人工智能教学背景下教师角色重塑的路径——以AI教学课件制作为例

彭 静

(福州软件职业技术学院 经济管理系，福州 350008)

随着云计算、核心算法、互联网大数据等关键技术的突破，人工智能(Artificial Intelligence，简称AI)发展进入了新纪元。[1]教育教学领域应顺应时代的发展，努力寻求与人工智能行业的合作。2017年国务院印发《新一代人工智能发展规划》，指出人工智能技术在人才培养模式、教学方法改革、智慧校园建设、智能教育助理运用、智能学习环境建设中发挥核心作用。[2]各级各类教育教学单位主动运用人工智能教学技术，而身处教育教学一线的教师肩负运用、促进、协助开发人工智能教学技术的重任。特别是在疫情防控期间，在线教育暴露出一些问题，例如教师被迫变成全能型，从课程设计到内容录制、网络直播、后期辅导等都需要一个人完成，不仅工作量大，而且做的不一定好。在第四届世界智能大会“新基建新教育新经济高峰论坛”上，与会专家提出“人机结合成为新的教师教学方式，教师与人工智能结合，可以真正实现优势互补，大幅度提高教师的工作效率”。因此，教师应该积极转变思维，努力成为人工智能教学的推动者、促进者。但是，面对新技术，有的老师不适应变革，依然维持传统教学模式。本研究尝试从人工智能教学的特点出发，分析新时代的教师需要具备的素质和能力，提出人工智能教学背景下教师角色重塑的路径，并以AI教学课件开发为例，帮助老师们转变思维，革新自我，加入人工智能教学大潮。

一、人工智能教学

人工智能教学是指教师运用人工智能技术进行教学设计、推送教学资源、开展精准化教学，从而帮助学生提升学习效果的活动。[3]人工智能教学主要有以下特点：第一，学习环境智能化，AI技术大量运用于教学实践，例如机器人教学助理。第二，教学要素在传统的教师、学生、学习内容之外添加了AI技术、AI教师以及AI同学。这六大要素的组合将对教学组织、教学模式、以及学习方式产生深刻变化。例如，教学组织将由传统的以班级为单位的组织形式变为更加自由、灵活、机动的动态学习形式。第三，教学评价从传统的以知识为主的评价变为强调知识评价、素养评价、能力评价相结合的评价方式，并且更注重过程性评价。第四，学校本身也面临很大挑战，学校从传统的固定场所、相对封闭状态走向传播知识、培养技能的一定程度上的无边界状态。[4]

二、人工智能教学背景下教师角色定位

教学是一项重要的人类活动，它承载着传承人类文明、创造知识、培养人才的功能，而技术是作为教学的辅具工具存在。虽然AI技术会给教学活动带来剧烈变化，但是教学的本质不会变，教育的立德树人的根本目标不会变。AI技术的运用可以有效提升教学效率，它所建造的巨量知识库、方便快捷的搜索引擎，为学生提供了海量的、个性化的知识储备。对教师而言，它能够帮助教师因材施教，根据学生学情进行自动化命题、批阅和评价。[5]教师可以从繁琐的教学资料收集、学情记录、知识测评等工作中解脱出来，重点关注学生的品格塑造、人际关系、道德修养、情绪情感、创新创造能力、高阶思维能力、协作能力等培养工作。[5]事实上，人工智能教学对老师提出了更高的要求，教师必须持续地学习新的知识与技能，努力培养自身的人工智能教学素养。不仅如此，教师还需要不断历练自己的道德情怀，培养审美情趣，学会与学生进行情感的交流与互动，成为学生精神发展和人格塑造的引路人。具体来讲，教师需要从以下三个方面重新定位。

(一)教学合作者

人工智能时代的教师应该是学生思想品格的引路人，学生共同学习的伙伴、学习服务的提供者、教学领域的专业技术人员、以及人工智能教学的评价者。因此，教师需要树立合作意识，以合作者的姿态进入人工智能教学价值链，成为善沟通、懂合作的优秀合作伙伴[6]，并与人工智能教学价值链的相关利益者形成协同共创统一体。

(二)掌握人工智能技术的“人类灵魂工程师”

新时代的学生都是互联网原住民，他们很容易掌握信息技术，能够快速获取知识和信息，不再需要老师提供纯粹的知识。因此，教师的价值更多体现在引导学生形成精神品质以及启发他们的创造性思维。教师需要变革的勇气，在持续提升自己的专业技术水平的基础上，融入人工智能教学环境，凭借自身的魅力在潜移默化中影响学生的“灵魂”。

(三)人工智能教学技术的促进者

教师作为人工智能教学技术的运用者应该积极、主动与技术人员合作，形成由教师、学生提出需求，教师和技术人员共同完成制作的教学资源开发流程，从而有效提升人工智能的应用效果。

三、人工智能教学背景下教师角色重塑路径

人工智能时代，虽然教师角色面临巨大挑战，但是教育领域更注重人与人之间“心灵”的互动，因此人工智能技术不可能替代教师。但是，教师必须顺应教学环境的变化，主动转变思维方式，并通过努力实现角色转变，如图1所示。

图1 教师角色转变路径

(一)提升教师运用AI技术实施教学的能力

教师运用AI技术实施教学的能力具体包括四种能力。第一，人工智能教学资源的利用能力。包括知晓并熟悉人工智能教育应用的典型场景，例如智能教育环境、虚拟机器人助教等；熟练使用智能教学系统、自适应学习系统、智能虚拟助手、智能批阅系统等人工智能工具辅助教学；能够熟练运用大数据、物联网等技术获得所需的教育资源及数据，运用多元方式评价学生；能够参与人工智能教学资源的开发与制作。第二，融合交互能力。教师需要充分运用人工智能的交互功能，成为人机协作中的教育管理者，通过创设、组织和实施教学活动，为学生提供高质量的教育和有效支持。第三，定制化教学能力。人工智能教学背景下，学生学习的个体需求更为强烈，教师的单一专业技能已经不能满足学生对多样化知识与技能的渴求。因此，教师需要采用AI技术为学生开展定制化教学。例如，根据学生的学习情况，运用人工智能群体化辅助教学功能，由教学支撑团队制定针对该生的教学方案，并开展教学实施和管理。在这个教学支撑团队中既有专注于某一教学模块内容设计和课程建设的专家，又有设计动手实践的实训教师，还有心理辅导教师。

(二)与技术人员合作创新

教师在教学领域较擅长，但是对人工智能教学技术却是个初学者。教师应该主动寻求人工智能技术人员的支持，加强合作，从教学大数据分析、虚拟教学手段的开发、个性化推荐功能的完善以及融合教学技术的运用等方面，提出教学需求，并配合技术人员完成教学资源开发，从而提升人工智能的应用效果。

(三)学校支持

学校转变角色，将自身定位于推动人工智能教学的服务者，帮助教师实现转型。教师个人的力量相对渺小，即缺乏学习新知识新技术的渠道，也缺少技术运用、教学手段提升的资金。他们迫切需要学校的理解、鼓励和支持。学校在人工智能教学价值链中承担服务功能，是推动教师角色变革与重塑的推动力量。学校应该积极创造人工智能教学环境，积极与教师沟通和合作，从支持教师培训、完善教学管理、提供人工智能教学资源、提升校园智慧服务等方面帮助老师们更好地融入人工智能教学。

四、教师如何参与AI课件开发

(一)AI课件的特点

AI课件是指针对自主学习领域研发的可互动AI教学资源，它以名师课程(课程实录)为基础，通过AI老师在3D(三维立体图形)场景内的重新演绎，并结合丰富的教学内容表现形式，将传统的课程实录转变成更生动、观看性更好的AI课件。从以上定义可以看出，AI课件并没有改变课程本身的授课内容和授课过程，只是改变了教学的表现形式，增强了教学内容呈现的生动性和可视性。它不仅能丰富学习体验，让学生随时学习、轻松学习，而且还能打造教学练测评的完整教学闭环。总的来看，与传统的课堂教学相比，AI课件的先进之处主要体现在以下五个方面。第一，AI课件中的教师千变万化。它能按照不同国家文化、不同教育领域、不同学生群体喜好量身定做教师形象。具体表现为：(1)可以定制化3D老师形象，即可以是真人教师的卡通3D形象，也可以选取深受学生喜爱的动漫形象。(2)可以将老师的表现能力最大化，例如增加百般变化的肢体与面部语言，让虚拟老师形神兼备，增强课堂感染力。(3)可以展现虚拟教师独特的性格魅力，既能和蔼可亲也能元气满满，随时捕捉到老师的可爱之处。第二，多变的互动模式。AI课件加入互动问答、游戏化题型、可体验的互动教学，从而还原课堂互动，提升“课堂感”。具体表现为：(1)通过互动问题、互动操作，让学生参与到课堂讲解中来，达到促使学生认真听讲的目的。(2)学生可以参与到随堂练习中，真正起到及时测评反馈的效果。(3)提供体验式学习，让学生的学习更有趣、更有效，如表1的AI课件互动设计所示。第三，栩栩如生的3D教室场景。3D技术和AI技术的结合突破传统的环境限制，打造出多样化的3D场景，从而营造出更为有趣的授课环境，让学生身临其境。第四，直观易懂的板书。运用趣味动画实拍视频、手写板书、学科工具、3D实验等手段呈现知识点，从而辅助学生理解学习内容，提高接收知识的效率。第五，趣味十足的视听体验。运用电影级的运镜手段、配合恰到好处的音效与背景让每一段课程都绘声绘色，增强整体代入感，从而提高学生的学习注意力。

表1 AI课件互动设计

总体来看，AI课件的使用和推广不仅可以满足学生、家长对优质教育资源的需求，而且在一定程度上缓解教师数量不足、缩小地区间教学质量差异、统一教学标准、突破固有的教学模式、提升教学水平。因此，教师有责任和义务参与到AI课件的制作过程中，不仅要在课程设计、内容优化方面发挥主导作用，而且要积极参与生产制作，以期打造最优质的AI教学资源。

(二)教师在AI课件制作中的角色塑造

如前文所述，学校在人工智能教学价值链中承担服务功能，是推动教师角色变革与重塑的推动力量。学校不仅需要营造人工智能教学环境，而且需要完善相关奖励配套制度，提供人工智能教学技术培训，鼓励教师积极参与教学改革。为此，福州某高职院校依托业界知名的互联网公司，致力于促进优质数字教育资源共建共享，并结合新冠肺炎疫情影响下线上线下教学融合发展的新趋势，鼓励教师和AI技术人员共同开发高职AI教学资源，从而构建师资团队“人人皆学、处处能学、时时可学”的学习型新生态。例如，学院统一部署AI课件课程资源建设工作，为教师提供AI课件制作技术、流程和规范的专项培训，并提供教学、技术等配套资源，协助老师们完成工作，图2为AI课件的开发流程。

图2 AI课件开发流程

如图2所示，AI课件的起始点是课程教学设计，优秀的教学设计和教学方法也决定了AI课件的基础质量，因此教师在AI课件开发过程中，居于领导者、中介者以及评估者的角色。它需要教师深入分析岗位群典型工作任务要求，并结合最新职业教育教学理念进行课程设计。具体来看，AI课程设计必须满足以下要求。第一，课程设计必须将传授基础知识与培养专业能力结合起来。第二，课程设计不仅要能强化学生职业素养养成和专业技术积累，还要体现专业精神、职业精神和工匠精神的融入。第三，课程设计必须体现创新创业教育思维，培养学生创意、创新、创造、创业能力。第四，课程设计必须符合职业技能等级考试要求，能够满足“1+X”认证课程建设等要求。因此，从教学设计来看，人工智能教学实施并没有改变“传承文明、传递知识和技能、创造知识、培养人才”的教育本质，教师依然肩负着“人类灵魂工程师”的重任，教师的每一个教学设计、每一次教学活动都承载着促进学生的品格塑造、道德修养、创新创造能力、协作能力等方面的成长。我们以高职《市场营销》课程的“寻找客户”教学情景为例，探讨教师如何参与AI教学资源的开发。

首先，教师需要确定课程总体设计思路。通常来看，任课教师采用“为什么、是什么、怎么做”的设计逻辑，即先分享实际市场营销工作中出现的问题，引发学生兴趣，并提出“为什么”，再衔接问题实质，即“是什么”，最后指出“如何解决”。

然后，教师需要根据岗位群典型工作任务梳理教学场景，重点从以下四个方面入手。第一，分析市场营销岗位的工作场景，以场景化为设计原则选取教学内容，且场景能够引起师生共鸣；第二，场景讲解设计为教师与学生互动的模式，以满足“课堂”的授课感；第三，场景讲解后匹配案例等教学资源，让知识和技能理解更轻松并能加深记忆；第四，场景展示部分结合教学PPT以及线上教学资源进行调整填充。

最后，教师需要参与到AI课件的制作，具体包含以下三个流程。第一，教师需要设计每一个教学场景的学习目标、课程结构、讲解内容及教学活动。第二，教师需要按照AI课件自动化生产的标准提供结构化脚本，包括选择教学事件类型、设定环境参数、分配角色、撰写配音稿、设计动效，以及提供板书素材等。第三，配合技术人员完成后期制作。我们以“寻找客户”的工作场景为例，详细分析AI课件教学设计，如表2所示。

表2 “寻找客户”AI教学场景设计

从表2可以看出，AI课件制作需要教师提供完善的“教、学、练、测”教学资源，并将这些资源以结构化脚本的方式进行编排，即将脚本内容输入标准化模板，以便计算机程序自动读取。除此以外，教师还需要精心挑选或设计板书素材，学习教学事件拆解技术、学会运用Unity合成等专业技术。在此过程中，教师必须保持与人工智能技术人员的密切沟通和通力协作，才能不断完善课程设计，丰富课程资源，从而提升AI课件的制作水平。我们以教学事件拆解技术为例来说明AI课件制作的精细化要求，同时也反映出精良的AI课件制作需要老师们付出巨大的努力。事件拆解技术是AI课件制作的基本技术，它将一堂完整的教学课堂以教学事件为单位，拆解成一种最小颗粒状态，也称为MINI颗粒拆解。教学事件主要包括教师行为和学生行为。具体而言，教师行为包括陈述、提问、邀请、指读、鼓励等，学生行为包括举手、起立、回答、回座、上台、自习、默读、书写等。仅仅是“老师提问、学生作答”这一最常见的教学事件就需要将教师行为拆解成提问、邀请等具体动作，将学生行为拆解成“举手”“手放下”“起立”“回答”“回座”等具体动作，以达到计算机自动识别教学事件类型的目的，从而自动匹配相应的3D动画，最终呈现出完整的教学事件画面，如表3所示。进一步解释，如果学生起立并回答问题后没有设置“回座”这一教学事件，那么该学生就将一直以站立的方式出现在屏幕里，而不会回座。因此，每一次学生回答完毕，都需要设计“回座”的教学事件。由此来看，制作AI课件耗时耗力，老师们需要接受专业的培训和反复实操才能掌握制作技术，不仅如此，它还需要老师的热情和耐心，才能保证AI课件的高质量。

表3 教学事件拆解示例

诚然，老师们在刚接触AI课件制作时会觉得陌生，不免有些紧张，甚至产生抵触情绪。这时候，学校的强有力支持会打消老师们的疑虑，并增强老师们挑战新知识、新技能的信心。学校不仅为老师们提供了丰富的培训课程，而且建立了技术支持团队，搭建起AI教学资源创造平台。技术团队与老师们深入沟通，不断摸索，通过模板化、标准化、自动化生产工具逐渐实现套路模板库的生产，以方便老师们根据课程特点自由选择、自主搭配，最终将结构化脚本设计输入电脑进行Unity合成，并输出AI课件。总之，经过学校、老师、技术团队的密切合作，整个AI课件生产环节逐渐实现了全面自动化，不仅有效提升了制作AI课件的效率，而且帮助老师们提升信息化教学水平，引领老师们走进AI教学新时代。

人工智能时代，教师职业面临着新的挑战。教师必须响应时代的召唤，找准定位，主动转型，努力将自己打造为不仅能够掌握人工智能技术、具备人工智能素养，而且能够深入学生“心灵”、师德高尚的新时代“人类灵魂工程师”。为此，本研究提出教师角色重塑的三条路径，即教师能力提升、技术人员合作创新以及学校支持。另外，本研究以AI教学资源开发为例，展示了教师如何运用人工智能技术进行教学模式创新。总的来看，教师与学校、人工智能技术人员通力合作，共同探索新知识新技术并不断扩展知识边界，产出人工智能教学成果，不仅有效提升了教学效率和效果，而且也让教师切切实实地走近AI教学环境，实现教师角色的重塑目标。