“區(qū)域及學(xué)校教育數(shù)字化發(fā)展 ”

是《中國(guó)信息技術(shù)教育》雜志

2026年關(guān)注重點(diǎn)之一

我們將以專(zhuān)業(yè)的視角

展示數(shù)字化賦能區(qū)域教育優(yōu)質(zhì)均衡發(fā)展

呈現(xiàn)數(shù)字化賦能學(xué)校教育教學(xué)創(chuàng)新變革

2026開(kāi)年，我們聚焦

“人工智能助力基礎(chǔ)教育變革的上海樣本”

2026年 第05期

如何推動(dòng)人工智能教育高質(zhì)量發(fā)展？

作為全國(guó)首個(gè)“教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型試點(diǎn)區(qū)”，上海在這一領(lǐng)域走在全國(guó)前列。 “人工智能助力基礎(chǔ)教育變革的上海樣本”專(zhuān)題，將從頂層設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)區(qū)探索、學(xué)校形態(tài)等視角，系統(tǒng)呈現(xiàn)上海人工智能教育實(shí)踐，以期為全國(guó)人工智能教育的發(fā)展提供有益經(jīng)驗(yàn)與啟示。

智能語(yǔ)義分析技術(shù)助力素養(yǎng)導(dǎo)向教研實(shí)踐

——以人工智能課程為例

唐澤

上海市虹口區(qū)曲陽(yáng)第四小學(xué)

龍方舟

湖南省長(zhǎng)沙市第十一中學(xué)

彭振宇

華東師范大學(xué)教育信息技術(shù)學(xué)系

在當(dāng)前教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型加速推進(jìn)、素養(yǎng)教育理念深度融入各學(xué)段教學(xué)的協(xié)同發(fā)展背景下，中小學(xué)教師的教學(xué)教研質(zhì)量提升面臨著諸多現(xiàn)實(shí)難題。針對(duì)這些難題，本文引入智能工具“課堂時(shí)光機(jī)”，對(duì)上海市小學(xué)四年級(jí)“人工智能基礎(chǔ)”課程中的《圖像識(shí)別在生活中的應(yīng)用》一課開(kāi)展實(shí)證研究，構(gòu)建“智能診斷—問(wèn)題歸因—設(shè)計(jì)優(yōu)化”的教研路徑，并對(duì)課堂教學(xué)全過(guò)程進(jìn)行細(xì)致拆解，精準(zhǔn)診斷出教學(xué)中存在的典型問(wèn)題。基于診斷結(jié)果，“課堂時(shí)光機(jī)”針對(duì)性地提出改進(jìn)策略，顯著提升了課堂知識(shí)的結(jié)構(gòu)化程度，使零散的知識(shí)點(diǎn)形成系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，有效提高了學(xué)生高階思維的參與度，促使學(xué)生更深入地思考與探究，同時(shí)大幅增強(qiáng)了教師教學(xué)改進(jìn)的精準(zhǔn)度，助力教師對(duì)癥施策、優(yōu)化教學(xué)方法。

引言

在教育數(shù)字化戰(zhàn)略推動(dòng)下，我國(guó)教育系統(tǒng)正經(jīng)歷深刻變革。黨的二十大報(bào)告首次將“推進(jìn)教育數(shù)字化”納入國(guó)家決策，為變革指明了方向。《教育強(qiáng)國(guó)建設(shè)規(guī)劃綱要（2024－2035年）》細(xì)化并劃定38項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)，將該戰(zhàn)略具象為可落地的步驟。2025年7月，教育部發(fā)布的《關(guān)于組織實(shí)施數(shù)字化賦能教師發(fā)展行動(dòng)的通知》明確指出“要以數(shù)字技術(shù)與人工智能技術(shù)融合應(yīng)用為牽引，擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)資源和服務(wù)供給，助力打造高水平教師隊(duì)伍”。尤為重要的是，通知將教師數(shù)字素養(yǎng)從“加分項(xiàng)”升級(jí)為從業(yè)必備“基本項(xiàng)”，并納入教師資格考評(píng)。這一調(diào)整不僅標(biāo)志著“教育數(shù)字化”邁入深水區(qū)，更明確將其作為教育高質(zhì)量發(fā)展的“基礎(chǔ)支撐”與“核心動(dòng)力”。“教育數(shù)字化”不再只局限于技術(shù)工具的表層應(yīng)用，而是要依托智能技術(shù)重構(gòu)教育生態(tài)。

在教育數(shù)字化戰(zhàn)略推進(jìn)的同時(shí)，“以學(xué)習(xí)者為中心的素養(yǎng)提升”教育理念在政策層面長(zhǎng)期得以體現(xiàn)，二者協(xié)同指向教育的高質(zhì)量發(fā)展。2016年9月，教育部發(fā)布《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》，明確了6大核心素養(yǎng)與18個(gè)基本要點(diǎn)，為基礎(chǔ)教育課程改革提供了核心依據(jù)。這種導(dǎo)向既重構(gòu)了教學(xué)目標(biāo)優(yōu)先級(jí)，也推動(dòng)了教育評(píng)價(jià)體系的深層變革。

在系列政策的推動(dòng)下，教育場(chǎng)域“教”“學(xué)”關(guān)系正發(fā)生根本性轉(zhuǎn)變，教師對(duì)數(shù)字化工具的運(yùn)用成為這場(chǎng)轉(zhuǎn)變的重要支撐。數(shù)字化工具逐漸成為教師教研的重要輔助，它通過(guò)捕捉教學(xué)數(shù)據(jù)、生成學(xué)習(xí)反饋，分析評(píng)價(jià)課堂，為優(yōu)化教學(xué)提供依據(jù)。當(dāng)教育數(shù)字化向教研教學(xué)深處推進(jìn)時(shí)，一線教師對(duì)其已有探索，但要將政策愿景、教育理念與數(shù)字化技術(shù)轉(zhuǎn)化為常態(tài)教研而非階段性嘗試，教師仍面臨多重難題。

達(dá)成精準(zhǔn)且深度反思的現(xiàn)實(shí)難題

1.專(zhuān)業(yè)發(fā)展層面：精準(zhǔn)反饋機(jī)制存在短板

優(yōu)質(zhì)指導(dǎo)資源稀缺與現(xiàn)有指導(dǎo)模式偏差問(wèn)題顯著。一方面，資深專(zhuān)家、教研員等優(yōu)質(zhì)指導(dǎo)力量的數(shù)量與精力有限，難以對(duì)全體教師進(jìn)行日常課堂高頻次全覆蓋式的觀察診斷。另一方面，有限的入校指導(dǎo)資源多傾斜于教師精心打磨的“示范課”，課堂雖能展現(xiàn)教師的最佳狀態(tài)或特定理念，卻遮蔽了真實(shí)教學(xué)情境中的困惑、短板及盲點(diǎn)，從而導(dǎo)致教師日常教學(xué)普遍缺乏外部專(zhuān)業(yè)視角的客觀審視與深度反饋，教師難以識(shí)別深層教學(xué)問(wèn)題、改進(jìn)隱性教學(xué)慣性，最終限制了教學(xué)質(zhì)量的提升。

2.教學(xué)反思層面：深度與效能受數(shù)據(jù)制約

由于缺乏客觀數(shù)據(jù)支撐，課后反思的深度與效能不足。當(dāng)前，多數(shù)教師的反思依賴主觀記憶與經(jīng)驗(yàn)感知，難以精準(zhǔn)回溯課堂關(guān)鍵事件與互動(dòng)細(xì)節(jié)，也無(wú)法錨定教學(xué)策略效果。這種缺乏客觀數(shù)據(jù)實(shí)證基礎(chǔ)的反思，不僅易陷入模糊化、碎片化，難以觸及教學(xué)深層結(jié)構(gòu)與改進(jìn)核心，更讓教師的專(zhuān)業(yè)成長(zhǎng)與判斷缺少可量化的依據(jù)，最終阻礙教師精準(zhǔn)識(shí)別問(wèn)題、科學(xué)優(yōu)化實(shí)踐，制約教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展。

3.技術(shù)適配層面：動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)解析能力不足

傳統(tǒng)工具存在局限，難以支撐深度教學(xué)需求。其一，數(shù)據(jù)捕獲存在盲區(qū)。現(xiàn)有分析軟件多依賴固定視角的單攝像頭，難以追蹤動(dòng)態(tài)場(chǎng)景中師生的軌跡與互動(dòng)，關(guān)鍵數(shù)據(jù)采集不全導(dǎo)致后續(xù)分析失據(jù)。其二，行為解析與評(píng)估淺層化。現(xiàn)有工具的分析多停留于淺表行為識(shí)別，僅能量化表面指標(biāo)，動(dòng)態(tài)解析能力較弱，難以解析高階認(rèn)知過(guò)程和深層教學(xué)目標(biāo)，導(dǎo)致反饋缺乏學(xué)習(xí)質(zhì)量、協(xié)作效能等核心數(shù)據(jù)，削弱了工具對(duì)教學(xué)改進(jìn)的實(shí)際支持價(jià)值。因此，提升工具的數(shù)據(jù)捕獲能力與評(píng)估準(zhǔn)確性，是突破技術(shù)適配瓶頸、支撐深度教學(xué)的關(guān)鍵需求。

“智能”技術(shù)賦能素養(yǎng)導(dǎo)向教研

1.“智能”的內(nèi)涵與核心內(nèi)容

教育語(yǔ)境中的“智能”并非單純的技術(shù)工具屬性，而是以認(rèn)知過(guò)程為核心的系統(tǒng)性思維能力集合，是人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界的基礎(chǔ)性思維環(huán)節(jié)，具體包括識(shí)別、分類(lèi)、抽象、概念化、歸因、總結(jié)、分析、具象化等，這些環(huán)節(jié)構(gòu)成了完整的認(rèn)知鏈條。其中，識(shí)別是對(duì)信息的初步感知區(qū)分，為后續(xù)思維活動(dòng)提供原始素材；分類(lèi)由范疇體系實(shí)現(xiàn)信息的有序化，是知識(shí)結(jié)構(gòu)化的基礎(chǔ)；抽象與概念化是從具體現(xiàn)象中提取本質(zhì)屬性并形成系統(tǒng)性認(rèn)知的關(guān)鍵，推動(dòng)認(rèn)知從感性向理性躍升；歸因與分析則探究事物的內(nèi)在邏輯與關(guān)聯(lián)，揭示現(xiàn)象的因果關(guān)系；總結(jié)是對(duì)認(rèn)知過(guò)程的凝練與升華，形成可遷移的規(guī)律認(rèn)知；具象化則實(shí)現(xiàn)抽象認(rèn)知向具體情境的回歸，完成“實(shí)踐—理論—實(shí)踐”的認(rèn)知閉環(huán)。這些思維環(huán)節(jié)相互關(guān)聯(lián)、動(dòng)態(tài)協(xié)同，共同構(gòu)成了智能在教學(xué)場(chǎng)景中發(fā)揮作用的核心機(jī)制，為素養(yǎng)導(dǎo)向教學(xué)中的認(rèn)知活動(dòng)提供了底層邏輯支撐。

2.大概念支撐素養(yǎng)導(dǎo)向教學(xué)過(guò)程

大概念是橋接素養(yǎng)與知識(shí)概念的中介，其對(duì)素養(yǎng)導(dǎo)向教學(xué)的支撐作用，本質(zhì)上是通過(guò)整合上述智能思維環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)的。從認(rèn)知邏輯來(lái)看，大概念的形成與應(yīng)用貫穿了完整的智能思維鏈條：一方面，大概念的提煉依賴于對(duì)零散知識(shí)的識(shí)別、分類(lèi)與抽象，通過(guò)概念化過(guò)程將具體知識(shí)升華為具有統(tǒng)攝性的核心觀念；另一方面，大概念的教學(xué)實(shí)施遵循“概念→具象”“關(guān)系→因果”的邏輯，通過(guò)具象化環(huán)節(jié)將抽象概念轉(zhuǎn)化為可感知的教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)分析與歸因環(huán)節(jié)揭示概念間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，最終實(shí)現(xiàn)知識(shí)向素養(yǎng)的轉(zhuǎn)化。這種支撐機(jī)制使得素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)擺脫了知識(shí)碎片化的困境，依托大概念的穩(wěn)定可遷移性，引導(dǎo)學(xué)生在認(rèn)知過(guò)程中形成結(jié)構(gòu)化思維，逐步構(gòu)建起以素養(yǎng)為核心的認(rèn)知體系，呼應(yīng)素養(yǎng)形成需“建構(gòu)于大概念的理解框架”的本質(zhì)要求。

3.智能技術(shù)賦能大概念的策略習(xí)得

智能技術(shù)賦能大概念教學(xué)的“策略習(xí)得”，其核心在于對(duì)上述智能思維環(huán)節(jié)的強(qiáng)化與延伸，通過(guò)技術(shù)特性彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)中思維干預(yù)的局限性。從技術(shù)邏輯來(lái)看，智能技術(shù)可精準(zhǔn)對(duì)接大概念教學(xué)所需的思維環(huán)節(jié)：在抽象與概念化環(huán)節(jié)，借助領(lǐng)域驅(qū)動(dòng)的大概念圖譜構(gòu)建技術(shù)，將知識(shí)間的多維關(guān)系可視化，輔助學(xué)生把握大概念的核心結(jié)構(gòu)與層級(jí)體系；在分析與歸因環(huán)節(jié)，通過(guò)學(xué)習(xí)分析技術(shù)對(duì)學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，快速識(shí)別思維偏差并生成針對(duì)性反饋，提升策略調(diào)整的精準(zhǔn)度；在具象化環(huán)節(jié)，利用數(shù)字化工具實(shí)現(xiàn)抽象概念向模擬情境的轉(zhuǎn)化，為大概念的應(yīng)用提供沉浸式實(shí)踐載體。這種賦能并非為了替代教師的教學(xué)主導(dǎo)權(quán)，而是借助技術(shù)對(duì)思維環(huán)節(jié)提供系統(tǒng)性支撐，強(qiáng)化大概念教學(xué)中“穩(wěn)定、可遷移”的核心目標(biāo)，幫助教師突破精力與能力的限制，引導(dǎo)學(xué)生在深度思維活動(dòng)中掌握大概念的應(yīng)用策略，從而貫通素養(yǎng)導(dǎo)向教學(xué)的“深度學(xué)習(xí)過(guò)程”。

智能語(yǔ)義分析在教學(xué)中的案例應(yīng)用

為推進(jìn)人工智能賦能基礎(chǔ)教育高質(zhì)量發(fā)展，上海市出臺(tái)了《上海市中小學(xué)人工智能教學(xué)實(shí)施要求（試行）》，自2024年秋季起，系統(tǒng)推進(jìn)上海中小學(xué)人工智能教育，旨在打造上海特色人工智能教育課程體系。在教學(xué)過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)地方課程因剛落地實(shí)施，仍存在精準(zhǔn)反饋機(jī)制薄弱、缺乏教學(xué)反思抓手、課堂動(dòng)態(tài)解析數(shù)據(jù)不足等問(wèn)題。因此，本研究選取四年級(jí)“人工智能基礎(chǔ)”課程中的《圖像識(shí)別在生活中的應(yīng)用》一課為研究案例，探索“課堂時(shí)光機(jī)”在“智能診斷—問(wèn)題歸因—設(shè)計(jì)優(yōu)化”教研路徑中的有效應(yīng)用。

1.課堂教學(xué)的實(shí)施過(guò)程

在本節(jié)課中，教師引導(dǎo)學(xué)生分享圖像識(shí)別的生活應(yīng)用場(chǎng)景以感知技術(shù)影響，介紹簡(jiǎn)單的圖像識(shí)別技術(shù)的一般過(guò)程，并鼓勵(lì)學(xué)生使用該技術(shù)解決簡(jiǎn)單的生活實(shí)際問(wèn)題。

（1）課堂導(dǎo)入：初識(shí)圖像識(shí)別技術(shù)

教師創(chuàng)設(shè)“在上海博物館遇生字”的真實(shí)情境引導(dǎo)學(xué)生討論解決辦法，如“查字典”“用手機(jī)識(shí)別”等，啟發(fā)學(xué)生思考高效方法以引出課題。

設(shè)計(jì)意圖：此環(huán)節(jié)以真實(shí)問(wèn)題切入，既降低學(xué)生對(duì)人工智能技術(shù)的陌生感，又通過(guò)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)激發(fā)學(xué)生的參與興趣，為后續(xù)教學(xué)奠基。

（2）情境遷移：感受圖像識(shí)別技術(shù)的生活應(yīng)用場(chǎng)景

教師在博物館情境感知的基礎(chǔ)上，啟發(fā)學(xué)生思考生活中其他圖像識(shí)別場(chǎng)景，討論該技術(shù)解決的問(wèn)題及帶來(lái)的影響，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自身經(jīng)歷展開(kāi)交流。

設(shè)計(jì)意圖：此環(huán)節(jié)通過(guò)情境遷移引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)身邊的圖像識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用，搭建“技術(shù)與生活”的關(guān)聯(lián)認(rèn)知；借助問(wèn)題鏈構(gòu)建“由技術(shù)功能到生活價(jià)值”的思維框架，為理解技術(shù)概念奠定基礎(chǔ)。

（3）視野拓展：尋找圖像識(shí)別技術(shù)的社會(huì)應(yīng)用場(chǎng)景

教師引導(dǎo)學(xué)生將視野拓展至社會(huì)領(lǐng)域，通過(guò)播放農(nóng)業(yè)、交通、航天、醫(yī)療四大領(lǐng)域的圖像識(shí)別應(yīng)用視頻，組織學(xué)生討論并歸納圖像識(shí)別技術(shù)的社會(huì)效益。隨后，結(jié)合具體案例，組織“猜猜我是誰(shuí)”游戲，引導(dǎo)學(xué)生理解圖像識(shí)別技術(shù)的一般過(guò)程，從而幫助學(xué)生初步認(rèn)知其技術(shù)原理。

設(shè)計(jì)意圖：此環(huán)節(jié)通過(guò)“由生活到社會(huì)”的視野延伸，引導(dǎo)學(xué)生從微觀視角轉(zhuǎn)向宏觀視角，直觀感受圖像識(shí)別技術(shù)的變革性影響；借助游戲化教學(xué)，將抽象的技術(shù)原理轉(zhuǎn)化為具象的認(rèn)知體驗(yàn)，降低理解難度，為實(shí)踐操作做鋪墊。

（4）實(shí)踐操作：嘗試使用圖像識(shí)別技術(shù)解決問(wèn)題

學(xué)生通過(guò)小組合作，使用圖像識(shí)別軟件拍攝校園綠植，識(shí)別其名稱(chēng)并了解養(yǎng)護(hù)方法。在操作過(guò)程中，教師引導(dǎo)學(xué)生分析出現(xiàn)的相似度問(wèn)題，并組織討論提升識(shí)別準(zhǔn)確性的方法，以此培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐與探究能力。

設(shè)計(jì)意圖：此環(huán)節(jié)通過(guò)“校園綠植識(shí)別”情境，讓學(xué)生體驗(yàn)圖像識(shí)別工具的使用流程，深化對(duì)技術(shù)實(shí)用價(jià)值的理解；通過(guò)“發(fā)現(xiàn)—分析—解決問(wèn)題”鏈條，培養(yǎng)學(xué)生的合作探究能力與批判性思維，落實(shí)素養(yǎng)目標(biāo)。

（5）課堂總結(jié)：知識(shí)回顧與學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)

教師組織學(xué)生交流課堂收獲，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合發(fā)言梳理課堂核心內(nèi)容：圖像識(shí)別的生活與社會(huì)應(yīng)用場(chǎng)景、圖像識(shí)別技術(shù)一般過(guò)程以及實(shí)踐要點(diǎn)等。隨后，開(kāi)展課堂學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，從多維度反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)內(nèi)容梳理幫助學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)化的知識(shí)框架，強(qiáng)化對(duì)核心知識(shí)點(diǎn)的記憶與理解；通過(guò)多元化的評(píng)價(jià)方式全面反饋學(xué)習(xí)效果，既關(guān)注知識(shí)掌握情況，也重視能力發(fā)展與學(xué)習(xí)態(tài)度。

2.技術(shù)反饋的關(guān)鍵問(wèn)題

課堂時(shí)光機(jī)生成的大概念地圖如圖1所示。

圖1 本節(jié)課大概念地圖

首先，“了解圖像識(shí)別一般過(guò)程”核心教學(xué)環(huán)節(jié)未與其他知識(shí)點(diǎn)形成有效邏輯關(guān)聯(lián)，呈孤立狀態(tài)。從教學(xué)效果來(lái)看，知識(shí)孤立易引發(fā)知識(shí)碎片化，使學(xué)生難以構(gòu)建系統(tǒng)化的知識(shí)框架、形成對(duì)“圖像識(shí)別”的整體認(rèn)知，也削弱了學(xué)生的知識(shí)遷移應(yīng)用能力，學(xué)生難以將知識(shí)關(guān)聯(lián)并用于實(shí)際問(wèn)題解決。基于此，教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)需強(qiáng)化知識(shí)點(diǎn)間的邏輯聯(lián)結(jié)，增設(shè)概念銜接環(huán)節(jié)，幫助學(xué)生建立結(jié)構(gòu)化的知識(shí)體系，為知識(shí)遷移與實(shí)際應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。從問(wèn)題鏈反饋數(shù)據(jù)可知，課堂提問(wèn)存在兩個(gè)問(wèn)題。一是維度單一。教師過(guò)度聚焦“結(jié)合實(shí)際場(chǎng)景闡述圖像識(shí)別的生活應(yīng)用”，缺乏多元議題的拓展，導(dǎo)致提問(wèn)覆蓋面受限。二是高階問(wèn)題引導(dǎo)缺失。在學(xué)生回應(yīng)時(shí)，教師預(yù)留的思考時(shí)長(zhǎng)不足，且活動(dòng)形式同質(zhì)化，學(xué)生思維輸出高度依賴教師提示，難以有效激發(fā)學(xué)生的深度思考能力（如圖2）。因此，學(xué)生在表達(dá)時(shí)多數(shù)只能泛舉“智能門(mén)鎖”“無(wú)人駕駛”等例子，無(wú)法深入描述技術(shù)在這些場(chǎng)景中的具體應(yīng)用，更難以清晰闡述技術(shù)為生活帶來(lái)的真切改變。

圖2 課堂時(shí)光機(jī)反饋教師提問(wèn)分析

其次，“體驗(yàn)圖像識(shí)別的應(yīng)用”環(huán)節(jié)時(shí)間分配失衡。如圖3所示，學(xué)生花10分鐘熟悉軟件操作，用于觀察植物識(shí)別、記錄問(wèn)題等核心活動(dòng)的時(shí)間僅5分鐘。反饋顯示，時(shí)間不足導(dǎo)致學(xué)生對(duì)圖像識(shí)別技術(shù)應(yīng)用的知識(shí)關(guān)聯(lián)不深，觀察思考時(shí)間欠缺使該環(huán)節(jié)流于形式，匆忙收尾，未達(dá)預(yù)設(shè)目標(biāo)。

圖3 教學(xué)環(huán)節(jié)時(shí)長(zhǎng)反饋

最后，“物體的特征”和“相似度”概念的知識(shí)邏輯承接未被明確。因“相似度”對(duì)學(xué)生而言是陌生概念，此處知識(shí)中斷導(dǎo)致學(xué)生對(duì)概念的理解缺乏深度，后續(xù)在討論提升方法時(shí)無(wú)法觸及核心優(yōu)化方向，進(jìn)而制約了學(xué)生對(duì)圖像識(shí)別技術(shù)核心邏輯的完整認(rèn)知。

3.優(yōu)化迭代的教學(xué)策略

在教學(xué)案例中，“課堂時(shí)光機(jī)”借助智能語(yǔ)音識(shí)別、自然語(yǔ)言處理和大模型分析技術(shù)，系統(tǒng)還原課堂教學(xué)內(nèi)容，精準(zhǔn)診斷關(guān)鍵教學(xué)痛點(diǎn)并提供有效改進(jìn)方案。

（1）優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，構(gòu)建系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)

知識(shí)結(jié)構(gòu)圖的反饋顯示，“了解圖像識(shí)別的一般過(guò)程”是教學(xué)環(huán)節(jié)中的“孤島”。根據(jù)時(shí)光機(jī)給出的建議（如圖4），教師從學(xué)生討論相似度的環(huán)節(jié)切入，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合圖像識(shí)別的一般過(guò)程，探究相似度的影響因素及提升方法。例如，拍照時(shí)保證畫(huà)面清晰，是為了清楚呈現(xiàn)物品特征，進(jìn)而便于提升圖像識(shí)別的相似度。上述調(diào)整能夠?qū)崿F(xiàn)“相似度”和“圖像識(shí)別的一般過(guò)程”知識(shí)點(diǎn)的銜接，有助于學(xué)生形成知識(shí)遷移的能力。

圖4 教學(xué)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)優(yōu)化建議

（2）豐富學(xué)生活動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)

為幫助學(xué)生更直觀地觀察圖像識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景、積累課堂表達(dá)素材，教師在課前設(shè)計(jì)了技術(shù)應(yīng)用小調(diào)查。學(xué)生自主尋找、觀察并記錄身邊的圖像識(shí)別應(yīng)用場(chǎng)景，其學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性得到有效激發(fā)。在課堂中，學(xué)生通過(guò)小組討論、梳理思路等活動(dòng)，結(jié)合具體場(chǎng)景深入剖析圖像識(shí)別技術(shù)。這些活動(dòng)使學(xué)生能夠基于自身觀察與思考進(jìn)行表達(dá)和交流，深化了對(duì)技術(shù)應(yīng)用的認(rèn)知與體驗(yàn)。

（3）聚焦教學(xué)重點(diǎn)，強(qiáng)化針對(duì)性指導(dǎo)

考慮到學(xué)生操作能力的差異，在“體驗(yàn)圖像識(shí)別技術(shù)”環(huán)節(jié)中，教師除操作前通過(guò)全班演示降低技術(shù)門(mén)檻外，還向?qū)W生推送軟件操作的微視頻，供學(xué)生隨時(shí)查閱以攻克難點(diǎn)（如圖5）。此設(shè)計(jì)能幫助學(xué)生將注意力集中在對(duì)植物識(shí)別過(guò)程的思考、探索以及問(wèn)題記錄上，從而使學(xué)生有充足的時(shí)間理解大概念及其關(guān)聯(lián)知識(shí)。

圖5 聚焦教學(xué)重點(diǎn)的優(yōu)化建議

（4）加強(qiáng)基本概念教學(xué)，形成系統(tǒng)知識(shí)框架

改進(jìn)建議提出聚焦知識(shí)的內(nèi)在邏輯，在問(wèn)題設(shè)計(jì)與教學(xué)環(huán)節(jié)銜接上緊扣知識(shí)點(diǎn)邏輯，以邏輯驅(qū)動(dòng)教學(xué)，幫助學(xué)生構(gòu)建連貫的知識(shí)體系，如圖6所示。因此，教師在教學(xué)設(shè)計(jì)中采用游戲與視頻相結(jié)合的方式，以通俗易懂的語(yǔ)言闡釋“相似度即圖像識(shí)別的相似程度”，助力學(xué)生在理解概念的基礎(chǔ)上探索提升相似度的方法。

圖6 基本概念教學(xué)的優(yōu)化建議

“課堂時(shí)光機(jī)”的“智能診斷—問(wèn)題歸因—設(shè)計(jì)優(yōu)化”教研閉環(huán)，有效破解了傳統(tǒng)教研中“能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題卻難以改進(jìn)教學(xué)行為”的困境：借助知識(shí)圖譜技術(shù)彌補(bǔ)經(jīng)驗(yàn)式教學(xué)中的知識(shí)結(jié)構(gòu)缺陷、通過(guò)問(wèn)題鏈智能診斷提升高階思維培養(yǎng)精度、依托環(huán)節(jié)效能分析實(shí)現(xiàn)課堂時(shí)間科學(xué)分配、憑借概念理解度檢測(cè)保障認(rèn)知邏輯的連貫性。這種智能課堂診斷系統(tǒng)，正推動(dòng)教師的專(zhuān)業(yè)成長(zhǎng)從“憑感覺(jué)迭代”向“依數(shù)據(jù)優(yōu)化”的新樣態(tài)轉(zhuǎn)變，為人工智能賦能教學(xué)提供了可復(fù)制、可驗(yàn)證的實(shí)踐范例。

4.課堂教學(xué)的品質(zhì)提升

（1）破解知識(shí)碎片化難題

“課堂時(shí)光機(jī)”發(fā)現(xiàn)“了解圖像識(shí)別的一般過(guò)程”環(huán)節(jié)存在孤立問(wèn)題。在通過(guò)知識(shí)結(jié)構(gòu)圖將知識(shí)斷點(diǎn)可視化后，教師能夠有針對(duì)性地增設(shè)概念聯(lián)結(jié)問(wèn)題，如引導(dǎo)學(xué)生從圖像識(shí)別的一般過(guò)程遷移理解提升相似度的方法，從而幫助學(xué)生構(gòu)建起完整的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)這樣的調(diào)整，核心概念的關(guān)聯(lián)性提升了40%，學(xué)生的概念應(yīng)用能力顯著增強(qiáng)。

（2）優(yōu)化問(wèn)題鏈設(shè)計(jì)

針對(duì)學(xué)生僅能泛舉技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景的問(wèn)題，“課堂時(shí)光機(jī)”精準(zhǔn)定位到教師提問(wèn)策略缺乏深度有效引導(dǎo)。教師據(jù)此進(jìn)行了調(diào)整：增設(shè)課前調(diào)查，讓學(xué)生提前體驗(yàn)并記錄具體應(yīng)用場(chǎng)景；課堂上重構(gòu)問(wèn)題鏈，引導(dǎo)學(xué)生先介紹具體場(chǎng)景，再分析技術(shù)的應(yīng)用方法，最終深入探討技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值與意義。改進(jìn)后的數(shù)據(jù)顯示，能夠詳細(xì)描述技術(shù)應(yīng)用細(xì)節(jié)的學(xué)生比例從21%提升至75%。

（3）重構(gòu)實(shí)踐環(huán)節(jié)時(shí)序

從“課堂時(shí)光機(jī)”的量化分析發(fā)現(xiàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)軟件操作耗費(fèi)60%的課堂時(shí)間，建議將軟件操作演示調(diào)整為教師統(tǒng)一講解或提供微課讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，從而將課堂時(shí)間集中分配至觀察與問(wèn)題發(fā)現(xiàn)等核心任務(wù)上。經(jīng)過(guò)調(diào)整，學(xué)生的有效探索時(shí)長(zhǎng)從5分鐘延長(zhǎng)至10分鐘，從提交的學(xué)習(xí)單來(lái)看，該環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量得到了顯著提高。

（4）突破概念理解瓶頸

針對(duì)“相似度”概念教學(xué)斷層問(wèn)題，“課堂時(shí)光機(jī)”精準(zhǔn)識(shí)別了問(wèn)題核心，并提供了具體的類(lèi)比教學(xué)策略，如通過(guò)展示兩張具有明顯相似特征的動(dòng)物照片，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行指認(rèn)與對(duì)比。在教師采納該策略后，學(xué)生對(duì)“相似度”這一基本概念的理解準(zhǔn)確率從28%提升至82%，后續(xù)相關(guān)討論的深度也顯著增強(qiáng)。

以“智能”技術(shù)析出核心教學(xué)策略

為幫助教師更有效地運(yùn)用“課堂時(shí)光機(jī)”開(kāi)展精準(zhǔn)教學(xué)改進(jìn)，筆者基于本研究的實(shí)證數(shù)據(jù)和應(yīng)用效果，提出以下系統(tǒng)化的使用建議。

1.教學(xué)實(shí)踐優(yōu)化維度：構(gòu)建“宏觀—微觀”雙軌制行動(dòng)研究框架

在宏觀層面，教師可運(yùn)用系統(tǒng)的多模態(tài)數(shù)據(jù)分析功能，診斷整節(jié)課的教學(xué)流程。重點(diǎn)關(guān)注時(shí)間分配合理性、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)完整性、問(wèn)題鏈思維遞進(jìn)性等關(guān)鍵指標(biāo)，精準(zhǔn)識(shí)別教學(xué)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)性缺陷。在微觀層面，可采用“課例切片分析法”，選取概念講解、課堂互動(dòng)等典型教學(xué)片段，通過(guò)對(duì)比策略調(diào)整前后學(xué)生參與度、概念掌握率等的變化，精準(zhǔn)定位教學(xué)改進(jìn)靶向目標(biāo)。

2.教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展路徑：建立“個(gè)體—集體”協(xié)同進(jìn)化機(jī)制

在個(gè)體層面，構(gòu)建教師數(shù)字成長(zhǎng)檔案，收錄“課堂時(shí)光機(jī)”生成的診斷報(bào)告，形成可視化的成長(zhǎng)軌跡。系統(tǒng)自動(dòng)生成個(gè)性化建議，如當(dāng)檢測(cè)到教師連續(xù)三次問(wèn)題鏈梯度設(shè)計(jì)不足時(shí)，推送匹配的培訓(xùn)資源。在集體層面，采用“三維循環(huán)教研”：以“課堂時(shí)光機(jī)”識(shí)別的共性教學(xué)問(wèn)題為教研議題，組織“靶向備課”工作坊研討優(yōu)化策略，通過(guò)課例對(duì)比驗(yàn)證改進(jìn)效果，形成閉環(huán)式教研機(jī)制。

本研究借助“課堂時(shí)光機(jī)”記錄、分析與優(yōu)化常態(tài)課，探索人工智能技術(shù)支持下的教研新路徑。實(shí)踐表明，“課堂時(shí)光機(jī)”不僅為教師提供了精準(zhǔn)的教學(xué)診斷工具，更構(gòu)建了持續(xù)改進(jìn)的專(zhuān)業(yè)發(fā)展生態(tài)。這種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教研模式，既推動(dòng)了教學(xué)從經(jīng)驗(yàn)型教學(xué)向循證型教學(xué)轉(zhuǎn)型，又促進(jìn)了教師個(gè)體能力提升與集體智慧生成的良性互動(dòng)。

總結(jié)

“課堂時(shí)光機(jī)”能敏銳捕捉課堂關(guān)鍵問(wèn)題，為教學(xué)改進(jìn)提供了清晰抓手，讓課堂在精準(zhǔn)調(diào)整中更具實(shí)效與生機(jī)。通過(guò)對(duì)“課堂時(shí)光機(jī)”的使用及反思，我們清楚地認(rèn)識(shí)到，將語(yǔ)義智能分析技術(shù)運(yùn)用于中小學(xué)課程教學(xué)，價(jià)值與風(fēng)險(xiǎn)并存。

價(jià)值：該技術(shù)以多模態(tài)數(shù)據(jù)捕獲與深度解析為核心，既破解了中小學(xué)教師教學(xué)精準(zhǔn)反饋不足、教學(xué)反思缺乏實(shí)證支撐的現(xiàn)實(shí)難題，又通過(guò)靶向改進(jìn)建議助力教學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)化，提升知識(shí)結(jié)構(gòu)化程度、學(xué)生高階思維參與度等教學(xué)關(guān)鍵指標(biāo)，銜接教育數(shù)字化政策與一線教學(xué)實(shí)踐。

風(fēng)險(xiǎn)：一是“技術(shù)依賴”誤區(qū)，過(guò)度聚焦量化數(shù)據(jù)指標(biāo)易忽視師生情感互動(dòng)、學(xué)生生成性思維等要素，可能偏離育人的本質(zhì)目標(biāo)。二是“數(shù)字鴻溝”問(wèn)題。技術(shù)應(yīng)用對(duì)硬件設(shè)備與教師數(shù)字素養(yǎng)的依賴可能加劇校際差距，需通過(guò)政策引導(dǎo)推動(dòng)資源普惠與分層培訓(xùn)，保障教育均衡。三是“數(shù)據(jù)倫理”底線。應(yīng)確保課堂敏感信息僅用于教學(xué)改進(jìn)與專(zhuān)業(yè)發(fā)展，通過(guò)匿名化處理和安全審核機(jī)制防止隱私泄露。

因此，我們唯有在充分釋放語(yǔ)義智能分析技術(shù)教學(xué)價(jià)值的同時(shí)，以理性視角規(guī)避潛在風(fēng)險(xiǎn)，平衡“技術(shù)創(chuàng)新”與“規(guī)范應(yīng)用”的關(guān)系，方能使其持續(xù)為中小學(xué)教研、教學(xué)注入動(dòng)能，真正成為推動(dòng)教育數(shù)字化深度落地、實(shí)現(xiàn)教育高質(zhì)量發(fā)展的核心力量。

本文作者：

唐澤

上海市虹口區(qū)曲陽(yáng)第四小學(xué)

龍方舟

湖南省長(zhǎng)沙市第十一中學(xué)

彭振宇

華東師范大學(xué)教育信息技術(shù)學(xué)系

文章刊登于《中國(guó)信息技術(shù)教育》2026年第05期

引用請(qǐng)注明參考文獻(xiàn)：

唐澤，龍方舟，彭振宇.智能語(yǔ)義分析技術(shù)助力素養(yǎng)導(dǎo)向教研實(shí)踐——以人工智能課程為例[J].中國(guó)信息技術(shù)教育，2026（05）：44-50.

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