智能时代的教育变革:思维型教学理论引领“技术赋能教学”

□胡卫平 徐晶晶 皮忠玲 张 阳

一、引言

高阶思维能力是智能时代教育领域应着重培养的核心素养，也是个体发展的核心竞争力之一。当前，人类社会开始迈入智能化时代，智能技术与教育教学的深度融合创新以势不可挡之势推动着教育改革的浪潮，对创新人才培养也提出了更高要求。技术赋能教学作为推动教学模式创新的新形态被寄予了很高的期待。然而，以技术植入为导向的技术赋能教学在教育实践过程中并没有从根本上提升教学质量、改进教学效果。与传统教学模式相比，在对学习者深度学习和高阶思维能力的培养上并没有发生本质上的改变。思维型教学聚焦核心素养发展，强调在课堂教学中开展积极的思维品质训练。思维型教学引领技术赋能教学既是智能时代教育改革的一种探索实践，也是实现技术赋能教学真实发生的一个突破口。将思维型教学的基本原理与技术赋能课堂紧密结合不仅具有现实上的紧迫性，还具有技术上的可行性。如何充分发挥技术优势，推动现代教学思想与技术赋能课堂进行深度融合，充分发挥技术赋能教学的最大潜能，提升技术赋能教学的实效性，是智能时代教育变革的题中之义。

二、时代需求：技术赋能教学亟需现代教学思想引领

当前，科技发展迭代更新加速，而相较教育教学变革却显滞后，技术赋能课堂教学的效果不甚理想的问题日益凸显，以技术植入为导向的技术赋能教学亟需在新的教学思想引领下变革育人方式，创新育人模式。

（一）以技术植入为导向的技术赋能教学的现实审视

智能技术与教育的深度融合发展是科技革命与教育发展两个重大领域交汇的突破口（黄荣怀，2022），也是当前教育数字化转型期亟需合力攻坚的重要议题。随着线上线下融合教育、虚拟仿真实验教学以及生成式人工智能辅助教学等的创新应用，教学已走向数字化和智能化，技术赋能教学已成为教育研究者与实践者的普遍共识。尽管如此，在技术融入教与学过程中也暴露出了合理性中的不合理因素以及现实中的神秘成分，造就了实践样态中技术赋能教学的虚假和谐（徐晶晶，等，2021）。在实际教育教学实践中，技术实质上并没有带来教学质量和效果的显著提升，且不合理地使用技术甚至会对教学产生负面影响（Merchant，et al.，2014；程薇，等，2015）。虽然我国已经成为全球最活跃的数字社会（中国互联网络信息中心，2023），技术理应成为驱动教育数字化转型过程中引领人类思维方式转变的重要力量，但在技术融入教育的进程中，其效果始终不甚理想，存在高估人工智能即时积极作用与低估长期消极效应的价值认知偏差现象（黄荣怀，2022）。甚至在人工智能与教育融合发展中出现了“机器已学会像人类一样思考，但我们还在教育学生像机器那样学习”的现实悖论，这无疑需要我们对智能时代的育人方式进行深入思考。从“学知识”向“学思维”转型已成为时代发展的必然要求（祝智庭，等，2023）。

智能时代技术在教育领域的创新应用对教学模式变革而言既是机遇也是挑战。党的“二十大”报告提出要着力造就拔尖创新人才。《新一代人工智能发展规划》（国务院，2017）中提出要利用智能技术加快推动人才培养模式、教学方法改革。创新人才培养及智能技术发展使教学目标逐渐转向学习者高阶思维发展（高琳琳，等，2022）。人工智能时代，技术赋能教学所面临的问题更加复杂、任务更加艰巨。如果在技术赋能教学过程中不注重学生高阶思维能力的发展，其教学过程不符合教育教学规律，无异于扼杀学生的智慧。思维活动是课堂教学中师生的核心活动，思维能力是核心素养的重要组成部分（林崇德，等，2010）。教师作为促进学生思维能力提升的关键支撑，如何基于现代教学思想，利用智能技术促进高阶思维发展、培养创新人才，成为比以往任何时代都亟待突破的议题。

（二）以技术植入为导向的技术赋能教学的实践困境

思维作为认知过程的高级阶段，是人脑的信息加工过程，其本质是具有意识的人脑对客观事物的特性、本质、相互关系的间接的、概括的和能动的反映。传统的以技术植入为导向的教学模式往往容易忽视学生积极的思维参与，将教学过程庸俗化到无需智慧努力只需听讲和记忆就能掌握知识的浅层学习（余文森，2018），常常导致学生难以达到对客观事物的本质属性、内部规律、事物间的联系及其相互关系的认识。在教学实践中由于教师缺乏思维引导和探究，导致学习过程常常浮于表面，学生难以从浅层学习向深度学习跨越。具体表现在四个方面：第一，技术赋能的课堂教学缺乏思维引领，学生学习缺乏深度思维，核心素养的发展水平不高，表现为技术丰富课堂环境下学生的低水平思维。第二，课程的综合性和实践性不够，思维能力的培养缺乏系统设计和进阶培养。课程的综合性不仅是培养学生核心素养和创造力的前提，也是课程方案的要求和国际课程改革的趋势。第三，素养评价缺乏体系，学习、思维与创新素养的关注不够，评价结果的应用困难，缺少对学习、思维与创新等核心素养中最核心内容的有效评价。第四，教师发展缺乏系统设计，培训模式缺少能力实训，教师引导“深度思维”的能力有待加强。

本文拟从智能时代技术赋能教学的时代价值出发，基于新课标素养导向的人才培养理念，结合当前教育数字化转型所面临的技术赋能教学的现实困境与挑战，对思维型教学理论引领技术赋能教学的目标指向与核心思想进行具体探析，并提出具体实践路径，力图为技术赋能教学的落地提供实践方向。

三、核心要义：思维型教学理论为何能够引领技术赋能教学

（一）教学思想的历史考察与技术赋能教学认识论的重构

早在春秋战国开始，就有关于学思结合、认知冲突、归纳和演绎、独创性、批评性和深刻性等思维方法、思维过程与思维品质的论述。如《论语·述而》中记载了孔子提出的“不愤不启，不悱不发，举一隅不以三隅反，则不复也”。《礼记·学记》中提出“道而弗牵，强而弗抑，开而弗达”。我国著名教育专家霍懋征在不同时期尝试过不同方法的语文教学，以“启智”为核心教学理念。古希腊苏格拉底的“产婆术”，以认知冲突反映理性思辨和思维能力培养，并作为激发灵感的艺术类比推理过程被推崇至今。教育家杜威提出的“做中学”教学思想，其本质是在“做”中思维，即通过思维提出问题和解决问题，并在“做”中验证效果（王晓东，等，2021）。情景教学理论强调以“情”为纽带，以“思”为核心。这些教学思想和理论均体现了通过启发诱导来培养思维能力的重要认识。

近年来，国务院及相关部门高度重视教学方式的改革创新，先后出台政策文件对人才培养方式进行了明确要求。如《中国教育现代化2035》（国务院，2019a）和《关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见》（国务院，2019b）都明确提出要创新人才培养方式，优化教学方式，推行启发式、探究式、参与式、合作式等教学方式，教师要引导学生主动思考、积极提问、自主探究。教育部《2022年义务教育课程方案》（教育部，2022）提出要引导学生自我监控，形成良好的思维习惯，发挥新技术优势，服务个性化学习。可见，应智能时代教育改革的浪潮，必须基于现代教学思想对技术赋能课堂教学进行重构。大脑认知结构及其功能结构的改变是学习发生的内在特质，学习者行为方式的变化是学习发生的外在表现。学习是大脑神经系统从无序的生理结构向有序的网络功能结构转变的动力（吴祖仁，等，2017），教育神经科学、脑科学和学习科学等学科的发展为客观而准确地揭示技术赋能教学的生理与心理机制、认识动态的脑神经网络结构、分析技术赋能教学的本质提供了理论与技术支撑。传统教学理论在技术赋能课堂的教学实践中缺乏对学习者的思维目的、思维品质、思维过程、思维结果和思维活动中非智力因素的重视，技术赋能教学过程中必须直面教学实践中的真实问题，更应该侧重于认识学习者大脑的认知结构及其神经机制，并在此基础上进行理论创新，促使技术赋能课堂的教学论从传统的经验水平向现代科学水平转型（杨道宇，2016），不断促进学习者基于核心素养的高阶思维能力的发展。

（二）思维型教学理论引领技术赋能教学的目标指向

素养是一个随着技术发展而不断变化的概念（袁磊，等，2023）。21世纪以来，为应对核心素养导向下课程与教学变革的挑战，遴选何种学习方式来培育和发展核心素养已经成为全球范围共同关注的核心议题。联合国教科文组织在2018年发布《全球数字素养框架》报告中，就问题解决能力域专门增加了“计算思维”（Law，et al.，2018）。2016年我国教育部颁布的《中国学生发展核心素养》中尤其强调对思维品质的培养，将理性思维作为培养学生核心素养的18 个要点之一。《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》中也明确将计算思维作为培养和提升中小学生信息科技课程数字素养的重要方面。国内外组织机构对素养的研究，都表明提升学生的思维能力对发展学生核心素养至关重要。

在人工智能时代，高阶思维已经成为教育改革中应该着重培养的核心素养（赵丽红，等，2023）。然而，在思维能力被技术逐步取代的假象遮蔽下，教师在教学过程中习惯于像训练机器一样教育学生，往往忽视了知识获取与高阶思维能力发展的关系，导致智能技术的优势与人的潜能难以优势互补。思维型教学理论认为，不论是学生发展核心素养，还是学科核心素养，其核心都是思维（徐晶晶，等，2021）。在基于素养导向的技术赋能教学中，要重视知识和方法的深度理解与灵活应用、批判性思维与创造性思维能力的培养、合作能力与交流能力的塑造内在学习动机与自主学习能力的发展、核心价值与创新素养的养成。而学生核心素养的形成，仰赖于学习者积极主动的思维来获得。

（三）思维型教学理论引领技术赋能教学的核心思想

教学的核心是思维，学习的关键是思考。思维型教学（Thinking-Based Instruction，TBI）作为一种被广泛认可的智育形式，是教师心智活动在教学过程中的映射（徐晶晶，等，2021）。思维型教学引领技术赋能教学基本路径包括以下五个阶段：

（1）创设情境，激发学习动机。高阶思维的发展以系统的知识结构为基础，而知识建构可以利用智能技术创设接近实际的学习情境来激活其中的认知成分（赵丽红，等，2023），进而为学生提供学习过程所必要的物质条件和思维材料，激发学生的内在学习动机和积极的情绪体验。（2）聚焦问题，引发认知冲突。设置适当的问题情境，根据学生的思维进阶过程设置有价值、有层次的问题链，引发学生产生认知冲突，激发学生的积极思考。（3）自主探究，保持思维主动。围绕学科核心概念组织和引导学生进行自主探究，通过人机交互引发认知冲突，提供合理的学习支架和动机激发，确保学生思维的主动加工。（4）合作交流，引发思维监控。通过组织学生协作知识建构，引发头脑风暴，进而对自己和同伴的思考过程和思维策略进行反思、规范和监控，将学习过程与学习目标进行对比，不断修正思维活动，最终促进知识的内化。（5）现实应用，促进思维迁移。应用迁移作为思维型教学引领技术赋能教学的目的和归宿，发生在课堂教学任务完成的后期，是学生核心素养目标是否得以落实的判断标准。思维迁移是学习者对所学知识进行抽象概括的基础上，在新的情境中对知识、方法与态度的现实运用。

思维型教学引领技术赋能教学符合人工智能时代对创新人才培养的基本要求，其本质特征就是强调学习过程中思维能力的提升（包括思维的深刻性、灵活性、敏捷性、批判性和独创性），以发展学生的学科观念、学科思维、学科能力和态度责任为素养目标，要求在教学过程中做到三适应（即适应知识经验、适应认知水平、适应兴趣特点）和两遵循（即遵循学习规律、遵循学科规律）（胡卫平，2022）。思维型教学既要求符合以核心素养为导向的创新人才的发展，又要符合学习者的个体特征。在教育数字化转型以及培养学生核心素养的双重背景下，如何运用智能技术赋能教学，引导学生积极思考和学会思维，从而促进学生知识获取、思维发展与创新能力的全面提升，这既是学科学习的首要目标，也是当前教育教学变革不可规避的重要议题。

四、路径方法：思维型教学理论何以促进智能时代的教学改革

从原始社会到智能时代，人类教育形态的变迁始终围绕“学什么”“在哪学”“怎么学”三个基本学习问题（黄荣怀，等，2017）。与其相对应的教学内容、教学环境和教学方式亦随着技术的不断更新及其与教育的不断融合而呈现出具有时代特征的特殊形态，此外，从教师的专业能力而言，也需要为不同水平的教师量身定做相应的专业能力培养模式。

（一）思维型教学理论引领技术赋能学科教学内容重构

思维型教学理论提出，教学内容要改变碎片化、割裂式的教学倾向，关注知识间的内在关联，促进知识的结构化，围绕核心概念开展教学（胡卫平，等，2023）。核心概念包括学科核心概念和跨学科核心概念，强调知识的结构化和综合化，是认识学科本质、学习学科方法、发展核心素养的重要载体（施久铭，2022）。学科核心概念是居于某个学科领域中心的基本概念、规律和原理，能够展示学科图景、反映学科思想和学科结构、较为上位的知识，具有应用面广、迁移性强和逐步进阶的特点。跨学科概念是从不同学科领域抽象概括出来的共同的、重要的概念，联系不同学科领域，关联多个学科核心概念。在教学中，要把握核心概念的进阶，围绕学科概念实现由简单到复杂、由单一到综合、由模仿到创造、由具体到抽象的思维进阶训练，分解大观念的思维难度，强化学段教学内容安排的序列化和递进性，体现学业要求和学业质量标准。突出核心概念在真实情境中的应用，加强知识学习与现实生活、社会实践之间的联系，实现学生对核心概念的深度理解、有效建构和灵活应用。

科技创新后备人才的知识特征具有综合性，综合性有利于学生创造力的发展（胡卫平，等，2007）。传统学科教学内容虽然有利于学科知识的系统讲授，但“碎片化”的理论知识体系包含大量非结构化知识，缺乏对学生跨学科领域学习能力的培养，难以激发学生的深层次认知。新课标要求将碎片化的教学内容进行重构，围绕核心概念组织教学内容，促进知识的结构化。分科课程的综合化实施是统筹设计内容主题单元、强化课程内容知识整合的重要途径（杨明全，2022）。在教学实践中，可以利用思维可视化、知识组织与表征等学习技术工具（如思维导图和知识图谱）来表征学科知识所隐含的科学思维，体现学科教学内容包含的核心概念及其概念间的结构关系，帮助学生建立清晰的概念结构体系，形成内容涵盖完整且科学的知识线索。思维导图能够用图文结合的方式将各级主题及其隶属关系进行可视化组织与呈现，是建立学科核心概念、概念结构及其知识联系的有效方法。知识图谱则是一种体量巨大、在知识点之间和知识点与教学资源之间建立连接的语义网络（闫志明，等，2020）。

教师在学科内容规划时应重点考虑两个方面：第一，利用思维导图工具梳理本单元核心概念在不同学段的进阶要求及具体内容。聚焦各学科课程标准规定的课程内容，凝练学科核心概念下位的主要概念，分析主要概念下位的具体概念，通过三级概念的梳理分析和持续建构，构建学科核心概念的进阶学习体系。第二，利用学科知识图谱确定单元学习内容的组织线索。基于课程标准和学科教学规律，聚焦学科核心概念、主要概念和具体概念，分析教材内容的具体内容并厘清内容内在的逻辑关联，构建概念节点及节点之间的关系组成知识库，形成支持学生思维发展的内容结构，为师生提供学科知识点查询、知识关联查询、学科知识自动问答、学科知识资源推荐、个性化学习路径推荐和查询、学习兴趣迁移等支持服务（李艳燕，等，2019）。只有通过结合思维方法与概念认知工具，使学生在每个概念及其本质习得过程中深入体会思维方法与学科方法的作用，学科的核心知识才能被学生掌握，思维教学才能真正得以落实（邢红军，2016）。

（二）思维型教学理论引领技术赋能教师教育智慧学习空间创建

智慧学习空间是一个无缝协同物理空间、信息空间和社会空间，能够自动记录学习过程全数据并进行可视化呈现，精准识别学习行为并动态规划学习路径，按需推送教学资源并进行个性化学习指引，及时提供学习反馈并进行智能决策与评价，为因材施教提供个性化学习支持与服务的虚实共生、开放融合的智慧学习场域。智慧学习空间的智慧性、可视化与虚实共生的特征作为一种理想愿景容易被教育实践者不假思索地过分追捧，这种技术至上的错觉导致很多教师在教学中由于过分依赖技术实现智慧性而忽视了教师本身的主导性，使得教师常常被技术所牵制而造成技术对课堂的压制（杨雄，等，2022）。实际上学习空间从早期的口耳相传到传统教室、多媒体教室、智慧教室，再到智慧学习空间的历史演变，不仅仅取决于技术的迭代升级，还和教育理念的转变紧密相关（洪玲，2023）。早期的行为主义关注学习者的外显行为，认知主义关注学生的信息加工过程，但这些学习理论并没有让传统的以教师为主导的教学模式得到根本改变。建构主义强调学生的学习是一个积极主动的建构过程，强调情境、协作、会话和意义建构，但是在实际教学中学生的学习往往容易偏离教学目标、忽视教师的主导作用和师生之间的情感交互。

随着人工智能、虚拟现实、大数据等新一代智能技术的创新发展及其与教育教学的深度融合，技术作为教学的辅助手段已成为基本共识，从技术的工具属性向人的主体性的实践转向已成为未来教师教育智慧学习空间的发展趋势。思维型教学赋能教师教育智慧学习空间旨在为师生创设良好的教学环境，通过情境创设和问题提出激发学习动机并引起认知冲突，通过自主建构开展主动探究与合作交流，促进学生积极主动思维。

第一，构建趣味性学习空间激发学习动机。如，利用多屏互动展示、智能灯光调节、物联网、增强现实等技术和游戏化学习方式创建具有趣味性的学习空间，方便学习内容呈现，促进情境感知，创设有利于产生持续的学习动机、激发学生积极主动思维的学习环境。第二，构建交互性学习空间形成认知冲突，以其作为学生认知发展和认知结构转变的有效手段。如，利用座位布局和混合式学习构建协作知识建构场景；利用虚拟仿真实验和增强现实技术的高临场感体验形象化多维展示进行人机交互；通过交互式学习空间为学生呈现与其原有知识经验不相符的新现象；通过学习脚手架帮助学生利用原有知识和经验去同化或顺应这些新现象，进而引发认知冲突并激发学生产生强烈的探索欲。第三，构建探索性学习空间促进自主建构。如，利用智能辅助学具帮助学生降低任务难度，维持既定目标，让学生在做中学、学中思，持续进行自主建构；利用智能教育机器人的教学适应性、语音识别和仿生技术，帮助学生通过人机交互进行自主建构；利用互联网提供的丰富信息资源进行充分的知识建构。第四，构建支架性学习空间进行自我监控。究其原因在于在技术赋能教学过程中如果不提供及时的学习支架，学生将很难聚焦学习目标并进行持续性和自主性的认知加工。而通过系统记录不同学生的每一个探究阶段，可方便教师利用反思型支架和监控调节学习支架促进深度学习发生。同时借助眼动与脑电技术测量学习不同阶段的认知水平差异，并提供及时的支架反馈和调节，还可以帮助学生进行自我监控。第五，构建多样性学习空间实现应用迁移。如，利用直播类工具、学情分析工具、自动决策技术、智能测评工具和资源管理工具等为师生创设游戏空间、创意空间、讨论空间、VR 沉浸人机交互空间和学习共享空间，通过教室物理空间、虚拟空间和社会空间创建多样化的教学活动类型，培养学生在真实情境中的探索精神、问题解决能力、创新能力和应用迁移能力。

（三）思维型教学理论引领技术赋能教-学-评一体化

随着21世纪核心素养与学科课程的不断融合，作为课程实施质量和评价导向的指挥棒，技术赋能的学校教育教学评价亟须转型。国务院印发的《深化新时代教育评价改革总体方案》（国务院，2020）明确提出，要改进结果评价，强化过程评价，探索增值评价，健全综合评价，充分利用信息技术，提高教育评价的科学性。《义务教育课程方案和课程标准（2022年版）》（教育部，2022）中高度重视课程与教学评价方式变革，明确提出了教-学-评的一致性。教-学-评一致性实质上是将教学评价嵌套于教学和学习活动中，且教师的教、学生的学、课程与教学评价都围绕课程标准和目标开展，在教学过程中，要求教学目标、学习活动和教学评价一致化（刘志军，等，2022）。传统的应试教育评价偏向注重学生的外显行为，这种评价导向异化现象一方面忽视了学生在知识与技能习得过程中的认知、情感以及思维的动态变化，不利于认知内驱力和自我提高内驱力的培养；另一方面，评价反馈没有在教学过程中对教师的教学起到监控与调节作用，导致教、学、评不能形成一个完整的闭环通路。

思维型教学引领技术赋能教学强调五育并举，其学科核心素养的形成机制强调思维性，教-学-评活动的本质是引导学生习得学科学习的思维过程（余文森，2018），不同素养的提升都需要积极思维的参与。第一，在评级方法上，采集多模态、全景式、多维度、多场域数据表征和分析学生在学习全过程的认知神经机制。在学习者主观问卷量表测量其学习态度、学习动机和认知偏好的基础上，利用眼动追踪（Eye-tracking）、脑电（ERPs/EEG）、基于近红外的超扫描技术（fNIRS Hyperscanning）、功能性核磁共振成像（fMRI）等技术采集反映思维变化指标的过程数据，客观科学地精准识别学生的眼动特征、脑电信号、脑间同步性以及利用磁振造影测量神经元活动所引发的血液动力的改变，对不同学习发生阶段的行为、心理和生理等多模态的全域数据进行智能识别、采集和处理，采用长短期记忆网络（LSTM）、卷积神经网络（CNN）和人工神经网络（ANN）算法，分析多模态数据的内在关联以及积极思维的具体发生阶段，建构多模态融合数据机制模型，利用大数据和学习分析技术形成全面的学习者认知画像数据集，揭示学习者的外显行为与内隐认知特征，为教师改进教学方法和进行教学决策提供学情数据和科学依据。第二，在评价导向上，从探索学生发展结果转向增值性评价促进学生全面个性化发展。传统评价方法通常以阶段性成绩测试来评定学生学业进步情况，缺乏过程型证据和对全体学生发展过程的增值性分析，这不仅窄化了核心素养对人的发展的内在要求，也难以在教学实践层面就学生如何进行自我监控和教师如何触发学生认知和思维发展提供支撑。

通过分析学习者的智力因素和非智力因素，构建以核心素养为导向的覆盖学习者学习全过程、全要素、及时多元的教学评价反馈系统。依据学习者认知画像数据集、自动化测评技术、图像和语音识别等技术实现学习过程数据集的伴随式和自动化采集，并从学习动机、认知冲突、自主建构、自我监控和应用迁移五个方面分析学生的认知结构改变和思维能力提升的“净增值”，为教师教学的智能教学诊断和决策提供依据。

（四）思维型教学理论引领技术赋能教师专业能力的全程培养

教师专业能力包括基本能力、教学能力、教育能力、自我发展能力和教学创新能力，教师专业能力发展是这五种能力层级递进和螺旋上升的过程。在教师专业能力发展的每个阶段，教师都需要接受特定的专业能力培养。我国目前在教师专业能力培养过程中，一是针对不同发展阶段的教师，依然在不同程度上存在专业能力标准单一、缺乏系统规划与层级设计；二是缺少基于现代教学理论指导的、以思维能力发展为导向的进阶式的教师专业能力发展的科学培训模式。这严重制约了教师专业能力的整体提升。有效的教师专业发展应以教师专业学习为中心，注重教师长期主动的思维投入。教师需要通过自主反思和合作交流的形式，在专业学习中积极投入思维活动，将习得的专业能力应用于专业实践，并对专业实践结果进行进一步理论反思。

思维型教学引领技术赋能教学强调教师专业发展注重“思维”品性。一是从专业能力的内涵上，教师的核心专业能力要能够在教学中有效促进学生思维。教师需要掌握有利于促进学生积极思维所必须的一系列教学能力，包括创设教学情境、提出探究问题、设计探究活动、组织合作学习、引导学生反思、促进应用迁移等。二是从专业发展的机制看，可以通过情境与问题、探究与合作、总结与反思、应用与迁移等多种方式，促使教师对已有的教学观念与实践进行积极的思考，最终促进教师专业能力发展与专业实践改善。在教育数字化转型和社会对创新人才培养的新的教育生态中，智能技术为教师专业能力发展提供了全新方法。第一，要开发覆盖教师专业能力全程培养的数字档案系统，基于教师行为、心理和人机交互等多模态数据，利用数字画像对教师专业能力发展进行伴随式数据采集和精准记录分析，构建覆盖不同水平的教师专业能力发展诉求的动态可追溯教师专业能力系统培养体系。包括新任教师的基本能力和基本教学能力发展、骨干教师的学科教学能力和教育能力发展、优秀教师的教学研究能力和创新能力发展、教学困难教师的个别咨询与辅导。第二，汇聚群体智慧，打造线上、线下相融合的教师专业能力发展环境，如协同人类智能和机器智能，利用人机协同、机器学习和文本增强技术探究如何通过有效的课堂提问和学习脚手架，激发学生积极思考，引发学生更高层次的思维活动；如何通过教学反思进行自我监控，进而提升教师教学能力；如何引导学生对学习过程和思维方式进行总结反思；如何构建智慧教学环境来提升教师教学设计能力等，进而协助教师指导教学。

高阶思维能力的提升不仅是智能时代科技创新后备人才培养的核心任务，也是教育数字化转型背景下教育教学改革亟须破解的教育难题。智能时代的教育变革不能仅仅囿于寻找先进技术工具如何为教育所用，更需要关注现代教学思想的引领，并立足我国“教育+互联网”的先发优势，揭示技术赋能教学的复杂规律。