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《教育部關(guān)于實(shí)施全國中小學(xué)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力提升工程2.0的意見》指出，教師需要主動(dòng)適應(yīng)人工智能等新技術(shù)變革，探索跨學(xué)科教學(xué)、智能化教育等教育教學(xué)新模式。將信息技術(shù)與教學(xué)診斷深度融合，作為努力推進(jìn)“讓每個(gè)孩子都能享有公平而有質(zhì)量的教育”的驅(qū)動(dòng)力，既是目標(biāo)要求，也是方法手段。1992年以來，為轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，我和團(tuán)隊(duì)成員把“人工智能+教學(xué)診斷”深度融合作為建設(shè)高質(zhì)量教學(xué)體系的有力抓手，打造集成攻關(guān)應(yīng)用大平臺，在全國25個(gè)省級行政區(qū)、1000多所中小學(xué)推廣應(yīng)用。
從理論和實(shí)踐層面探索高質(zhì)量教學(xué)體系成為新時(shí)代課程教學(xué)改革最緊迫的任務(wù)之一。多年來，團(tuán)隊(duì)大力推動(dòng)將人工智能、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)作為教育變革創(chuàng)新的驅(qū)動(dòng)力，將“人工智能+教學(xué)診斷”深度融合，針對基礎(chǔ)教育高質(zhì)量發(fā)展存在的問題進(jìn)行方案與思路設(shè)計(jì)，該成果理論模型、技術(shù)攻關(guān)和應(yīng)用模式經(jīng)歷了30年三階段理論與實(shí)踐的探索過程。
階段一：“目標(biāo)控制教學(xué)法”的初步探索（1992年至2001年）?；诮?jīng)驗(yàn)總結(jié)、理論概括、教學(xué)試驗(yàn)，建立“目標(biāo)控制教學(xué)法”的基本環(huán)節(jié)和流程，實(shí)現(xiàn)對教學(xué)質(zhì)量的有效監(jiān)控。以化學(xué)學(xué)科先行先試并推廣到其他學(xué)科，形成《重難點(diǎn)手冊》系統(tǒng)資源。厘清“目標(biāo)控制教學(xué)法”中的“目標(biāo)確立”“教學(xué)控制”“達(dá)標(biāo)檢測”等要素，論證質(zhì)量監(jiān)控對學(xué)生學(xué)業(yè)質(zhì)量提升的效果。
階段二：“教學(xué)診斷學(xué)”的創(chuàng)立與實(shí)踐（2002年至2009年）。以“村鎮(zhèn)教育資源配置及遠(yuǎn)程服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)研究”“中學(xué)化學(xué)教學(xué)診斷學(xué)研究”“中小學(xué)教師教學(xué)診斷能力發(fā)展機(jī)制研究”等國家及省部級課題為抓手，系統(tǒng)創(chuàng)立教學(xué)診斷學(xué)的研究范疇、核心概念、主要觀點(diǎn)、理論體系，形成《化學(xué)教學(xué)診斷學(xué)》等專著，并嘗試在信息技術(shù)背景下開發(fā)中小學(xué)教學(xué)診斷工具。
階段三：智能診斷創(chuàng)新體系的建設(shè)與推廣（2010年至2022年）?；诟咝Ｅc政府、區(qū)域、中小學(xué)、企業(yè)、家長的協(xié)同合作和智能化數(shù)據(jù)分析，促進(jìn)高質(zhì)量教學(xué)體系的深度優(yōu)化。圍繞“人工智能+教育”等教育新業(yè)態(tài)，研發(fā)基于人工智能賦能教學(xué)診斷的雙螺旋教學(xué)診斷模型，建立智能診斷“三三云學(xué)堂”（即“教師”“學(xué)生”“家長”共同參與，體現(xiàn)“互動(dòng)”“翻轉(zhuǎn)”“適應(yīng)”的云端學(xué)習(xí)平臺）和促進(jìn)教師診斷能力提升的研訓(xùn)方案，形成多個(gè)教學(xué)診斷智能平臺和工具。
一是解決傳統(tǒng)教學(xué)方式與個(gè)性化教學(xué)、精準(zhǔn)教學(xué)不相適應(yīng)的問題，破解學(xué)生核心素養(yǎng)、教師教學(xué)水平難以在智能時(shí)代高質(zhì)量提升的瓶頸。傳統(tǒng)教學(xué)方式存在以教師講授為主等問題，特別是在“雙減”背景下，要減輕學(xué)生過重的作業(yè)負(fù)擔(dān)，做到“提質(zhì)增效”，實(shí)現(xiàn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展，就必須利用人工智能“智”的方法和優(yōu)勢，幫助教師診斷每個(gè)學(xué)生的當(dāng)前學(xué)習(xí)狀態(tài)。運(yùn)用“人工智能+教學(xué)診斷”的精準(zhǔn)把脈，開展真正意義的精準(zhǔn)教學(xué)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教育資源共享，使教育提質(zhì)增效取得實(shí)效。
二是解決單一學(xué)情、教情評估方式與智能時(shí)代基于大數(shù)據(jù)的教學(xué)變革不相匹配的問題，突破人工智能和教學(xué)診斷深度融合“最后一公里”難以扎根落地的局限。過去，學(xué)情、教情分析受制于教師個(gè)人精力與能力、分析手段與方式等因素的限制，無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、精準(zhǔn)化、科學(xué)化分析。同時(shí)，長期以來人工智能與教學(xué)診斷處于割裂的狀態(tài)，技術(shù)人員不懂學(xué)科內(nèi)容、學(xué)業(yè)質(zhì)量及教學(xué)診斷，學(xué)科教師恐懼甚至排斥智能技術(shù)。因此，“人工智能+教學(xué)診斷”深度融合既能夠改變單一學(xué)情、教情的評估方式，也能夠持續(xù)推動(dòng)教學(xué)模式創(chuàng)新和學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變，為教師教學(xué)診斷與改進(jìn)、教學(xué)質(zhì)量內(nèi)部監(jiān)控與提升提供新的方法手段。
三是解決優(yōu)質(zhì)的教學(xué)診斷與改進(jìn)系統(tǒng)難以在全國各地，特別是教育欠發(fā)達(dá)地區(qū)中小學(xué)應(yīng)用的問題，克服高質(zhì)量教育體系難以實(shí)現(xiàn)公平、均衡發(fā)展的痛點(diǎn)。對學(xué)生進(jìn)行精準(zhǔn)化指導(dǎo)，讓不同區(qū)域?qū)W生同步進(jìn)步，是人工智能技術(shù)應(yīng)用在教育公平領(lǐng)域的顯著優(yōu)勢。智能診斷系統(tǒng)能夠推動(dòng)學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向主動(dòng)學(xué)習(xí)、精準(zhǔn)學(xué)習(xí)，真正滿足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)需要，不斷提升學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力，實(shí)現(xiàn)學(xué)生“全面而有個(gè)性的發(fā)展”這一理念生根。
歷經(jīng)30年三階段理論與實(shí)踐探索，我們承擔(dān)與成果相關(guān)的國家及省部級課題32項(xiàng)，形成著作29部，成果在全國推廣。
“人工智能+教學(xué)診斷”深度融合的高質(zhì)量教學(xué)體系的應(yīng)用，提升了學(xué)校辦學(xué)水平。自2012年起，創(chuàng)建了“人工智能+”大數(shù)據(jù)教學(xué)診斷“三三云學(xué)堂”，探索了高校引領(lǐng)下多學(xué)科、跨區(qū)域的協(xié)同應(yīng)用推廣機(jī)制，應(yīng)用范圍包括25個(gè)省級行政區(qū)、82個(gè)地市、1018所中小學(xué)、2706個(gè)智能診斷示范班。通過服務(wù)于區(qū)域、學(xué)校的“三三云學(xué)堂”，助力全面深化教育綜合改革。在教育欠發(fā)達(dá)區(qū)域應(yīng)用推廣，促進(jìn)基礎(chǔ)教育優(yōu)質(zhì)資源均衡發(fā)展，實(shí)現(xiàn)學(xué)校教學(xué)質(zhì)量提升。
人工智能支持下學(xué)情診斷與補(bǔ)救及資源推送模式的創(chuàng)建，促進(jìn)了學(xué)生個(gè)性發(fā)展。通過高校和企業(yè)聯(lián)合打造集成攻關(guān)大平臺，在題庫建設(shè)、診斷模型、知識圖譜、變式題型、微課資源、應(yīng)用系統(tǒng)等方面實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步創(chuàng)新和突破，為持續(xù)推進(jìn)教學(xué)質(zhì)量診斷與監(jiān)測體系的建設(shè)提供了強(qiáng)大支撐。平臺上線多萬學(xué)生完成學(xué)業(yè)質(zhì)量在線診斷測評，通過錯(cuò)題集成分析、診斷反饋、知識圖譜補(bǔ)救、變式題匹配強(qiáng)化、微課資源個(gè)性化推送，幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率。
促進(jìn)教師診斷能力提升的研訓(xùn)方案和新流程的實(shí)踐，發(fā)展了教師育人素養(yǎng)。智能時(shí)代為教師教學(xué)診斷能力發(fā)展及教學(xué)模式創(chuàng)新提供了新的方法和手段，同時(shí)也對教師信息化素養(yǎng)及專業(yè)發(fā)展提出了新的目標(biāo)要求。近10年來參與研訓(xùn)的教師達(dá)2.7萬人，在促進(jìn)教師專業(yè)發(fā)展方面取得明顯成效。
高校聯(lián)合政府、區(qū)域、中小學(xué)、企業(yè)、家庭的協(xié)同機(jī)制，服務(wù)了地方教育決策。本成果探索高校引領(lǐng)、政府支持、區(qū)域聯(lián)動(dòng)、學(xué)校應(yīng)用、企業(yè)服務(wù)、家長參與的協(xié)同合作新機(jī)制，高校和企業(yè)聯(lián)合攻關(guān)破解技術(shù)難題，地方遴選試點(diǎn)區(qū)域或?qū)W校建立實(shí)驗(yàn)區(qū)、實(shí)驗(yàn)校或?qū)嶒?yàn)班，支持智能教室建設(shè)和教師智能教育素養(yǎng)培訓(xùn)。在實(shí)踐中探索建立教學(xué)診斷結(jié)果應(yīng)用與教育政策調(diào)整的聯(lián)動(dòng)機(jī)制，推動(dòng)區(qū)域教育行政部門、學(xué)校管理者、教師積極應(yīng)用教學(xué)診斷結(jié)果提升教育決策和教學(xué)改進(jìn)科學(xué)化水平。
課堂教學(xué)診斷是改進(jìn)課堂教學(xué)質(zhì)量的重要前提，但診斷方式是否科學(xué)、診斷過程是否高效、診斷結(jié)果是否可靠一直考量著教研人員，也成為教學(xué)診斷真正賦能課堂教學(xué)的一道難題。近年來，大數(shù)據(jù)技術(shù)尤其是人工智能為課堂教學(xué)診斷與改進(jìn)帶來了新的視角與可能，成為教學(xué)改革的重要驅(qū)動(dòng)力。王后雄教授和他的團(tuán)隊(duì)將“人工智能+教學(xué)診斷”深度融合，并將其作為推進(jìn)“讓每個(gè)孩子都能享有公平而有質(zhì)量的教育”的重要抓手。他們從理論和實(shí)踐層面探索高質(zhì)量教學(xué)方式變革范式，借助人工智能解決傳統(tǒng)教學(xué)方式與個(gè)性化教學(xué)、精準(zhǔn)教學(xué)不相適應(yīng)的問題，破解人工智能和教學(xué)診斷深度融合難以在課堂真正落地的難題，推動(dòng)學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向主動(dòng)學(xué)習(xí)、精準(zhǔn)學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生“全面而有個(gè)性的發(fā)展”。此外，他們還致力于構(gòu)建多主體協(xié)同機(jī)制，解決高質(zhì)量教育體系難以在不同區(qū)域?qū)崿F(xiàn)均衡發(fā)展的痛點(diǎn)。
我們認(rèn)為，這一經(jīng)歷30年探索過程的成果體現(xiàn)了三個(gè)特點(diǎn)：一是個(gè)性化，它為實(shí)現(xiàn)真正意義的因材施教提供了工具支持；二是高效性，它為解決傳統(tǒng)教學(xué)診斷耗費(fèi)大量人力物力帶來技術(shù)支撐；三是準(zhǔn)確性，基于數(shù)據(jù)和算法進(jìn)行分析和判斷，它可以更準(zhǔn)確地判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)問題。
