人工智能+教育 | 用“連續(xù)追問”打造人機(jī)協(xié)同學(xué)習(xí)新模式

教育部等五部門近日印發(fā)， 明確提出推動(dòng)人工智能人才培養(yǎng)與素養(yǎng)提升、促進(jìn)人工智能與教育深度廣泛融合、建強(qiáng)“人工智能+教育”基礎(chǔ)環(huán)境、優(yōu)化“人工智能+教育”發(fā)展生態(tài)等四大重點(diǎn)任務(wù)。

基于此，《中國(guó)信息技術(shù)教育 》 雜志推出“人工智能+教育”專題系列，旨在系統(tǒng)追蹤政策落地動(dòng)態(tài)，深度呈現(xiàn)一線創(chuàng)新實(shí)踐，凝練可復(fù)制、可推廣的經(jīng)驗(yàn)范式。

基于生成式人工智能連續(xù)追問的人機(jī)協(xié)同學(xué)習(xí)模式構(gòu)建與實(shí)踐研究

郭佳 成紅 四川省成都市七中育才學(xué)校

敬曉倩 四川省成都市第七中學(xué)初中學(xué)校

在數(shù)字化時(shí)代，信息科技教育日益受到重視，但在實(shí)際教學(xué)中仍面臨學(xué)生主體性不足、資源適配困難及教師能力滯后等核心困境。生成式人工智能技術(shù)的出現(xiàn)為破解這些難題提供了創(chuàng)新路徑：通過構(gòu)建“師—生—機(jī)”協(xié)同學(xué)習(xí)模式，以三種支架形態(tài)（一對(duì)一支架、基于計(jì)算機(jī)的支架、同伴支架）動(dòng)態(tài)支持教學(xué)，既能實(shí)時(shí)生成適配多版本教材的個(gè)性化資源，又能通過連續(xù)追問機(jī)制引導(dǎo)學(xué)生開展深度探究。本文基于阿澤維多（Azevedo）和林恩（Linn）提出的支架設(shè)計(jì)相關(guān)理論，結(jié)合信息科技課程現(xiàn)狀與生成式人工智能的技術(shù)特點(diǎn)，構(gòu)建了適用于初中階段信息科技課程的人機(jī)協(xié)同學(xué)習(xí)模式，并以《綜合所學(xué)建網(wǎng)絡(luò)》一課為例闡述其具體的應(yīng)用過程，同時(shí)通過綜合評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)驗(yàn)證該模式的有效性。

信息科技課程現(xiàn)狀與突圍策略之局限

1.學(xué)生主體性低，缺少個(gè)性化教學(xué)

在新課改背景下，教學(xué)活動(dòng)強(qiáng)調(diào)應(yīng)發(fā)揮學(xué)生的主體性，教師應(yīng)關(guān)注個(gè)體差異以滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需要。學(xué)者朱莎、孔旭梅等人指出：“盡管教師嘗試推動(dòng)教學(xué)方式創(chuàng)新并加強(qiáng)學(xué)生的操作能力，但學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性和積極性仍有待提升，自主學(xué)習(xí)和互動(dòng)交流存在不足。”另外，由于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)不一致，在確定學(xué)習(xí)目標(biāo)的情況下，學(xué)生的學(xué)習(xí)路徑和學(xué)習(xí)策略各不相同，導(dǎo)致個(gè)性化學(xué)習(xí)需求顯著增加。而常態(tài)課堂往往以教師演示、學(xué)生模仿為主，難以有效滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

2.教材迭代速度快，資源分散且適配困難

各地教材版本不統(tǒng)一，教材內(nèi)容的快速迭代降低了資源的響應(yīng)度，教師需花費(fèi)大量時(shí)間尋找或自制資源，進(jìn)而影響教學(xué)效率。在近幾年的全國(guó)性信息科技課程展示比賽中，教師自制教具或交互式課件/資源呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，這從從側(cè)面揭示了現(xiàn)有教材配套資源庫(kù)更新滯后、與課標(biāo)匹配度不足的問題。

3.學(xué)科規(guī)模限制，市場(chǎng)難以形成產(chǎn)品迭代優(yōu)化

教育部《初中階段教育專任教師分課程、分學(xué)歷情況》統(tǒng)計(jì)顯示，2024年全國(guó)初中階段教育專任教師總計(jì)4083058人，其中信息科技教師98959人，占比約為2.42%。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，其顯著的小眾化特征導(dǎo)致該領(lǐng)域面臨嚴(yán)峻的市場(chǎng)失靈問題。具體表現(xiàn)為：市場(chǎng)供給意愿嚴(yán)重不足，商業(yè)實(shí)體缺乏動(dòng)力投入資源開發(fā)；即便有產(chǎn)品問世，也因用戶基數(shù)過小、預(yù)期利潤(rùn)微薄而難以形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。更重要的是，用戶反饋的稀缺性嚴(yán)重阻礙了“用戶反饋—產(chǎn)品迭代”這一關(guān)鍵閉環(huán)的形成，致使產(chǎn)品難以持續(xù)優(yōu)化升級(jí)，最終陷入市場(chǎng)活力匱乏與產(chǎn)品發(fā)展停滯的惡性循環(huán)。

4.教學(xué)深度缺失，教師能力滯后與研修轉(zhuǎn)化困難交織

面對(duì)不斷迭代更新的先進(jìn)技術(shù)、教學(xué)理念和教材內(nèi)容，教師在課程設(shè)計(jì)、分層教學(xué)、活動(dòng)設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)時(shí)可能出現(xiàn)能力不足的情況。教師不僅需要學(xué)習(xí)、運(yùn)用新課標(biāo)理念，還需掌握新教材內(nèi)容，這種雙線并行的教學(xué)更迭會(huì)造成教學(xué)的深度不足，如課堂僅完成基礎(chǔ)的知識(shí)講解和軟件操作，缺乏對(duì)相應(yīng)知識(shí)的擴(kuò)展，計(jì)算思維的培養(yǎng)相對(duì)薄弱。此外，傳統(tǒng)教師研修模式難以快速提升教師對(duì)新內(nèi)容的理解和教學(xué)能力，研修成效的顯度與理念重構(gòu)的深度也存在顯著的個(gè)體化差異。

生成式人工智能應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

近年來，生成式人工智能(Generative Artificial Intelligence，GAI）的興起為解決信息科技課程的教學(xué)困境提供了新的可能。生成式人工智能憑借其智能化、個(gè)性化特征，能夠在資源生成、學(xué)情分析、教學(xué)輔助等方面，以支架的形態(tài)介入課堂，為信息科技課程注入新動(dòng)能。《教育傳播與技術(shù)研究手冊(cè)(第四版)》將教學(xué)支架形態(tài)劃分為一對(duì)一支架、基于計(jì)算機(jī)的支架、同伴支架。

1.一對(duì)一支架：個(gè)性化學(xué)習(xí)支持

生成式人工智能可以根據(jù)每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度、認(rèn)知特點(diǎn)構(gòu)建一對(duì)一學(xué)習(xí)支架，生成適配個(gè)體最近發(fā)展區(qū)的學(xué)習(xí)路徑與資源。同時(shí)，教師得以從高頻次基礎(chǔ)性問題的響應(yīng)中解放，轉(zhuǎn)而聚焦學(xué)習(xí)狀態(tài)的深度診斷與高階認(rèn)知干預(yù)，依托生成式人工智能動(dòng)態(tài)生成的個(gè)性化支架數(shù)據(jù)，實(shí)施精準(zhǔn)化教學(xué)決策。

2.基于計(jì)算機(jī)的支架：教學(xué)資源的高效生成與動(dòng)態(tài)更新

基于計(jì)算機(jī)的支架是生成式人工智能最初始、最本質(zhì)的支架形態(tài)。生成式人工智能基于對(duì)海量數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，可以快速生成多模態(tài)教學(xué)資源，且能跟隨大模型版本的升級(jí)與聯(lián)網(wǎng)功能不斷更新內(nèi)容，解決傳統(tǒng)信息科技課程中案例陳舊、素材不足的問題，實(shí)現(xiàn)教材內(nèi)容、教學(xué)資源的并行更迭。

3.同伴支架：互動(dòng)式探究與高階思維培養(yǎng)

在“師—生—機(jī)”的協(xié)同模式下，生成式人工智能作為智能學(xué)伴，通過連續(xù)追問引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度探究，并根據(jù)學(xué)生回答動(dòng)態(tài)調(diào)整問題難度和引導(dǎo)方向，為其提供適切的學(xué)習(xí)支持。這種同伴支架既保留了生生互動(dòng)，又通過增強(qiáng)探究的深度和廣度，有效促進(jìn)了高階思維的培養(yǎng)。

生成式人工智能賦能信息科技課堂人機(jī)協(xié)同學(xué)習(xí)實(shí)施路徑

1.人機(jī)協(xié)同學(xué)習(xí)中的四階遞進(jìn)式知識(shí)建構(gòu)

第一步，在人機(jī)協(xié)同的學(xué)習(xí)模式下，學(xué)生要達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)，可以使用教師搭建的會(huì)話框架與生成式人工智能交互提問，不斷明晰自身認(rèn)知水平，調(diào)整學(xué)習(xí)節(jié)奏。

第二步，學(xué)生在接近或達(dá)成目標(biāo)后，通過制作思維導(dǎo)圖、知識(shí)圖譜等方式回溯學(xué)習(xí)路徑，梳理知識(shí)間的聯(lián)系與支撐關(guān)系，從而推動(dòng)其從表層認(rèn)知深化至內(nèi)在分析，逐步構(gòu)建知識(shí)結(jié)構(gòu)。

第三步，在完成上述學(xué)習(xí)活動(dòng)后，學(xué)生可在線下與其他學(xué)生進(jìn)行交流討論。

第四步，學(xué)生脫離生成式人工智能的輔助，此時(shí)將拆除支架，通過結(jié)構(gòu)化任務(wù)驗(yàn)證學(xué)科知識(shí)內(nèi)化水平，依托問題解決發(fā)展高階認(rèn)知技能，并引導(dǎo)學(xué)生對(duì)人工智能生成內(nèi)容進(jìn)行批判性使用與二次驗(yàn)證，最終形成人機(jī)協(xié)同環(huán)境下的批判性知識(shí)建構(gòu)能力（如圖1）。

圖1

學(xué)生在對(duì)問題解構(gòu)后，結(jié)合教師提供的會(huì)話框架，與生成式人工智能進(jìn)行“蘇格拉底式追問”。①逐層遞進(jìn)：每個(gè)問題需基于前一個(gè)回答的關(guān)鍵詞或矛盾點(diǎn)展開；②把生成式人工智能提供的答案追問到能看懂為止；③批判驗(yàn)證：對(duì)生成式人工智能的回答提出質(zhì)疑，并通過二次追問或交叉驗(yàn)證確認(rèn)答案的可靠性。其中，具體的會(huì)話架構(gòu)是認(rèn)知發(fā)展與哲學(xué)結(jié)構(gòu)的適配。阿澤維多（Azevedo）和林恩（Linn）強(qiáng)調(diào)聚焦知識(shí)意義建構(gòu)的支架設(shè)計(jì)，代表支架工具有概念圖譜、解釋性提示。

在本學(xué)習(xí)模式中，學(xué)生的思維導(dǎo)圖、知識(shí)圖譜是概念圖譜的映射，學(xué)生會(huì)話框架則是對(duì)解釋性提示的回應(yīng)，是從具體經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，到引導(dǎo)探究，最后走向抽象整合，以此實(shí)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)化。會(huì)話框架可以從是什么、為什么、怎么辦、應(yīng)如何四個(gè)維度展開，具體如下表所示。

2.實(shí)踐應(yīng)用

下面，筆者以《義務(wù)教育信息科技教學(xué)指南 互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與創(chuàng)新》第十課《綜合所學(xué)建網(wǎng)絡(luò)》為例，闡述本學(xué)習(xí)模式的具體應(yīng)用過程（如圖2）。從教師端來說，教師要為學(xué)生確定學(xué)習(xí)目標(biāo)、設(shè)置課程核心問題、建立追問意識(shí)以及會(huì)話框架。從學(xué)生端來說，學(xué)生要拆解教師提供的核心問題，形成解決問題的問題鏈/任務(wù)鏈。利用教師提供的會(huì)話框架，逐步解決前序問題與任務(wù)，最后結(jié)合思維導(dǎo)圖或知識(shí)圖譜解決核心問題，在與同伴交流討論后實(shí)現(xiàn)書面的思維可視化或工程實(shí)現(xiàn)。

圖2

（1）基于目標(biāo)分解核心問題，進(jìn)行人機(jī)對(duì)話

在本課中，學(xué)習(xí)目標(biāo)是搭建小型局域網(wǎng)并驗(yàn)證其連通性，核心任務(wù)是明確局域網(wǎng)中的硬件設(shè)備與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。教師提供給學(xué)生的核心問題是“如何組建一個(gè)校園直播網(wǎng)絡(luò)，以供校園運(yùn)動(dòng)會(huì)轉(zhuǎn)播？”，學(xué)生對(duì)核心問題進(jìn)行拆解，拆解出的子問題是：①組建直播網(wǎng)絡(luò)要實(shí)現(xiàn)怎樣的效果？需要哪些硬件？②如何連接設(shè)備組建網(wǎng)絡(luò)？③如何設(shè)置相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)？每位學(xué)生拆解的子問題不必完全相同，只要是基于核心問題的拆解即可。當(dāng)學(xué)生無法獨(dú)立自主完成該過程時(shí)，教師進(jìn)行實(shí)時(shí)引導(dǎo)。

（2）結(jié)合會(huì)話框架解決子問題，形成知識(shí)建模

學(xué)生結(jié)合本課內(nèi)容進(jìn)行提問，可能的提問路徑包括：什么是校園直播（本體論）；校園直播為什么需要這些設(shè)備，各個(gè)設(shè)備的作用是什么（認(rèn)識(shí)論）；各個(gè)設(shè)備之間如何連接構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)直播系統(tǒng)（方法論）；直播網(wǎng)絡(luò)的魯棒性與信息網(wǎng)絡(luò)安全隱患防護(hù)（價(jià)值論）。結(jié)合個(gè)人對(duì)話日志中問題鏈條的長(zhǎng)度與邏輯連貫性，可以總結(jié)追問過程中的關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)與迭代邏輯，形成結(jié)構(gòu)化結(jié)論。

（3）成果展示，構(gòu)建差異化、多元化認(rèn)知

在完成人機(jī)混合式學(xué)習(xí)后，學(xué)生需要撤除生成式人工智能支架，進(jìn)行成果展示與交流，包括自主構(gòu)建知識(shí)圖譜和知識(shí)體系，以及核心問題的解決方案。不同學(xué)生的直播方案不同，如有的學(xué)生使用網(wǎng)絡(luò)攝像頭進(jìn)行直播，網(wǎng)絡(luò)攝像頭需使用固定的IP地址，其問題鏈中涉及靜態(tài)與動(dòng)態(tài)IP地址相關(guān)知識(shí)；有的學(xué)生使用導(dǎo)播臺(tái)或者圖傳系統(tǒng)，則會(huì)探究?jī)?nèi)網(wǎng)傳輸與局域網(wǎng)下的設(shè)備IP沖突問題。

（4）遷移應(yīng)用，問題解決

為防止認(rèn)知外包，教師根據(jù)核心任務(wù)設(shè)計(jì)類似問題，以驗(yàn)證學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力。例如，本課的驗(yàn)證性問題為：“為一個(gè)家庭的智能家居、打印機(jī)等設(shè)備配置網(wǎng)絡(luò)。”這當(dāng)中既涉及IP數(shù)量問題的考量，也暗含打印機(jī)需要固定IP地址的需求，能對(duì)前序?qū)W生的學(xué)習(xí)內(nèi)容做到很好的覆蓋。

基于數(shù)據(jù)分析的評(píng)價(jià)

在持續(xù)使用上述教學(xué)模式后，教師既對(duì)學(xué)生單節(jié)課或單個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行了基于素養(yǎng)的過程性評(píng)價(jià)，又開展了基于傳統(tǒng)測(cè)驗(yàn)的書面總結(jié)性評(píng)價(jià)。本研究的實(shí)驗(yàn)范圍共有教學(xué)班級(jí)16個(gè)，其中有4個(gè)班級(jí)運(yùn)用上述教學(xué)模式，以確保對(duì)照實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性。除了依據(jù)期末測(cè)試的分?jǐn)?shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，還對(duì)書面測(cè)評(píng)內(nèi)容做了效度分析。將本次數(shù)據(jù)導(dǎo)入相關(guān)數(shù)據(jù)分析軟件，本次試卷題目包括25個(gè)獨(dú)立得分點(diǎn)（題目1至題目12，以及題目13-1至題目15-5的子部分）。在考慮題目相關(guān)性后，調(diào)整公式應(yīng)用，最終基于數(shù)據(jù)得到Cronbach's Alpha=0.86，表明試卷的信度良好。試卷的內(nèi)部一致性較高，題目之間能穩(wěn)定地測(cè)量學(xué)生的知識(shí)水平，整體可靠性可以接受。同時(shí)，使用該模式教學(xué)的班級(jí)平均分在本次測(cè)評(píng)中的年級(jí)排名依次為第一名、第二名、第五名、第七名，排名均高于同層次班級(jí)。從試卷效度與綜合成績(jī)排名等多個(gè)方面來看，本模式具有較好的應(yīng)用效果。

結(jié)語

本研究通過分析信息科技課程教學(xué)現(xiàn)狀，引入生成式人工智能作為教學(xué)支架，為信息科技課程面臨的困境提供了系統(tǒng)性解決方案。在教學(xué)資源層面，依托其海量語料庫(kù)與跨模態(tài)處理能力，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)資源的實(shí)時(shí)生成與動(dòng)態(tài)更新，顯著降低了優(yōu)質(zhì)資源的獲取成本；在學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)型上，通過交互式對(duì)話與智能任務(wù)設(shè)計(jì)，有效激發(fā)學(xué)生從被動(dòng)接受轉(zhuǎn)向主動(dòng)探究，使信息化設(shè)備真正成為認(rèn)知工具；在課堂文化重構(gòu)方面，其個(gè)性化適配機(jī)制成功化解了規(guī)模化教學(xué)與因材施教的固有矛盾。

更為關(guān)鍵的是，該技術(shù)促成了教學(xué)范式的雙重變革：教師角色從知識(shí)傳授者演變?yōu)椤白穯柺痉墩摺迸c“策略指導(dǎo)者”；學(xué)生學(xué)習(xí)則實(shí)現(xiàn)從線性認(rèn)知到知識(shí)建構(gòu)、人機(jī)協(xié)同，學(xué)生在要素提取、模式識(shí)別、知識(shí)圖譜生成、問題解決中實(shí)現(xiàn)計(jì)算思維的培養(yǎng)，在與生成式人工智能的交互中獲取信息、管理信息，經(jīng)歷信息甄別，并在與他人的交流討論中進(jìn)行信息價(jià)值判斷，在解決真實(shí)性問題的過程中深刻理解信息的價(jià)值，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)。

本文作者：

郭佳 成紅

四川省成都市七中育才學(xué)校

敬曉倩

四川省成都市第七中學(xué)初中學(xué)校

文章刊登于《中國(guó)信息技術(shù)教育》

2026年第02期

引用請(qǐng)注明參考文獻(xiàn)：

郭佳,成紅,敬曉倩.基于生成式人工智能連續(xù)追問的人機(jī)協(xié)同學(xué)習(xí)模式構(gòu)建與實(shí)踐研究[J].中國(guó)信息技術(shù)教育,2026(02):95-98.

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