的是，“DIKW 模型”的W就是指“wisdom”，中文翻譯是“智慧”“智能”等，它在國(guó)內(nèi)實(shí)際上是混用的。出于對(duì)智慧教育的崇拜，國(guó)內(nèi)學(xué)者使用“DIKW模型”時(shí)大多將它翻譯為“數(shù)據(jù)—信息—知識(shí)—智慧”。本文認(rèn)為，在人工智能及其教育應(yīng)用領(lǐng)域，“智慧”是人的高級(jí)屬性，在論及人的發(fā)展、人的活動(dòng)時(shí)可使用“智慧”，如“學(xué)生智慧”“教學(xué)智慧”“智慧課堂”等；“智能”是技術(shù)的高級(jí)屬性，在論及機(jī)器系統(tǒng)、物質(zhì)系統(tǒng)時(shí)使用“智能”比較合適，如“計(jì)算機(jī)智能”“智能教室”等。利用“機(jī)器智能”對(duì)人的活動(dòng)、人的發(fā)展進(jìn)行賦能，可以提升或轉(zhuǎn)化“人的智慧”。所以，智慧教學(xué)是通過(guò)人工智能賦能促進(jìn)教學(xué)系統(tǒng)智能高效，輸出“教學(xué)系統(tǒng)智能”，進(jìn)而轉(zhuǎn)化或生成教師的教學(xué)智慧，促進(jìn)學(xué)生智慧發(fā)展。因此，“智慧生成”的內(nèi)涵，如果僅僅指機(jī)器的行為、系統(tǒng)的功能，嚴(yán)格意義上是指“智能輸出”或“智能生成”，到了有人參與教學(xué)過(guò)程中才可能實(shí)現(xiàn)“智慧生成”。為了表述不累贅，本文在不產(chǎn)生歧義的情況下不加嚴(yán)格區(qū)分。

本文參考智能教育體系總體框架構(gòu)建方法（劉邦奇等，2019b）和“DIKW模型”，從系統(tǒng)的視角考察智能技術(shù)支持下智慧生成的體系框架。“智慧”的產(chǎn)生主要涉及智能化教學(xué)基礎(chǔ)環(huán)境支撐和智能感知、認(rèn)知計(jì)算與智能交互等服務(wù)，涉及數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)與智能在獲取、轉(zhuǎn)化與應(yīng)用的過(guò)程，進(jìn)而對(duì)教與學(xué)活動(dòng)過(guò)程提供智能服務(wù)，提升教師教學(xué)實(shí)踐智慧，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生智慧發(fā)展。其中，依據(jù)“DIKW模型”構(gòu)建原理，它要求重點(diǎn)關(guān)注三個(gè)環(huán)節(jié)：一是原始數(shù)據(jù)的獲取過(guò)程；二是原始數(shù)據(jù)的加工、整理、結(jié)構(gòu)化并轉(zhuǎn)化為信息的過(guò)程；三是將既有知識(shí)轉(zhuǎn)換或融入到?jīng)Q策的過(guò)程。人工智能賦能的智慧生成體系框架見(jiàn)圖1。

圖1 人工智能賦能的智慧生成體系框架

該體系框架主要從系統(tǒng)的視角表達(dá)人工智能技術(shù)支持下從課堂教學(xué)智慧生成到學(xué)生智慧發(fā)展的基本理路（非嚴(yán)格的信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架），具體體現(xiàn)為“基礎(chǔ)層”“技術(shù)層”“應(yīng)用層”“目標(biāo)層”關(guān)系結(jié)構(gòu)。1）基礎(chǔ)層。它提供智慧生成的基礎(chǔ)環(huán)境支撐，實(shí)現(xiàn)環(huán)境智能感知、認(rèn)知計(jì)算與智能交互服務(wù)，目前較為典型的基礎(chǔ)環(huán)境架構(gòu)是采取“云、臺(tái)、端”架構(gòu)（吳曉如等，2019）。云即智能云服務(wù)（包括基于云的資源管理、在線課程、學(xué)習(xí)空間、網(wǎng)絡(luò)教研服務(wù)等），臺(tái)即教室智能平臺(tái)（包括教室環(huán)境內(nèi)的通訊中心、運(yùn)算中心、數(shù)據(jù)中心、控制中心等服務(wù)），端即智能教學(xué)終端（包括學(xué)生學(xué)習(xí)終端、教師教學(xué)終端、管理者管理終端等）。2）技術(shù)層。它是智慧生成的核心技術(shù)層，完成從數(shù)據(jù)到信息再到知識(shí)，最后到智能的輸出和智慧轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)智慧的生成。3）應(yīng)用層。它實(shí)現(xiàn)人工智能與教育教學(xué)緊耦合后的能力服務(wù)，為智慧生成提供對(duì)教與學(xué)活動(dòng)的支撐服務(wù)，包括教學(xué)預(yù)設(shè)、創(chuàng)設(shè)情境、合作探究、開(kāi)放拓展、評(píng)價(jià)反思等。4）目標(biāo)層。它是智慧生成的目的歸宿，通過(guò)人工智能賦能的智慧教學(xué)過(guò)程達(dá)成對(duì)學(xué)生的智慧培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)科知識(shí)學(xué)習(xí)、核心素養(yǎng)落地和轉(zhuǎn)識(shí)為智，實(shí)現(xiàn)學(xué)生智慧發(fā)展。

三、技術(shù)流程與應(yīng)用

上述體系框架描述了人工智能賦能智慧課堂的智慧生成總體思路，具體的技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑和實(shí)踐應(yīng)用需要進(jìn)行進(jìn)一步設(shè)計(jì)和分析。

（一）技術(shù)流程

根據(jù)圖1所示，智慧生成體系框架參考了“DIKW模型”①分析智慧生成的核心技術(shù)，構(gòu)建人工智能賦能的智慧生成核心技術(shù)流程。該流程由數(shù)據(jù)獲取（實(shí)現(xiàn)從原始數(shù)據(jù)源中抽取數(shù)據(jù)）、信息加工與知識(shí)建構(gòu)（實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)中尋找到數(shù)據(jù)規(guī)律）與智能輸出（實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)規(guī)律向用戶的有效呈現(xiàn)）等階段組成，形成人工智能賦能的智慧生成技術(shù)流程關(guān)系，闡釋從數(shù)據(jù)智能到教學(xué)智慧的生成規(guī)律，為探索和構(gòu)建智慧教學(xué)模式與教學(xué)策略提供參考框架。智慧生成的技術(shù)流程見(jiàn)表一所示。

表一 智慧生成的技術(shù)流程

（二）技術(shù)應(yīng)用三重境界

國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者探討了信息技術(shù)的教學(xué)應(yīng)用。有學(xué)者提出了技術(shù)與教學(xué)整合的SAMR模型（Puentedura & Transformation，2009），基于替代（S）、擴(kuò)增（A）、修改（M）和重塑（R）任務(wù)，形成從下至上的“提升”“過(guò)渡”“變革”三個(gè)價(jià)值層級(jí)，實(shí)現(xiàn)從“技術(shù)改進(jìn)學(xué)習(xí)”“技術(shù)增強(qiáng)學(xué)習(xí)”到“技術(shù)創(chuàng)新學(xué)習(xí)”的轉(zhuǎn)變。其中，“提升”層級(jí)教學(xué)系統(tǒng)無(wú)結(jié)構(gòu)變化，“過(guò)渡”層級(jí)有局部結(jié)構(gòu)調(diào)整，“變革”層級(jí)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性變革。顧小清等（2021）探討了基于AIoT技術(shù)的智能課堂，提出技術(shù)的課堂應(yīng)用可分為技術(shù)平移應(yīng)用、技術(shù)融合應(yīng)用和技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用三個(gè)階段。筆者團(tuán)隊(duì)根據(jù)智能技術(shù)與教學(xué)場(chǎng)景的耦合程度，提出將課堂教學(xué)的智能技術(shù)分為移植的智能技術(shù)、融合的智能技術(shù)和定制的智能技術(shù)三種（劉邦奇等，2021）。綜上，本研究認(rèn)為，在人工智能賦能智慧課堂智慧生成中，隨著機(jī)器的學(xué)習(xí)與計(jì)算能力的不斷增強(qiáng)，機(jī)器解決問(wèn)題的效率更高、效果更好，能幫助人類實(shí)現(xiàn)應(yīng)用創(chuàng)新和智慧生成。具體來(lái)說(shuō)，人工智能賦能智慧生成的技術(shù)應(yīng)用可以分為輔助應(yīng)用模式、融合應(yīng)用模式、創(chuàng)新應(yīng)用模式三個(gè)層級(jí)，體現(xiàn)了智能技術(shù)應(yīng)用的三重境界（見(jiàn)圖2）。

圖2 人工智能賦能智慧生成的技術(shù)應(yīng)用三重境界

1.輔助應(yīng)用模式——機(jī)器算力、提高效率

它利用機(jī)器的強(qiáng)大算力，致力于提高教學(xué)效率。輔助應(yīng)用模式是智慧生成中人工智能技術(shù)應(yīng)用的第一境界。該層次智能技術(shù)能解決教育教學(xué)的普遍問(wèn)題，是可直接移植使用的通用智能技術(shù)，如人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等。實(shí)踐中，將機(jī)器學(xué)習(xí)、自然語(yǔ)言理解等人工智能技術(shù)直接移植應(yīng)用到教育教學(xué)場(chǎng)景中，輔助教師提高教學(xué)效率。這類應(yīng)用不會(huì)變革教學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，主要利用機(jī)器的強(qiáng)大算力、存儲(chǔ)能力，使人工智能能將復(fù)雜的計(jì)算任務(wù)分割并分配到多臺(tái)計(jì)算機(jī)上完成，在解決特定場(chǎng)景問(wèn)題時(shí)比人類專家表現(xiàn)得更快速、更高效，尤其是解決大規(guī)模、重復(fù)性的問(wèn)題時(shí)，成效明顯。

2.融合應(yīng)用模式——機(jī)器智能、增強(qiáng)效果

它基于機(jī)器“智能”，致力于增強(qiáng)教學(xué)效果。融合應(yīng)用模式是智慧生成中人工智能技術(shù)應(yīng)用的第二境界。該層次的智能技術(shù)主要研究教育行業(yè)普遍問(wèn)題，且與教育教學(xué)過(guò)程融合，如教育知識(shí)圖譜、教育數(shù)據(jù)挖掘、學(xué)習(xí)分析等。教學(xué)實(shí)踐中，人工智能能夠融入教育教學(xué)系統(tǒng)，其應(yīng)用對(duì)教學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生局部變化；人工智能能夠與人類專家的經(jīng)驗(yàn)、教學(xué)理論整合應(yīng)用，在強(qiáng)大的算法和算力的支撐下，使其在解決特定場(chǎng)景問(wèn)題時(shí)比多數(shù)專家表現(xiàn)得更好，如解決有明確規(guī)則與目標(biāo)的任務(wù)時(shí)，機(jī)器有更高的“智能”，能超越人類專家的表現(xiàn)，增強(qiáng)教育教學(xué)效果。

3.創(chuàng)新應(yīng)用模式——智能轉(zhuǎn)化、模式創(chuàng)新

它將智能轉(zhuǎn)化為智慧，致力于教學(xué)模式創(chuàng)新。創(chuàng)新應(yīng)用模式是智慧生成中人工智能技術(shù)應(yīng)用的第三境界。該層次智能技術(shù)著重研究具體教育教學(xué)場(chǎng)景問(wèn)題，且結(jié)合教學(xué)模式進(jìn)行定制，如面向課前教學(xué)準(zhǔn)備的學(xué)情分析技術(shù)，面向課堂教學(xué)實(shí)施的智能助理、課堂行為管理技術(shù)，面向課后鞏固拓展的個(gè)性化資源推薦、智能評(píng)價(jià)反饋技術(shù)等。利用人工智能提供的“算力”“算法”與“數(shù)據(jù)”，深度融合“人類專家知識(shí)”“教育行業(yè)知識(shí)”，使人工智能與教育教學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)性融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)教與學(xué)活動(dòng)的融合性支撐服務(wù)，重構(gòu)教學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)數(shù)據(jù)向知識(shí)、智能的轉(zhuǎn)變和教學(xué)模式的創(chuàng)新。新的教學(xué)模式基于人工智能的支持，實(shí)現(xiàn)了課堂教學(xué)“智慧生成”。

四、生成性教學(xué)模式設(shè)計(jì)

人工智能賦能智慧生成落地應(yīng)用并產(chǎn)生價(jià)值，離不開(kāi)教學(xué)模式的構(gòu)建與應(yīng)用。智慧課堂教學(xué)模式具有重要的中介作用（劉邦奇，2020）。智慧課堂教學(xué)實(shí)踐形成了互動(dòng)式教學(xué)、探究式教學(xué)、生成性教學(xué)、混合式教學(xué)等多種模式，對(duì)于智慧生成具有不同方面、不同程度的促進(jìn)作用。例如，生成性教學(xué)模式對(duì)智慧生成具有特殊價(jià)值，智慧課堂為生成性教學(xué)的開(kāi)展提供了重要支持（邱藝等，2018）。人工智能賦能的生成教學(xué)模式指在智能化教學(xué)環(huán)境下，師生不斷調(diào)整教學(xué)活動(dòng)和行為，共同建構(gòu)并形成新的信息、資源的動(dòng)態(tài)的過(guò)程，以達(dá)成教學(xué)目標(biāo)和創(chuàng)生附加價(jià)值（謝幼如等，2016）。本文對(duì)人工智能賦能的生成性教學(xué)模式進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。

（一）基本理念

人工智能賦能的生成性教學(xué)有利于實(shí)現(xiàn)智慧生成。在傳統(tǒng)教學(xué)中，教師面向一定的教學(xué)目標(biāo)，依據(jù)教學(xué)大綱、教材、教學(xué)對(duì)象進(jìn)行備課和教學(xué)設(shè)計(jì)，預(yù)先制定教學(xué)方案并在教學(xué)過(guò)程中嚴(yán)格按方案實(shí)施。生成性教學(xué)強(qiáng)調(diào)教學(xué)進(jìn)程是可變的，不能單純依靠教學(xué)經(jīng)驗(yàn)預(yù)先設(shè)定，而要依據(jù)教學(xué)的動(dòng)態(tài)變化尤其是學(xué)的變化及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化，簡(jiǎn)而言之就是“以學(xué)定教”“智慧生成”。人工智能賦能的智慧課堂非常適應(yīng)教學(xué)智慧的動(dòng)態(tài)生成需要，可基于智能化教學(xué)平臺(tái)，開(kāi)展全過(guò)程動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的采集、分析與即時(shí)評(píng)價(jià)反饋，為課前的學(xué)情分析和教學(xué)預(yù)設(shè)、課中的教學(xué)效果分析和教學(xué)策略改進(jìn)、課后的個(gè)性化作業(yè)與針對(duì)性輔導(dǎo)等提供及時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)支撐，達(dá)成從數(shù)據(jù)智能向教學(xué)智慧的轉(zhuǎn)化，真正實(shí)現(xiàn)“以學(xué)定教”“智慧生成”。

（二）基本結(jié)構(gòu)

人工智能賦能的生成性教學(xué)是將生成性教學(xué)過(guò)程與人工智能技術(shù)深度融合，為人工智能賦能的智慧課堂教學(xué)設(shè)計(jì)提供基本結(jié)構(gòu)。 當(dāng)前人工智能賦能的智慧課堂呈現(xiàn)為跨時(shí)空、全過(guò)程、多樣態(tài)、一體化特征。智能化教學(xué)平臺(tái)能夠?qū)虒W(xué)全過(guò)程動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)和分析，教師能全面了解學(xué)生學(xué)情并動(dòng)態(tài)調(diào)整教學(xué)思路和教學(xué)行為，真正實(shí)現(xiàn)生成性教學(xué)。具體來(lái)說(shuō)，教師通過(guò)教學(xué)預(yù)設(shè)、創(chuàng)設(shè)情境、合作探究、開(kāi)放拓展、評(píng)價(jià)反思等，實(shí)現(xiàn)誘發(fā)生成、激活生成、建構(gòu)生成、機(jī)智生成、優(yōu)化生成，形成人工智能賦能的生成性教學(xué)模式的基本結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖3）。

圖3 生成性教學(xué)模式基本結(jié)構(gòu)

（三）實(shí)施流程

1.教學(xué)預(yù)設(shè)，誘發(fā)生成

“生成性”相對(duì)于“預(yù)設(shè)性”而言，但“生成”并非是對(duì)“預(yù)設(shè)”的簡(jiǎn)單否定，“預(yù)設(shè)”仍然是“生成”的必要基礎(chǔ)。如何在預(yù)設(shè)中體現(xiàn)生成的需要，留有彈性空間，滿足生成的要求，誘發(fā)生成的實(shí)現(xiàn)，達(dá)到“在預(yù)設(shè)中生成”的目的，是生成性教學(xué)模式要關(guān)注的?；谌斯ぶ悄艿闹腔壅n堂一體化、智能化教學(xué)環(huán)境有助于彈性預(yù)設(shè)，實(shí)現(xiàn)誘發(fā)生成。依托智能化教學(xué)平臺(tái)，教師推送課前學(xué)習(xí)資源，學(xué)生進(jìn)行資料收集、課前預(yù)習(xí)，教師根據(jù)學(xué)生預(yù)習(xí)反饋情況和學(xué)習(xí)檔案記錄進(jìn)行學(xué)情診斷，分析判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、認(rèn)知特點(diǎn)、個(gè)性特征等，預(yù)先設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容資源、方法流程，預(yù)留彈性生成空間，誘發(fā)促成課堂轉(zhuǎn)變。

2.創(chuàng)設(shè)情境，激活生成

教師作為課堂的組織者和引導(dǎo)者，通過(guò)創(chuàng)設(shè)活動(dòng)情境和探究條件，啟發(fā)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)和創(chuàng)新。創(chuàng)設(shè)的情境要有利于促成師生之間有效互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生生成性發(fā)展。智慧課堂教學(xué)將生成性教學(xué)過(guò)程與人工智能等技術(shù)充分整合，創(chuàng)設(shè)有利于智慧生成的教學(xué)情境。例如，基于知識(shí)圖譜、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫等技術(shù)使得知識(shí)解析、信息呈現(xiàn)更多樣化、可視化，構(gòu)建生動(dòng)、形象的知識(shí)教學(xué)情境；基于“多網(wǎng)融合”的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，有利于實(shí)現(xiàn)多樣化教學(xué)互動(dòng)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出創(chuàng)造性的意見(jiàn)、建議，形成各種有價(jià)值的生成性資源，激活教學(xué)過(guò)程的“生成性”。

3.合作探究，建構(gòu)生成

生成性教學(xué)可充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，開(kāi)展合作探究，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)意義的建構(gòu)與生成。教師通過(guò)引導(dǎo)、幫助學(xué)生開(kāi)展合作學(xué)習(xí)、協(xié)作交流，鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題、形成觀點(diǎn)、辯論爭(zhēng)論等生成性信息，有助于建構(gòu)學(xué)生自己的知識(shí)構(gòu)架，從而達(dá)到生成性教學(xué)要求?；谌斯ぶ悄艿募夹g(shù)支持，智能化教學(xué)平臺(tái)為引導(dǎo)學(xué)生的合作探究、交流互動(dòng)和建構(gòu)生成提供了有利條件。例如，教師利用課堂監(jiān)測(cè)工具對(duì)教學(xué)中學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，密切關(guān)注學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作探究和交流討論情況；利用數(shù)據(jù)挖掘、學(xué)習(xí)分析工具可以對(duì)學(xué)生的瀏覽、作業(yè)、對(duì)話、互動(dòng)等學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和挖掘分析，用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)改進(jìn)合作學(xué)習(xí)和探究策略，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)意義建構(gòu)和智慧生成。

4.開(kāi)放拓展，機(jī)智生成

生成性教學(xué)要求教師能夠開(kāi)放拓展，適新求變，憑借“教學(xué)機(jī)智”正確處理教學(xué)突發(fā)事件，隨機(jī)應(yīng)變地改變?cè)瓉?lái)的教學(xué)程序或內(nèi)容，可產(chǎn)生事半功倍的效果，給學(xué)生帶來(lái)“意料之外”的發(fā)展價(jià)值，實(shí)現(xiàn)機(jī)智生成，促進(jìn)學(xué)生智慧發(fā)展。在智慧教學(xué)過(guò)程中，動(dòng)態(tài)生成性內(nèi)容隨教學(xué)進(jìn)程的發(fā)展而變化，是流動(dòng)的、短暫的，需要及時(shí)收集、記錄和處理。基于人工智能技術(shù)的智能化教學(xué)平臺(tái)為此提供了記錄、處理和展示的手段，有助于學(xué)生展示與共享學(xué)習(xí)成果，支持智慧生成。例如，課堂測(cè)驗(yàn)結(jié)果、學(xué)生作品等都是寶貴的生成性內(nèi)容，基于智能化教學(xué)平臺(tái)，教師能夠即時(shí)分析課堂測(cè)驗(yàn)的答題結(jié)果，全面展示小組或個(gè)人的創(chuàng)造性作品，據(jù)此隨機(jī)調(diào)整教學(xué)策略，最大限度地發(fā)揮教師的“教學(xué)機(jī)智”（劉軍，2017）。

5.評(píng)價(jià)反思，優(yōu)化生成

在生成性教學(xué)模式中，“生成”體現(xiàn)在課堂教學(xué)全過(guò)程，教師對(duì)全過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)反思就顯得非常必要。 比如，教學(xué)實(shí)施結(jié)束后，教師要評(píng)價(jià)和反思教學(xué)實(shí)施過(guò)程和學(xué)習(xí)效果，審視教學(xué)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)、活動(dòng)和策略方法，形成和積累教學(xué)智慧，實(shí)現(xiàn)基于評(píng)價(jià)反思的優(yōu)化生成?；谥腔壅n堂的智能化教學(xué)平臺(tái)的全過(guò)程動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分析能為生成性教學(xué)的評(píng)價(jià)與反思提供條件。智能化教學(xué)平臺(tái)記錄了學(xué)生參與預(yù)習(xí)測(cè)評(píng)、教學(xué)實(shí)施活動(dòng)、隨堂測(cè)驗(yàn)等形成性數(shù)據(jù)，可用于評(píng)價(jià)分析教學(xué)過(guò)程。師生可借助學(xué)習(xí)結(jié)果的測(cè)量評(píng)價(jià)與反思，做好教與學(xué)準(zhǔn)備，促進(jìn)智慧生成。

未來(lái)，隨著腦科學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)、5G等新興技術(shù)的快速發(fā)展與應(yīng)用，智慧課堂的智慧生成將迎來(lái)新的機(jī)遇。比如，腦科學(xué)研究的新進(jìn)展為“教”與“學(xué)”提供了更翔實(shí)、更精確的神經(jīng)基礎(chǔ)和全面了解教學(xué)、自我、意識(shí)和心智的神經(jīng)機(jī)制（蒲慕明，2019），“因腦施教”成為智慧生成關(guān)注的熱點(diǎn)方向； 5G與VR/AR的結(jié)合給課堂帶來(lái)了沉浸式體驗(yàn)，基于VR/AR、數(shù)字孿生、AI等組合創(chuàng)新的元宇宙使得虛擬交互、沉浸感得到增強(qiáng)（劉革平等，2022），實(shí)現(xiàn)課堂深度學(xué)習(xí)與智慧生成等。一句話，新興智能技術(shù)的不斷成熟，將為技術(shù)賦能智慧生成提供新的可能。

[注釋]

① 參見(jiàn)維基百科.DIKW體系 [DB/OL].[2019-07-02].https://en.wikipedia.org/wiki/DIKW_Pyramid.