摘要：随着信息技术飞速发展，人类社会步入数字时代，教育领域经历巨变。教育数字化成为变革关键，重塑知识传播，深化教学模式、方法及管理革新。人工智能技术兴起，为中小学教育添翼，助力个性化教学、资源配置优化及质量提升。本文基于文献可视化分析，以人教版初中地理七年级上册第二章《海陆变迁》为例，借助畅言AI智慧课堂平台与Deep Seek，融合人机协同教学，构建人工智能赋能教学模式，旨在推动中小学教育高质量发展，培育智能与创新兼备的新型人才。

关键词：教育数字化；人工智能；教学模式

一、引言

2018年2月教育部发布《教育信息化2.0行动计划》，该计划指出要建设智慧学习支持环境，大力推进智能教育的普及与发展，建设以学生为本的智能化教学支持环境，推动人工智能在教学、学习、管理等方面的全过程应用，利用智能技术加快人才培训模式和教学方法的改革，探索一种无处不在、灵活、智能的教育环境和应用模式［1]。随着互联网＋时代到来，人工智能逐渐渗透到各行各业，对教育领域也产生了深远影响。2019年教育部《关于实施全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0的意见》中指出：学校促进教师应用能力培训和服务教育教学改革[2]。通过加强教师队伍信息化基础设施和装备配备，促进优质教育资源共建共享。2021年，《教育部办公厅关于开展第二批人工智能助推教师队伍建设试点推荐遴选工作的通知》提到[3]，应着重推动智能助手（包括平台、体系、资源和手段等）在教师和学生中的广泛应用，以帮助教师减负赋能；在智能教育平台系统的支持下，积极探索人人协同、人机协同的“双师课堂”；利用平台系统提高教师设计和评论家庭作业的能力，减轻学生的家庭作业负担，提高教师的工作效率。

然而，尽管这一愿景十分美好，现实情况却并不乐观。据不完全统计，全国各地在人工智能教育的普及上呈现出显著的地区差异。目前，仅有部分经济发达的城市实现了义务教育阶段人工智能课程教育的全面普及。这些城市得益于较高的经济发展水平、丰富的教育资源以及先进的教育理念，能够为学生提供丰富的人工智能学习资源和优质的师资力量。在这些城市中，学生们有机会接触并深入学习人工智能的基本原理、算法和编程技能，从而培养他们的创新思维和实践能力。然而，对于多数普通中小学而言，情况则并不乐观。尽管2024年，教育部发布《教育部部署加强中小学人工智能教育》，提出探索中小学人工智能教育实施途径，加强中小学人工智能教育[4]。但许多学校由于各种原因尚未能够使用人工智能进行教学，这些原因包括但不限于教育资源的匮乏、师资力量的不足、教学设备的落后以及教育理念的滞后等。这些因素共同制约了人工智能教育在普通高中的普及和发展。这种地区差异和教育资源不均衡的现象，不仅影响了学生接受人工智能教育的机会和质量，也制约了我国培养新质人才的进程。为了解决这些问题，我们设计了人工智能赋能中小学教学模式，利用人工智能进行课堂教学。

二、人工智能赋能中小学教学模式建构

人工智能课堂教学秉承“以学为中心，以生为本”的理念，目标是培养具有高阶思维能力、善于自主和协作学习、会解决复杂问题的新世纪创新人才。在课堂上注重知识的生成与内化，借助学习共同体开展学习，可以更好地实现人机协同课堂的目标。因此，基于互动协作学习共同体的人机协同课堂，应成为人工智能赋能中小学教学课堂样态之一。课堂中的学习共同体所包含的要素有：共同的愿景、群体协作、学习活动和学习资源。共同的愿景是指共同体内成员共同的目标或使命，是建立学习共同体的目的。群体协作是共同体开展学习的基本样态，学习者通过协作交流参与共同体的活动，进而获得学习。学习活动是共同体开展学习的基础，可以是主题探究任务、情境问题等。学习资源则是共同体开展学习的支撑，包括教师、数字虚拟人等人力资源，也包括畅言AI智慧课堂、VR虚拟现实等。由此，人机协同课堂教学的开展，为中小学课堂提供了更多的可能性。借助机器智能，我们可以更细致地分析共同体内学习者的特征，进而给出合适的学习活动。此外，智能机器人也可以作为助学者，参与到共同体的学习当中。结合人机协同课堂以及学习共同体的理念，本研究构建了人工智能时代背景下的初中地理人机协同课堂模型，旨在促进学习者的个性化和社会化学习，将教师从机械性教学活动中解放出来。该课堂分为课前智能诊学、课中智能助学和课后精准评学三个环节，每个环节中，学生都以共同体的形式参与学习。

（1）教学平台简介

畅言AI智慧课堂是一个利用人工智能、大数据、云计算等现代智能信息技术打造的“云一台一端”架构.试图为学生创建一个网络化、基于数据、交互式、智能化、线上线下一体化、智能、高效学习体验的课堂教学服务平台。“云”指的是为学习者提供网络资源与服务的智能云服务，“端”指智能终端，包括各类教学管理智能终端，“台”即教室智能平台，用来保障各项服务与各类移动智能终端间的数据传输与交流。

（2）人工智能赋能中小学教学模式设计

人工智能赋能中小学教学模式采用人机协同教学，人类教师与机器人教师共同授课，以教室智能平台作为中枢，联合人工智能、畅言AI智慧课堂、Deep Seek、智能机器人、交互式电子白板、虚拟现实技术等教学软件与教学工具，分为课前智能诊学、课中智能助学和课后精准评学共三个环节，分别从教学阶段、教学设计、技术工具、 学习方式四方面考量。在每个环节中，学生都以共同体的形式参与学习。在具体的实施过程中，教师可以根据教学需要个性化匹配各个环节[5]。

（3）人工智能赋能中小学教学模式实践案例

1.课前智能诊学环节

以人教版地理七年级上册《海陆变迁》为例，本课前的智能诊断是指对学生完成指导任务后的学习情况进行诊断，从而提高教学内容。在学习这一章节前，智能诊学环节旨在评估学生对地理基本概念（如板块构造理论、海平面变化、地壳运动等）的掌握情况。教师研究教材课标，收集教学资源，并将部分教学资源通过智慧课堂推送给学生；学生在学考平板上预习，畅言智慧课堂的后台采集学生的预习效果并进行数据分析，形成可视化报告。教师可以根据可视化报告实时调整教学重难点，学生可以以可视化报告为抓手，找到自己的特长和盲区，调整[6]。

2.课中智能助学环节

课中智能助学包括个性导学、智慧助学和协同研学三个子环节。

①个性导学环节

课中智能助学阶段，人类教师与机器人教师各司其职，共同发力。人类教师以其深厚的专业知识和丰富的教学经验，引导学生深入理解《海陆变迁》的核心概念；而机器人教师则利用其强大的数据处理和个性化学习能力，为学生提供个性化的学习资源和路径。例如，在个性导学环节，机器人教师会根据学生的历史学习数据和偏好，从资源库中筛选出最适合他们的导学微课和探究问题，帮助他们预习课程知识。学生既可以在线观看板块运动的虚拟数字人微课，也可以通过VR虚拟现实设备，身临其境地体验地壳运动、海陆变迁的壮观场景。

②智慧助学环节

现实中教师难以实现一对一辅导。而在人工智能课堂中，学生以数智苏格拉底对话的方式，探究、研讨学习遇到的问题，进行一对一学习[7]。我们利用人工智能软件如Deep Seek，构建数智苏格拉底对话：机器人教师化身为数智苏格拉底，以结构化的问题引导学生深入思考、探究问题本质，激发他们的探索精神和批判思维。当学生遇到难题时，机器人教师会及时提供一对一的辅导和解答，确保每位学生都能跟上学习进度。在学生掌握相关知识点后，借助人工智能技术，人工智能下的地理课堂中的“助学”部分，则由学生和智能机器人教师协同完成。智能机器将教师和智能机器人教师协同制定的个性化助学任务单，如分析特定地震与板块运动的关系、探讨海平面变化对沿海地区的影响等，推送给学生，学生通过组内合作，自主探究、解决问题。若遇到不能解决的问题，小组可以通过该平台向教师提供实时反馈。在教育阶段，教师采用苏格拉底式的对话进行个性化的指导，指导学生解决指导任务中困难、多变的问题。同时，学生将问题反馈给平台，安排各小组的研究任务，以便更好地开展研究环节。

③协同研学环节

协同研学环节尤为强调团队合作与实践探索的重要性。当小组顺利完成教育任务后，每组将展示老师为全班精心分配的研学任务。在以往的传统课堂中，教师往往依据各组的提问情况来安排研学任务。然而，在人工智能课堂中，研学任务的布置则是由智能机器人教师与人类教师共同协作完成的。他们协同设计研学任务，诸如模拟板块运动的实验设计、分析历史海陆变迁的案例等，旨在为每个小组生成个性化的研学任务。教师还会根据学生研讨的实际情况，对任务进行进一步的完善与优化，并及时推送给学生。智能机器人教师与教师所设计的研学任务，涵盖了“多个问题与相同的知识点”以及“多个问题与不同的知识点”，这种设计方式能够满足不同学习程度学生的需求，有效提升全班学生的注意力和挑战性。在研学阶段，负责展示的小组将向全班展示并详细解释他们的探索成果。而其他学生则可以通过智能课堂平台对展示内容进行反馈，教师则根据这些反馈中的共性问题进行补充、扩展与深化，确保每位学生都能从中受益。

3. 课后精准评学环节

人工智能课堂中，智能机器人教师根据数智苏格拉底对话过程和课堂实时问题，动态生成当堂检测习题，如选择题、判断题或简答题，检测学生对《海陆变迁》内容的掌握情况，实现课后精准评学。在实际应用中，教师可以结合畅言AI智慧课堂平台功能进行个性化教学设计，制定更适合学生的教学方案和教学策略。指对学生在课堂导学、助学、研学中反馈到的数据，设置个性化回家作业；教师针对学生在课堂中存在的共性问题和个性问题，优化并完善平台布置的作业，推送给学生，帮助学生巩固课堂知识，解决在课堂上未解决的问题，以实现课后精准评学的学习目标。

4.学习效果分析

课程结束后，教师在平台上发布课后练习，学生通过畅言AI智慧课堂完成练习，在学习、了解海陆变迁基本原理与相关知识点后，学生通过平台提交练习。平台统计数据显示：44人完成了课后练习，完成率达到97.78%；实验提交人数为64.44%；课后测试平均得分78.9分，较课前练习提高14分。通过课程学习，平台参与程度和学生知识点掌握情况都有所提高。本案例充分展示了利用平台完成一次人工智能课堂教学的优势与效果。通过智能化的教学手段和个性化的学习路径，学生们得以更好地理解海陆变迁的基本原理和相关知识点，他们的学习效果得到了显著提升。这一成功案例不仅为今后的教学提供了有益的借鉴和参考，也为我们探索更多创新的教学模式和方法提供了信心和动力。

三、结语

随着教育数字化与智能化的迅猛推进，中小学教育正经历一场前所未有的变革。人工智能、教育元宇宙等前沿技术的融入，极大地激发了师生的创新思维与潜能，为中小学人工智能教育的蓬勃发展注入了强劲动力。本研究聚焦于人工智能教学文献的可视化分析，精心构建了一个涵盖畅言AI智慧课堂、Deep Seek、机器人教师、人机协同、数智苏格拉底等多个维度的人工智能赋能中小学教学模式，旨在探索并推进人工智能在中小学教育中的实践应用策略。

本研究以初中地理《海陆变迁》课程为例，精心设计了一套涵盖课前智能诊学、课中智能助学和课后精准评学共三个环节的完整教学流程，为教师提供了切实可行的操作指南。然而，当前研究仍面临诸多挑战，需在后续工作中不断优化教学模式与应对策略，深化人工智能教育与传统教育的融合，以期实现教育资源的均衡配置与教育质量的全面提升，加速教育领域的数字化转型与智能升级。通过普及中小学人工智能教育，并不断创新人工智能赋能中小学教学模式，致力于为国家培养一批具备智能素养与创新能力的新型人才，为教育事业的未来发展贡献力量。

参考文献

[1] 教育部关于印发《教育信息化2.0行动计划》的通知[J].中华人民共和国教育部公报，2018，（04）：118-125.

[2] 教育部关于实施全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0的意见[J].中华人民共和国教育部公报，2019，（03）：60-64.

[3] 教育部.教育部办公厅关于开展第二批人工智能助推教师队伍建设试点推荐遴选工作的通知[EB/OL].（2021-04-16）[2022-05-10]

[4] 教育部办公厅.教育部办公厅关于公布中小学人工智能教育基地名单的通知[OL].

[5] 高歆，柯杨华.智慧课堂背景下初中地理个性化学习模式实践探究——以“海陆变迁”教学为例[J].教育文汇，2022，（12）：42-46.

[6] 高琼，陆吉健，王晓静，等.人工智能时代人机协同课堂教学模式的构建及实践案例[J].远程教育杂志，2021，39（04）：24-33.

[7] 赵晓伟，沈书生，祝智庭.数智苏格拉底：以对话塑造学习者的主体性[J].中国远程教育，2024，44（06）：13-24.

基金项目：

江西科技师范大学研究生创新专项资金项目资助 （课题编号：YC2024-X43）

2024年江西省基础教育研究课题《基于AI技术的初中地理课堂“教-学-评”一体化—以海陆分布与海陆变迁单元为例 》（课题编号：SZUJKDL2024-0982）