專題：中小學(xué)人工智能課程“教—學(xué)—評” 一體化的三個問題與三條路徑

2017年，國務(wù)院發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，明確提出要在中小學(xué)階段開設(shè)人工智能相關(guān)課程。自此，人工智能課程在全國范圍內(nèi)逐步推廣，各地結(jié)合實際情況探索多樣化的課程實施模式。然而，由于我國各地區(qū)在算力基礎(chǔ)設(shè)施、師資水平等方面存在發(fā)展不均問題[1]，《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》僅在9年級設(shè)置了“人工智能與智慧社會”模塊，表明在全學(xué)段普及人工智能課程仍面臨一定挑戰(zhàn)。在這一背景下，深圳市作為人工智能教育普及的先行者，積極探索具備國際視野與本地特色的人工智能課程體系。2024年10月，深圳市教育局發(fā)布了《深圳市義務(wù)教育人工智能課程綱要（修訂版）》（以下簡稱《綱要》），為我國人工智能課程的全學(xué)段推進(jìn)和“教—學(xué)—評”一體化實施提供了重要參考。

理論引領(lǐng)回答三個問題：為何、何謂與如何？

為何“教—學(xué)—評”一體化？

美國教育學(xué)家古德萊德（John I. Goodlad）曾將課程實施分為5個層次：理想的課程、正式的課程、領(lǐng)悟的課程、運(yùn)作的課程和經(jīng)驗的課程。正式的課程由教育行政部門制定，包括課程計劃、課程標(biāo)準(zhǔn)和教材，是學(xué)校教學(xué)的基本依據(jù)。但從正式課程大綱發(fā)布到教師理解，再到教學(xué)實踐，最終到學(xué)生體驗的過程中，常因教師理解、教學(xué)壓力、學(xué)生差異等復(fù)雜因素，導(dǎo)致經(jīng)驗課程偏離正式課程設(shè)計。為減少這一“偏差”，強(qiáng)化正式課程對一線教學(xué)的指導(dǎo)效能，“教—學(xué)—評”一致性原則應(yīng)運(yùn)而生，并在《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》中有具體闡述，不僅明確了“為什么教”“教什么”及“教到什么程度”，更強(qiáng)調(diào)“怎么教”的具體指導(dǎo)，以促進(jìn)教、學(xué)與評的連貫一致，確保課程目標(biāo)的達(dá)成。

然而，“教—學(xué)—評”一致性與當(dāng)前一些主流教育觀念之間存在抵牾。新課程改革中“課堂生成”“生命·實踐教育”與“知識建構(gòu)”等后現(xiàn)代教育理念，倡導(dǎo)以學(xué)生為中心，通過學(xué)生自主構(gòu)建知識，發(fā)展其主體性，這與強(qiáng)調(diào)“教—學(xué)—評”一致性的觀點(diǎn)存在沖突。為避免爭議，本文采用“一體化”而非“一致性”的表述，因為前者表達(dá)的是一種動態(tài)的系統(tǒng)觀念，而后者含有“線性對齊”的意味。進(jìn)一步說，“教—學(xué)—評”一體化并非傳統(tǒng)“以評定教”至“以教定學(xué)”的模式，而是通過教學(xué)、學(xué)習(xí)、評價三位一體的動態(tài)平衡，實施科學(xué)化、系統(tǒng)化的教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生自主、高效、有生命力地學(xué)習(xí)，發(fā)展其主體性。鑒于人工智能課程的挑戰(zhàn)性，本文將“教—學(xué)—評”一體化作為課程實施的核心原則，以強(qiáng)化《綱要》對一線課堂的指導(dǎo)作用。

何謂“教—學(xué)—評”一體化？

“教—學(xué)—評”一體化以“教”為起點(diǎn)，首先明確教學(xué)目標(biāo)，圍繞學(xué)生“學(xué)”的全過程組織教學(xué)活動，旨在促使學(xué)習(xí)有效發(fā)生，隨后通過“評”優(yōu)化教學(xué)與學(xué)習(xí)，實現(xiàn)三者有機(jī)統(tǒng)一。在這一過程中，教師的“教”是實現(xiàn)評價目標(biāo)的關(guān)鍵觸發(fā)條件，教學(xué)設(shè)計應(yīng)以學(xué)生學(xué)習(xí)需求為導(dǎo)向，充分考慮學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)、課程內(nèi)容和核心素養(yǎng)等要素，靈活運(yùn)用多樣化的教學(xué)策略，實現(xiàn)“以學(xué)定教”與“以教引學(xué)”的有機(jī)統(tǒng)一。學(xué)生的“學(xué)”是“教—學(xué)—評”一體化的核心目標(biāo)，在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生持續(xù)接受教師指導(dǎo)與評價反饋，逐步加深對知識的理解并提升技能應(yīng)用能力，以期望學(xué)習(xí)與教學(xué)效果達(dá)到評價目標(biāo)。而“評價”作為反饋與調(diào)節(jié)的重要機(jī)制，既幫助教師及時發(fā)現(xiàn)教學(xué)中的不足，優(yōu)化教學(xué)策略，又為學(xué)生提供自我反思的機(jī)會，引導(dǎo)其認(rèn)識自身的學(xué)習(xí)短板，激發(fā)學(xué)習(xí)動機(jī)，從而實現(xiàn)“以評促學(xué)”與“以評促教”?？傮w而言，“教”“學(xué)”“評”三者在相互作用與動態(tài)平衡中，形成互為支撐的“三位一體”循環(huán)系統(tǒng)，提升“教”與“學(xué)”的效果，強(qiáng)化“評”的反饋功能，發(fā)展學(xué)生人工智能素養(yǎng)。

如何“教—學(xué)—評”一體化？

為推進(jìn)中小學(xué)人工智能課程的有效實施，以下從教、學(xué)與評三個方面詳細(xì)解析其一體化的實現(xiàn)路徑（見圖1）。中小學(xué)人工智能課程作為中心大齒輪，連接“教”“學(xué)”“評”三個外圍小齒輪，構(gòu)成了一個相互支持、相互依存的整體系統(tǒng)。

圖1 中小學(xué)人工智能課程“教—學(xué)—評”一體化要求

**如何教：**以學(xué)生為中心的多元化教學(xué) 教學(xué)作為推動學(xué)生人工智能素養(yǎng)發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動力，應(yīng)以立德樹人為根本任務(wù)，著眼于提升學(xué)生人工智能素養(yǎng)，切實服務(wù)于人工智能人才培養(yǎng)的需求。教學(xué)設(shè)計以學(xué)生為中心，圍繞人工智能課程的主要模塊（如《綱要》設(shè)計的“人工智能概述”“人工智能技術(shù)基礎(chǔ)”“機(jī)器學(xué)習(xí)與深度學(xué)習(xí)”“人工智能倫理與社會”等），結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和知識基礎(chǔ)，通過多樣化的教學(xué)形式合理安排教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)習(xí)過程，逐漸實現(xiàn)“以教引學(xué)”至“促學(xué)達(dá)評”。例如，針對實驗類課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，可以采用問題驅(qū)動或任務(wù)導(dǎo)向方式，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗探究、過程回溯等活動，培養(yǎng)人工智能應(yīng)用能力與探究精神；針對創(chuàng)造類課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)，則可用小組合作的方式，引導(dǎo)學(xué)生采用項目式學(xué)習(xí)或逆向工程方法共創(chuàng)人工智能方案或作品，培育創(chuàng)新精神與協(xié)作能力；在涉及人工智能社會議題的內(nèi)容中，則可以借助討論或辯論等形式，幫助學(xué)生深入理解人工智能對社會的影響，增強(qiáng)其社會責(zé)任感。此外，學(xué)?？膳e辦人工智能競賽、專題講座或科技節(jié)等校園活動，營造濃厚的學(xué)習(xí)氛圍，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與熱情。

**如何學(xué)：**以素養(yǎng)為導(dǎo)向的主動性學(xué)習(xí) 學(xué)習(xí)是素養(yǎng)培育的核心環(huán)節(jié)，發(fā)展人工智能素養(yǎng)是人工智能課程學(xué)習(xí)的核心目標(biāo)。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，明確人工智能素養(yǎng)的構(gòu)成要素至關(guān)重要?！毒V要》指出，人工智能素養(yǎng)由人工智能知識、人工智能思維與人工智能情感三大要素構(gòu)成。學(xué)生可以通過觀察、體驗與模擬等方式，理解人工智能的實際應(yīng)用并掌握人工智能知識；通過“做中學(xué)、用中學(xué)、創(chuàng)中學(xué)”等實踐性活動，在解決真實問題的過程中發(fā)展人工智能思維；通過分析與討論人工智能倫理與社會議題，逐漸加深對人工智能可持續(xù)發(fā)展的責(zé)任意識，培養(yǎng)人工智能情感；通過解決復(fù)雜現(xiàn)實問題，靈活運(yùn)用跨學(xué)科知識，深化人工智能素養(yǎng)發(fā)展。此外，在生成式人工智能技術(shù)迅速發(fā)展的背景下，學(xué)生可將其作為輔助學(xué)習(xí)的工具，與傳統(tǒng)搜索引擎相輔相成，獲得更具個性化的學(xué)習(xí)支持，助力人工智能素養(yǎng)全面提升。

**如何評：**以育人為目的的全方位評價 評價作為保障學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展的綜合調(diào)節(jié)手段，承擔(dān)著統(tǒng)整教與學(xué)的重要功能。在該模式下，評價不僅限于對學(xué)生學(xué)習(xí)成果的終結(jié)性總結(jié)，更應(yīng)發(fā)揮“以評促學(xué)”與“以評促教”的雙重作用。為實現(xiàn)評價的導(dǎo)向功能，應(yīng)構(gòu)建全方位、立體化的評價體系，注重過程性與終結(jié)性評價相結(jié)合，從知識、情感、思維等多維度進(jìn)行綜合分析，建立包括教師、學(xué)生、家長等多元主體參與的評價體系，采用上機(jī)實踐、作品創(chuàng)作等多種評價形式。通過全面了解學(xué)生的成長過程，教師可以提供切實可行的改進(jìn)建議，從而充分發(fā)揮評價的育人功能。

實踐創(chuàng)新探索三條路徑：總結(jié)性、環(huán)節(jié)性和實時性

鑒于評價對教與學(xué)的診斷與激勵作用，本文根據(jù)評價介入教學(xué)過程的時間節(jié)點(diǎn)與頻率，將“教—學(xué)—評”一體化模式分為總結(jié)性、環(huán)節(jié)性與實時性3種實施模式，并通過案例展示如何將理論框架轉(zhuǎn)化為實踐操作，闡明“教—學(xué)—評”一體化的可行路徑。

“教—學(xué)—評”一體化的總結(jié)性模式

在總結(jié)性模式中，教師在每節(jié)課或單元結(jié)束后進(jìn)行總結(jié)性評價，隨后基于學(xué)生不同的認(rèn)知水平，差異化設(shè)計后續(xù)作業(yè)或教學(xué)活動，促進(jìn)其人工智能素養(yǎng)的發(fā)展。該模式以課程整體目標(biāo)為導(dǎo)向，適用于數(shù)字化程度較低的教學(xué)環(huán)境，便于教師實現(xiàn)“輕量化”的“教—學(xué)—評”一體化設(shè)計。為進(jìn)一步解釋此教學(xué)模式，本文以團(tuán)隊前期研究的“中小學(xué)人工智能教育五級框架”中“停車場自動抬桿系統(tǒng)優(yōu)化”[2]為例進(jìn)行說明（見圖2）。教師在課堂結(jié)束后開展總結(jié)性評價，依據(jù)人工智能創(chuàng)作工具的抽象程度（從低到高依次為編程體驗工具、程序交互工具、算法代碼工具、人工智能框架工具），結(jié)合布魯姆認(rèn)知目標(biāo)的六層水平（記憶、理解、應(yīng)用、分析、評價、創(chuàng)造），將人工智能教育劃分為“體驗級”“理解級”“應(yīng)用級”“綜合級”和“優(yōu)化級”。以“理解級”學(xué)習(xí)為例，學(xué)生需使用非代碼工具完成數(shù)據(jù)集標(biāo)注與模型訓(xùn)練等基礎(chǔ)性學(xué)習(xí)任務(wù)，熟悉數(shù)據(jù)預(yù)處理流程，并認(rèn)識到數(shù)據(jù)質(zhì)量對模型性能的影響。與此同時，教師可通過Netron工具可視化模型結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生更深入理解模型的工作原理。在學(xué)習(xí)結(jié)束后的評價中，若學(xué)生已具備使用非代碼工具開展模型訓(xùn)練的能力并對模型的基本結(jié)構(gòu)有初步認(rèn)識，下一階段將進(jìn)入低代碼模型訓(xùn)練的“應(yīng)用級”學(xué)習(xí)。

圖2 “教—學(xué)—評”一體化的總結(jié)性模式案例

“教—學(xué)—評”一體化的環(huán)節(jié)性模式

在環(huán)節(jié)性模式中，課堂被劃分為若干教學(xué)活動環(huán)節(jié)，教師在每個環(huán)節(jié)結(jié)束后根據(jù)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行即時評價，并據(jù)此調(diào)整下一環(huán)節(jié)的設(shè)計。該模式的核心在于以教學(xué)環(huán)節(jié)為單位實現(xiàn)“教—學(xué)—評”一體化，同時各環(huán)節(jié)相互配合與緊密銜接，最終形成一個環(huán)環(huán)相扣的閉環(huán)系統(tǒng)。由于該模式強(qiáng)調(diào)課堂中環(huán)節(jié)性的評價反饋，需要簡潔高效的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)提供支持，因此更適用于智慧教室教學(xué)環(huán)境。以江蘇省常州市某高中學(xué)校的實踐為例[3]，該校將“教—學(xué)—評”一體化引入人工智能課堂，圍繞“課前、課中、課后”3個主要階段，結(jié)合“提出問題—分析問題—解決問題”3個課中子環(huán)節(jié)，形成了以教學(xué)環(huán)節(jié)為單位的“教—學(xué)—評”一體化模式（見圖3）。以“辨識動物分類別”單元為例，教師在各環(huán)節(jié)均設(shè)計了有針對性的評價與學(xué)習(xí)任務(wù)，旨在考查學(xué)生在不同階段的知識掌握程度，為后續(xù)教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計與調(diào)整提供依據(jù)。例如，在“分析問題”環(huán)節(jié)，任務(wù)2要求學(xué)生完成與“圖像像素、分辨率”相關(guān)選擇題。若學(xué)生未能有效完成，說明對該概念的理解不足，可能影響任務(wù)3的開展。對此，教師可分析學(xué)生的錯題情況，定位薄弱知識點(diǎn)，回到任務(wù)2開展針對性授課。最后，教師在各環(huán)節(jié)“教—學(xué)—評”一體化過程中不斷優(yōu)化教學(xué)效果，以螺旋式上升的路徑發(fā)展學(xué)生人工智能素養(yǎng)。

圖3 “教—學(xué)—評”一體化的環(huán)節(jié)性模式案例

“教—學(xué)—評”一體化的實時性模式

在實時性模式中，教師借助數(shù)字化技術(shù)工具，圍繞即時教學(xué)任務(wù)與學(xué)生的個性化需求展開，通過將教學(xué)、學(xué)習(xí)和評價過程深度嵌入課堂，為教學(xué)策略和學(xué)生學(xué)習(xí)提供實時指導(dǎo)，旨在每個教學(xué)時刻實現(xiàn)“教—學(xué)—評”一體化的效果。區(qū)別于環(huán)節(jié)性模式關(guān)注階段性評價，此模式更強(qiáng)調(diào)評價貫穿整個教學(xué)過程，無固定階段劃分。因此，此模式適用于高度數(shù)字化的教學(xué)環(huán)境，依賴即時數(shù)據(jù)支持，便于教師根據(jù)學(xué)生反饋快速調(diào)整教學(xué)策略。以廣東省湛江市某高中“星火智慧種植園管理系統(tǒng)”課程構(gòu)建的伴隨式評價為例[4]，教師利用學(xué)習(xí)管理平臺實時監(jiān)測學(xué)生的實驗進(jìn)度和代碼編寫情況，并結(jié)合課堂觀察和即時反饋工具，持續(xù)獲取學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)，并在學(xué)生遇到困難時提供個性化指導(dǎo)，如增加示范操作或調(diào)整任務(wù)難度，使教學(xué)過程動態(tài)適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，達(dá)成“教—學(xué)—評”的動態(tài)平衡（見圖4）。

圖4 “教—學(xué)—評”一體化的實時性模式案例

結(jié)語

隨著生成式人工智能的迅速發(fā)展，提升青少年的人工智能素養(yǎng)已成為社會共識，而如何有效開展人工智能教學(xué)成為亟待解決的重要課題。在此背景下，“教—學(xué)—評”一體化作為重要的教學(xué)指導(dǎo)原則，為《綱要》的有效實施和一線教學(xué)提供了明確的方向指引。為此，教師應(yīng)緊扣這一原則，結(jié)合具體的教學(xué)情境與數(shù)字化環(huán)境，選擇總結(jié)性、環(huán)節(jié)性或?qū)崟r性的“教—學(xué)—評”一體化模式。這不僅能切實促進(jìn)學(xué)生對人工智能的深度理解與創(chuàng)新應(yīng)用，發(fā)展學(xué)生的人工智能素養(yǎng)，同時也為其他學(xué)科實現(xiàn)“教—學(xué)—評”一體化提供示范借鑒。

參考文獻(xiàn)

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