技术赋能的中小学教学模式创生路径研究

张秀梅 赵明仁 陆春萍

摘要：人工智能、大数据为代表的信息技术对教育的赋能正全方位地改变着教育形态。技术是教学系统的组成要素之一，体现在资源、环境和工具等方面。教学模式是教学系统各要素按照一定的理论和目标对师生教学行为进行安排的一种组合，是课堂改革的重要抓手，其创生有规律可循。它需要相关的教育政策和理论来做根本指引，借鉴已取得的教学模式成果，在不同的实践场域应用，从而生成各具特色的教学模式。该文梳理了教学模式建构的教育政策要求和指导理论这两大前提依据，分析了当前教学模式的研究成果和实践成果，找出了技术赋能的教学模式主要特点，即关注教育系统内各要素的相互作用，教学模式结构更有层次性和多维性；重视智慧环境的智能性，教学模式更具精准性和个性化；强调学习科学的引领，教学模式更具融创性和高阶性。未来趋势表现为三个方面：面向核心素养，借由深度学习，教学模式走向人工智能驱动的智能化路径；超越单一要素的作用，教学模式更加强调基于技术的教学目标、环境、过程、主体、评价的一体化融合；数据驱动，教学模式将通过无形的数据要素流动而变得更加具有开放性和动态性。

关键词：技术赋能；中小学；教学模式；人工智能；创生路径；范式转变

中图分类号：G434 文献标识码：A

近年来，新政策、新技术对中小学教育教学提出了新的要求，中小学教学改革空前繁荣。核心素养、“双减”、五项管理、劳动教育、课堂思政、STEM教育、跨学科教学、翻转课堂、在线教学、“互联网+”教育等各种新理念、新要求层出不穷，叠加涌现。《党的二十大报告》[1]指明了教育发展的方向，实施“素质教育”依然任重而道远。教育的高质量发展最终还需落到人才培养上，探索“互联网+”条件下的人才培养新模式[2]，这在中小学最直接的体现就是教学模式。

“教学模式俗称大方法。它不仅是一种教学手段，而且是从教学原理、教学内容、教学目标和任务、教学过程直至教学组织形式的整体、系统的操作样式”[3]。一个完整的教学模式应该包含主题（理论依据）、目标、条件（或称手段）、程序和评价等五个要素，具有三个特点：有一定的理论指导；需要完成规定的教学目标和内容；表现一定的教学活动序列及其方法策略[4]。瞿葆奎认为，“教学模式从静态看是结构，从动态看是程序”。好的教学模式一般具有一定的理论框架、具有较强的可操作性、实验效果显著、具有十年以上的实验期限、在全国有一定的影响[5]。中小学课堂教学模式的多元创新需要更新思想观念，把教师、学生、内容、策略、技术等教学构成要素放置到一个多元、立体教学系统中，建立多层次、多角度、全方位的教学生态新模式[6]。

近年来笔者参与了教育部中小学教师信息技术应用能力提升2.0工程的政策咨询和实践推进工作，通过实地调研发现，在技术赋能教学模式创新方面，一线教师往往对构成教学模式的要素缺少深入的认识和整体性的把握，导致其在实践中难以在真正意义上创生教学模式。对此，本研究认为有必要梳理当前教育教学的理论、政策、最新成果，总结我国技术支持的教学模式的发展过程和规律，为一线教师提供一定的参考。

任何一个国家的教育都要服务于本国的政治、经济、社会需要，教育政策就是这种需要的集中体现，是一段时期内指导教育各项事业围绕教育方针开展的指挥棒。了解现时的教育政策，是开展任何教育活动，创新教育方式的第一步。当前与中小学教育改革密切相关的教育政策有三类：教育目标与评价类、课程实施类和信息技术应用类。

（一）素养导向的培养目标

《深化新时代教育评价改革总体方案》[7]，指出要改革学生评价，促进德智体美劳全面发展。人才培养目标是教育评价的宗旨，决定了评什么和怎么评。

2016年9月中国学生发展核心素养研究成果正式发布，中国学生发展核心素养体系是目前我国中小学生培养的主要目标。“学生发展核心素养”是“各学段学生应该具备的适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力”，它以培养“全面发展的人”为核心，包括三个方面六个维度十八个基本要点。在这些核心素养中，有多个要点指向高阶思维，比如科学精神下的理性思维、批判质疑（批判性思维）和勇于探究，实践创新下的问题解决和技术应用，这些是需要在复合型学习任务情境下通过开展跨学科学习活动来培养的，离不开深度学习的发生和参与，是培养全面发展的人的重要组成部分；也有指向技术应用的，如信息意识和技术运用；还有偏重社会情感能力的，如珍爱生活、健全人格、责任担当、社会责任、国家认同、国际理解等。该核心素养是总的育人方向，义务教育阶段各学科也陆续据此提出了各自的学科核心素养，研制出各科目的课程标准，这样教师在教学时就有了充分的育人指南和依據。

此外，还有一个影响力较大的是《21世纪核心素养的5C模型》，由原来的4C模型发展而来，包括5个一级维度、16个二级维度的素养框架，即审辨思维（Critical Thinking，也称批判性思维）、创新素养（Creativity）、沟通素养（Communication）、合作素养（Collaboration）以及后来结合我国国情增加的第五个素养“文化理解与传承素养（Cultural Understanding and Inheritance Competence，简称Cultural Competence）”。这当中也都提到了创新思维和批判性思维，是核心素养中比较重要的部分。在核心素养导向下，中小学教学越来越倡导以学生为中心，教学目标更加注重对学生的学科思维、高阶能力和品格养成的培养。

（二）融合交叉的课程载体

2022年教育部印发了《义务教育课程方案和课程标准（2022年版）》，语文等16门课程实施有了依据。国家课程标准主要由“课程性质、课程理念、课程目标、课程内容、学业质量和课程实施”等组成。“各门课程基于培养目标，将党的教育方针具体化细化为学生核心素养发展要求，明确本课程应着力培养的正确价值观、必备品格和关键能力。更新课程内容，改进课程内容组织与呈现形式，注重学科内知识关联、学科间关联”[8]。课程内容更加注重理论与实践、教材与生活、短期课堂教学目标与长期课程教学目标（学科核心素养）、本学科内容与他学科内容之间的融合。

（三）全面赋能的教学技术

2017年国务院关于印发了《新一代人工智能发展规划》[9]，对人工智能技术与应用做了长期规划，到2030年分三个阶段推进，重点任务包括发展智能教育。2017年因此也被称为中国的人工智能应用元年。

在教育数字化转型促进教育高质量发展方面，要“以人工智能、大数据、物联网等新兴技术为基础，依托各类智能设备及网络，推动新技术支持下教育的模式变革和生态重构[10]。党的二十大报告[11]明确要求推进教育数字化。教育部2022年的工作要点就包括“实施教育数字化战略行动”[12]。教育部部长怀进鹏指出，要“发展数字教育，推动线上线下融合互动，改善教学方法，增强教学过程的创造性、体验性和启发性，撬动课堂教学发生深层次变革，以教育的智能化支撑提高教育管理和评价效能，提高人类学习与认知效能，为实现更加优质的教育提供强大动力”[13]。

在技术赋能教师教学方面，“教师要主动适应信息化、人工智能等新技术变革，积极有效开展教育教学”[14]。教育部教师工作司分别于2018和2021年分两批实施了“人工智能助推教师队伍建设行动试点”工作，“着力推进师生应用智能助手（平台、系统、资源、工具等），促进教学方式和学习方式改革，为教师减负和赋能”[15][16]。

在技术赋能教育评价方面，《深化新时代教育评价改革总体方案》[17]指出要“充分利用信息技术，提高教育评价的科学性、专业性、客观性”；2022年教育部办公厅发布了《关于开展信息技术支撑学生综合素质评价试点工作的通知》[18]，预计用五年左右的时间，形成数据驱动的学生综合素质评价解决方案。

在基础设施建设方面，《关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》[19]提出到2025年基本形成结构优化、集约高效、安全可靠的教育新型基础设施体系，促进线上线下教育融合发展，充分发挥数据作为新型生产要素的作用，推动教育数字转型、智能升级、融合创新；构建国家、省、市、县、学校五级的国家智慧教育平台体系（smartedu. cn），为学校教育提供基本的平台支撑。在促进教育均衡方面，开展“专递课堂”“名师课堂”和“名校网络课堂”三个课堂实践[20]。

政策要求是教育教学改革沿着正确方向施行的重要保障，理论则是确保教育教学活动开展过程中保持科学性、人文性的必要基础。“理论是一套相互关联的概念、定义和建议，通过详尽地说明各变量之间的关系，对现象提出一种系统的看法，其目的是对这些现象作解释和预言”[21]。“甚至是最脆弱的理论也有它的用途，其最低级的形式是作为一种分类。它提供一套分类架、档案柜。事实可以积累在其中。……这种及时的积累，必然造成一个更加经济的档案系统。随着相互参照越来越多，一门新的理论就会诞生”[22]。教学模式介于理论和实践之间，由实践到理论的过程就是由实践得出的共性规律的归纳过程，而由理论到实践则是演绎的过程，一种理论可以在许多情境下应用，形成不同类别的应用模式。理论和实践之间的归纳和演绎这两条路径就是创生模式的基本方法论，特别是归纳这个过程对于中小学教师尤为重要。教师每天面对的都是鲜活的教育实践，如果能够因地制宜采用相应的实证方法来主动收集教学数据和材料，就会为模式创生乃至理论提出提供基本的基础。这也离不开实证性比较强的方法，如行动研究法、教学实验法、经验总结法等，至于工具性方法如访谈，问卷调查、文献法则是日常教学实践探索必不可少的研究方法。

教学模式可以异彩纷呈，推陈出新，而底层起统摄和支撑作用的始终是无形的相关理论，特别是“以学生的学为中心”的理念以及至今依然广泛应用的建构主义学习理论，其四大要素——情境、对话、协作和意义建构对实践依然具有很强的指导作用。

目前课改教改最常依据的理论体系大致可以划分为四类：学习理论、认知发展理论、教学设计理论和技术应用理论，不同理论体系有各自较为成熟的教学模式（如表1所示）。学习理论最有代表性的理论有行为主义、认知主义、建构主义和关联主义；认知发展有关理论有皮亚杰的发生认识论、多元智能理论、布鲁姆新认知目标分类、SECI模型、SOLO模型、知识建构理论等；教学设计理论包括ADDIE模型、虚拟探究社区模型（COI模型）、在线教学五步模型等；技术应用有关理论包括TPACK模型、科氏培训评估模型、技术接受模型（TAM、UTAUT）等。

教学模式一般会有一种或几种理论作为支撑，比如探究性学习、基于問题的学习（PBL）、项目式教学、5E教学模式是基于建构主义学习理论的，STEM教育、创客教学模式是旨在培养学生高阶思维和认知发展的模式，其理论基础可以是认知发展有关理论下的知识螺旋创生模型（SECI模型）等、5C素养模型；BOPPPS、以学定教是对教学实施的流程进行某种创新的模式，可以归属到教学设计理论框架下；翻转课堂、双师课堂、混合式教学、三个课堂、精准教学、大规模因材施教等都可以在技术应用理论中找到直接的指导理论。至于那些目前还无法找到明确理论基础的教学模式，可以采用扎根理论的方法进行归纳提炼，随着实践案例增多，就会有更具有一般意义的模式、模型和理论被依次创生出来。

我国经典的中小学教学模式有传递-接受式（激发学习动机-复习旧课-讲授新课-巩固运用-检查）、自学-辅导式（自学-讨论-启发-练习总结）、引导-发现式（问题-假设-验证-总结提高）、情境-陶冶式（创设情境-参与各类活动-总结转化）、示范-模仿式（定向-参与性练习-自主练习-迁移）[23]。发现式学习、情境式教学、基于问题的学习（Problem-based Learning）、项目式教学（Project-based Learning）、混合式教学、翻转课堂、在线学习、双师课堂等教学模式应用也非常广泛。近年来，教学目标的核心素养化、师生主体关系的转换、教学环境（或空间）的虚实结合、教学内容的智能生成、教学评价的多元，让原本线性的教学模式呈现出非线性、立体化的样态。

（一）教学模式的演变阶段

我们以“教师/中小学/基础教育/高中/初中/小学+教学模式”检索中国期刊数据库，得到自1993—2022年间的4313篇期刊论文（剔除掉高等教育领域的以及博硕士论文）。通过共现词矩阵分析发现，翻转课堂、互动教学、探究式教学、分层教学是探讨最多的教学模式，在学段和学科上，小学的语文、数学、英语，初中的英语、数学、物理，高中的数学、化学、英语、物理、语文等比较活跃。

值得注意的是，信息技术与教学模式共现的频次较大，表明技术一直是教学模式探索的一个重要维度。基于微课的学习、翻转课堂、混合式教学、自主学習、探究式学习、任务驱动、创客学习以及语文、英语、化学等学科方面的教学模式研究成果较为突出，被广泛引用。

在我国技术赋能的中小学教学模式的探索大致可分为两大阶段——信息化教学模式和智能化教学模式。信息化教学模式阶段历经整合到融合，可以进一部分细分为两个亚时期，基于建构主义学习理论探索信息技术与课程整合的教学模式和核心素养导向下混合学习环境下技术融合的教学模式。智能化教学模式阶段正是目前的发展方向，强调以学习科学和人工智能学科为指引，智能技术的变革驱动作用明显（如表2所示）。

1.基于建构主义信息技术与课程整合的教学模式探索

技术在课堂教学中的应用最有代表性的是计算机的应用，“进入教育领域有两种形式，一是引进来作为教学工具，辅助教学，管理教学，二是进入课程，二者差不多同时，正式算为1982年”[24]。20世纪90年代，技术支持的教学模式主要以计算机辅助教学（CAI）为代表，到了21世纪初，多媒体网络教学兴盛起来。有学者从知识论和价值观出发，将建构主义-客观主义、个体主义-集体主义交叉形成了四个象限的教学模式和方法[25]，也有从学习活动的性质（接受—探究）和组织形式（个体—群体）角度划分出个体—接受、群体—接受、个体—探究、群体—探究四种信息化教学模式[26]。根据技术的着力点不同教学模式又可以包括常见的基于问题的学习、基于项目的学习、基于案例的学习、基于资源的学习模式等[27]。何克抗教授也介绍了一系列信息技术与课程整合的教学模式，包括传递—接受教学、探究性教学、研究性学习、专题研究性学习（WebQuest）、适时教学等多种教学模式[28]。

2.素养导向，混合环境下技术融合教学模式探索

《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》[29]首次提出了信息技术应与教育 “深度融合”的观念，较以往的“信息技术与课程整合”更强调技术与教育各要素的融合。此后，教学模式呈现了两次明显的涌现，一次发生在2016年，另一次发生在2019年。2016年，中国学生发展核心素养发布，强调知识运用、跨学科教学、思维训练和素养养成的新思想新模式备受关注，“互联网+教育”的理念使得翻转课堂、混合式教学、在线学习、双师课堂以及创客教育开始普及，技术作为一种资源（媒介）、环境或学习工具已然成为了课改教改中非常活跃的要素。2019年，新冠肺炎疫情直接导致了教学模式出现了明显的涌现，由此前热度颇高的翻转课堂以及基于微课等资源的学习快速转向了在线教学和混合式教学。混合教学是远程教学发展中的一种模式，介于面授教学和纯远程教学（在线教学）之间，对于解决欠发达地区、民族地区、革命老区、边境地区长期存在的教育资源不平衡不充分问题（教师短缺、资源不足、投入不够）具有至关重要的作用[30]。

3.依托智慧环境，打造一体化的教学模式

随着智慧环境的普及应用，教学模式最显著的特征是教学要素日趋融合。教育信息化2.0时代，互联网、人工智能等新技术，实现了对传统教学环境的重构，将教师从传统的教学模式中解放出来，增强了学生在课堂上的教学互动，让教与学变得简单、高效、智能，对于推进教学向智能和创新发展具有重大的意义[31]。基于人工智能和大数据的新型教学模式开始出现，如基于大数据的大规模因材施教、精准教学、AI-STEAM创客教育、教育循证、基于长周期纵向评价和德智体美劳全要素智慧评价模式等等。比较有代表性的教学模式是“智慧课堂 3.0”[32]。

智能技术的介入，教学研究的理论基础开始向脑科学、认知科学、计算科学、人工智能、学习科学、数据科学等交叉学科拓展，教育技术学科自身的理论（如关联主义、建构主义）框架有望取得重大突破。

（二）教学模式的实践成果

1.国家级教学成果奖：从以经典教学模式的创新发展到用智能技术重构教学全流程

国家级基础教育教学成果奖（每四年评选一次）是国内教育界对中小学教学创新成果的集中展现，也是技术驱动教学创新的晴雨表，对比2018年和 2022年最近两届获奖成果，可以洞察中小学校教育教学改革的走向。

2018年，国家级基础教育教学成果奖[33]立项有452项，其中与技术应用和资源建设等信息化有关的教学成果有26项，占比5.75%，进一步细分，有技术支持的课改教改成果，比如有学生主动学习、统整技术模型、远程教学等；有资源建设方面的教学成果，比如有基于资源的个性化学习、适应性学习、3C教学等；有以STEM/机器人/创客为课程载体的应用成果，如PBL学习、STEM课程教学的学·做·创、行知行多种变式。这些教学模式多数以经典教学模式为基础，在技术应用策略、学科内容结合、教学目标指向、师生角色定位等方面进行了某些程度的创新。

2022年，国家级基础教育教学成果奖[34]有570项，总数比一届增加了26%。其中与技术应用有关的教学成果有37项，占比6.49%，比上一届增加了11项。关于人工智能、大数据、学习空间、云平台、智慧教育的占了一半；对某一学科长期进行技术整合的，比如手持技术、眼动追踪技术、思维可视化、概念图、知识图谱等；有专门突出用技术解决教育资源薄弱地区问题的），如远程教育、双师教学、网络平台等；有用技术促进教师教研的，针对资源开发的只有1项。对比2018年，技术支持教学从创客教育模式、数字资源应用转向基于大数据、人工智能的教学创新和技术解决区域教育资源薄弱、创建区域教研共同体的方向发展，总体的背景是核心素养导向的教育全流程再造。

2.提升工程2.0典型教学创新案例：技术应用教学策略到技术支持的教学模式生成有路可循

在全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0发布了测评指南里，按照三种环境（多媒体环境、混合学习环境和智慧学习环境）和四个维度（学情分析、教学设计、学法指导和学业评价）交叉形成的不同应用场景列出了教师要具备的技术应用30个微能力[35][36]，准确来说是技术与教学法、教学环境彼此适配（或技术应用）的一种教学设计策略，学科教师要进一步结合学科内容综合运用。例如，《四川省中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0整校推进实施指南（试行）》[37]根据幼儿园、小学、义务教育阶段和高中四个学段的不同特点，将技术运用划分为多种教学模式，每种模式对应不同的能力点（技术应用策略）组合，教师可以更清晰的了解如何组合运用技术实践某种教学模式，同时提升自身的技术应用能力。例如，高中阶段教师可实践的教学模式有信息技术优化教学模式、翻转课堂教学模式、项目学习模式、数据驱动教学模式和基于资源的学习模式等五种模式，各模式对应的能力点（教学策略）组合有所不同，如翻转课堂教学模式对应的能力点组合（技术应用的教学策略）有A2数字教育资源获取与评价、A13数据可视化呈现与解读、B1技术支持的测验与练习、B2 微课程设计与制作、B3探究型学习活动设计、B5学习小组组织与管理 、B6技术支持的展示交流、B9自评与互评活动的组织和 C5基于数据的个别化指导。这为教师从单纯的用技术、技术应用策略直到教学模式实践创新提供了一条最直接的生成路径，其背后的指导理论是教师TPACK能力模型，让教师在教学时兼顾学科教學内容、教学方法和技术的彼此适配和融通（通俗的说就是“三备”，备内容、备方法和备技术），围绕不同学科、不同课型、不同学习对象、不同素养的要求，创生出别具一格的教学模式。

全国中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0办公室到目前已经开展了2020和2021两个年度的典型案例评选活动，其中有11项与教学模式创新有关，在数量上，2020年仅1项，到2021年跃升为10项，包括基于大数据的五步智学、“322”微能力点融合研修课堂、“535”互动式教学、“二二三四”导学制课堂、基于信息技术的五智育人、师生同创资源的“三三二”模式、培养小学生数学思维的游戏探究、“2+3”翻转课堂英语语法教学、高中英语翻译的混合式教学和数据驱动和精准教学等。这些教学模式大部分体现了教学要素在技术的支持下呈现出的结构化和程序性特点，既有学科通用的，也有单一学科应用的，充分展示了从能力点选择、教学实践到模式创新的2.0混合研修路径，也间接说明了2.0研修政策设计具有较强的可操作性，为教学模式创新注入了新的动能。

（一）技术赋能的教学模式创生特点

1.关注教育系统内各要素的相互作用，教学模式的结构更有层次性和多维性

有效的信息化教学是一个多层面、多角度的立体结构，包括“外层的信息化教学形态、中层的信息化教学设计和核心层的信息化教学理念”[38]。

智慧教育系统包括智慧学习环境、新型教学模式和现代教育制度[39]。智慧教育是教育信息化的高端形态，其中的智慧学习环境主要由学习资源、智能工具、学习社群和教学社群四大要素构成。刘邦奇等提出了基于智慧课堂的“因材施教”教学模式[40]，包括平台层、数据层、组织层、操作层、目标层等五个层次，三段十步教学流程[41]。这些研究都非常重视教育系统的要素组成，既提到了教学技术的底层实体形式，即学习环境、资源、智能工具/终端，也提到了技术应用的高阶层面——教学模式、教育制度，充分揭示了技术作为教学环境、资源在整个教育教学系统要素中的地位，教学模式的内涵更为丰富，结构更有层次性和多维性，对教育制度变革会产生更为深远的影响。

2.重视智慧环境的智能性，教学模式中的教学程式更具精准性和个性化

智慧环境的智能性和生态性，让教学无边界，根据需要学生可以随时沉浸投入学习，教学各要素的连接耦合更加具有生态性和一体化特点，对于这样一个快速反馈的系统来说，精准性是必然的。教育大数据挖掘技术已经深入到学生学习追踪及表现预测、辅助教学、考试应用、学生行为和心理识别等领域，并产生了许多教育应用产品。数据挖掘的最终目的是科学判断教学问题并精准实施干预，从而让教学流程和教学程序呈现动态的生成性，由此产生的学习路径更具精准性和个性化。借此教师可以“以学定教”，大规模“因材施教”，“学生的‘个性化学习’的诉求在大数据条件下得以满足”[42]。

3.强调学习科学的引领，教学模式更具融创性和高阶性

不论何种教学模式，核心和灵魂是教学理念和理论，它决定了所采用的教学方法、教学策略和教学组织形式。教学模式不能脱离学科内容而存在，也不能与学生发展目标相割裂。通过前述的政策分析和理论梳理，我们可以看到，当今学习科学突破了以往宏大的教学理论框架，更加关注学生的心理、学科的知识图谱和深度学习发生的机制，教学模式更加注重教学内容的融创性和高阶性，从智能技术角度来说，教学内容更多体现为与课程标准匹配的学科知识图谱，可以“整合教学法、信息技术以及学科知识于一体”，其资源具备多模态属性[43]。在教学中可以大概念为出发点，按照创新能力生成的路径设计同步的学生行为和教师行为，运用学习科学的情境化（迁移）原理，勾勒大概念知识沿着聚类—概念提取—关联内容—迁移运用的路径，同时兼顾情境的变化，从情景化（近迁移）到去情境化再到情景化（远迁移）的演进开展教学，实施“面向学生跨学科创新能力培养的4C教学模式”[44]。

（二）趋势和展望

1.面向核心素养，借由深度学习，教学模式走向人工智能驱动的智能化路径

我国学校教育改革总体方向依然是坚持发展素质教育，培养全面发展的学生。在课程、教学方面，重点关注学生核心素养和学科核心素养的养成，特别要强调思维能力的训练，需要“深度学习”的支持。深度学习是通过应用批判性思维与问题解决能力、沟通与合作能力、创造与创新能力等高级技能以及积极的学习态度来掌握严密的学术内容知识并学会如何学习。对于学生思维的训练并不排斥知识和技能的作用。当前教学改革的着力点除了技术、核心素养目标外，莫过于对教学内容的重新审视，大单元、大概念、跨学科、任务群、知识图谱等都是对学生学习内容重构的一种诉求。布鲁纳曾说过，“不论我们选教什么学科，务必使学生理解学科的基本结构”。结构就是事物之间的相互联系；基本结构就是更普遍、而且强有力的适用性的结构。在教学策略方面，布鲁纳提出的四条教学原则（动机原则、结构原则、程序原则、反馈原则）也依然在智慧课堂的学习者学习路径中有迹可循，随机通达教学变为真正的自适应教学。通过人工智能的知识本体技术生成学科知识图谱，借由一定的算法生成学生个体的学习路径，可以开展真正意义的分层教学和个性化学习。“系统梳理各学科知识脉络，明确各知识点间的关系，分步构建国家统一的学科知识图谱”，“开发基于人工智能的智能助教、智能学伴等教学应用，实现‘人机共教、人机共育’”[45]。智慧学伴、AI学科工具和资源库的植入运用，将会大幅改善学生的学习效率和学习体验，真正实现从以教为中心向以学为中心的教学范式转变，教师也非被动的跟随，通过智能技术的整合，教师的智慧和学科的知识通过教育云平台、学科知识图谱连接起来，形成超学科“智脑”，学生的深度学习和机器（知识库）的深度学习通过人机协同相互作用，“教学相长”“因材施教”“有教无类”被赋予新的内涵，教学将开始拥有真正的智慧属性。

2.超越单一要素的作用，教学模式更加强调基于技术的教学目标、环境、过程、主体、内容、评价的一体化融合

《教育信息化2.0行动计划》提出要推动新技术支持下教育模式的变革和生态重构。技术赋能教育和教育数字化是未来重构教育生态的重要力量。教学模式具有基本的要素、结构和程序，但单一的教学程序已很难反映技术融入的立体化课堂教学样态。传统的教学策略和教学方法也有了新的含义，比如因材施教、教學相长、有教无类等因由大数据、人工智能技术得以可能。

未来人工智能、大数据等新一代信息技术将赋予教学模式以全新的内涵，“教育的数字化转型会从整体优化的视角考察技术在教育中的角色与定位”[46]，教学要素中的目标、环境、过程、主体和评价将更加融合，教学程序也灵活多样。教学目标方面，未来将更加重视自然主义、全人发展的生态观，更加尊重学生的独立人格、自主发展、公民素养和创新素养，教学除了要促进全体学生核心素养全面发展，也要尊重学习者的个体差异、个性发展和社会价值。教学环境将更加开放无边界，虚拟与现实、线上与线下、学校-家庭-社会等各类空间融合，学习场域更具有泛在化和生态性，能根据学习需要随时转换。教学过程也将由线性的单向度、短课时设计转向立体化、网状式、随机通达、大单元的多线程教学，教学不局限于某一种模式（如讲授-练习-小结、引入-示范-模仿-练习、观察-探究-协作-分享，等等），教师可以随着师生互动的节奏灵活穿插复用多种教学模式。教学主体也不局限于校内的教师和学生，而是朝着关联主义的个人知识网络构建方向发展，师资不局限于校内，学生们的学习伙伴也不一定局限于一所学校，教学中的主体——人（校内师生和校外的专家、老师、学习伙伴、行业专家等）与人、人与云平台、人与智慧工具将发生各种连接，校内师生之间的强连接将向外拓展到师生与校外学习资源（如高校和科研院所的专家、行业精英、社团协会、博物馆、图书馆等）的弱连接，强相互作用和弱相互作用共同组成复杂的立体化知识网络（学习生态），弱连接会通过智能技术进一步得到加强和无线延伸，所创造出来的教育价值将远远超过校内师生的强连接。教学评价方面，也朝着“创新评价工具，利用人工智能、大数据等现代信息技术，探索开展学生各年级学习情况全过程纵向评价、德智体美劳全要素横向评价”[47]方向发展。

3.数字技术驱动，教学模式将通过无形的数据要素流动而变得更加具有开放性和动态性

“数据作为新型生产要素，是数字化、网络化、智能化的基础”[48]，我国已经成立了国家数据局，激活数据要素潜能，赋能教育高质量发展已然成为当前最紧迫的任务。怀进鹏部长指出，要“强化数据赋能，提升教书育人效力”[49]。

未来的教学模式将更加关注智能技术应用带来的无形要素——数据，它是以往教学结构中所没有的，数据要素作用的大小是衡量智能教育发展阶段的重要指征，教育实践从“经验主义”走向“数据主义”，“资源赋能、数据赋能、连接赋能、技术赋能”[50]将极大的丰富传统教学模式的内涵。以往可以用简单的教学程序来刻画相对稳定、静态的教学模式，未来由于数据要素的驱动和嵌入，教学模式将更加具有开放性、弹性、动态性和发展性。伴随着学习科学、脑科学、机器学习和神经网络等科学技术的发展，数据驱动的教学模式创新将有无限可能。智能工具支持下的深度学习、微课云课支持下的个性化学习、大数据支持下的教学精准评价与优化、“互联网+”支持下的无边界混合式学习等[51]还只是数据要素价值发挥并作用于教学模式的初级阶段。

“信息技术与教育的深度融合”唯一的衡量标准就是传统的课堂教学结构改变了没有[52]。教学技术会带来教学空间的改变，教学空间的改变又会带来教学行为和教学模式的改变[53]，有学者称之为教学范式3.0阶段[54]，教学要素除了包括教师、学生、内容和媒介外，居于核心的是数据。智能技术的应用以及数据要素的出现增加了教学系统的复杂性、不确定性和开放性。数据、算力和算法是人工智能技术的三大核心要素。对于教育教学过程而言，有了数据，更要有相应的算法，也就是分析框架或模型。分析框架或模型的选择、预设、验证和应用决定了最终教学决策和干预的精准性。从这个层面上来说，教育技术学学科比以往任何时候都更加需要突破学科边界，充分吸纳来自数学、计算机科学、心理学以及智能科学与技术、神经与认知科学等新兴学科与交叉学科的智慧，共同揭示复杂教育系统中数据蕴藏的规律，为师生推荐最佳的教学模式，更好的为教育教学决策提供指引。

参考文献：

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作者简介：

张秀梅：教授，博士，研究方向为教育信息化、远程教育、教师教育。

赵明仁：教授，博士，研究方向为教师教育、课程与教学论。

陆春萍：教授，博士，研究方向为创新创业教育，教育社会学。

Research on Innovation Route of K12 Models of Teaching Empowered by Technology

—Policies， Theories， Achievements， Characters and Trends

Zhang Xiumei1， Zhao Mingren2， Lu Chunping2

（1.School of Information Technology in Education， South China Normal University， Guangzhou 510630， Guangdong； 2.Faculty of Educational， Shenzhen University， Shenzhen 518060， Guangdong）

Abstract： AI， big data， meta universe and other current most representative information technologies are enabling education to change every element of teaching in an all-round way. Technology is one element of the teaching system， which is reflected in resources， environment and tools. The teaching model is the most important and final result of classroom reform in primary and secondary schools. Its creation and development can also follow certain rules in the context of technology application. This paper first sorts out the educational policy requirements and theoretical basis for the construction of teaching models， and then analyzes the literature and practical results of the current teaching model research， and finds out the main characteristics of the technology enabled teaching model， including focusing on the interaction of system elements， and the teaching model structure is more hierarchical and interconnected； Pay attention to the intelligence of the intelligent environment， and the teaching model is more accurate and personalized； Emphasizing the guidance of learning science， teaching model is more innovative and high-level outcome oriented. Finally， three trends are summarized： to face the core quality， by means of deep learning， let the teaching models move towards the intelligent path of artificial intelligence machine learning； The future teaching model will be a paradigm change of the integration of teaching objectives， environment， process， subjects； Driven by data， teaching models will become more open and dynamic with data flowing through its every component.

Keywords： technology-empowered； K12 schools； models of teaching； Artificial Intelligence； route of innovation； paradigm shift

责任编辑：李雅瑄

本文系教育部人文社会科学研究规划基金项目“教育信息化2.0推进中‘三区三州’教师信息技术应用能力提升机制研究”（项目编号：21YJA880085）、国家社科基金教育学一般课题“高水平综合大学非师范生的教师身份认同与专业发展追踪研究”（课题编号：BHA210136）研究成果。

① 赵明仁为本文通讯作者。