智能時代的教育變革:思維型教學理論引領(lǐng)“技術(shù)賦能教學”

□胡衛(wèi)平 徐晶晶 皮忠玲 張 陽

一、引言

高階思維能力是智能時代教育領(lǐng)域應著重培養(yǎng)的核心素養(yǎng)，也是個體發(fā)展的核心競爭力之一。當前，人類社會開始邁入智能化時代，智能技術(shù)與教育教學的深度融合創(chuàng)新以勢不可擋之勢推動著教育改革的浪潮，對創(chuàng)新人才培養(yǎng)也提出了更高要求。技術(shù)賦能教學作為推動教學模式創(chuàng)新的新形態(tài)被寄予了很高的期待。然而，以技術(shù)植入為導向的技術(shù)賦能教學在教育實踐過程中并沒有從根本上提升教學質(zhì)量、改進教學效果。與傳統(tǒng)教學模式相比，在對學習者深度學習和高階思維能力的培養(yǎng)上并沒有發(fā)生本質(zhì)上的改變。思維型教學聚焦核心素養(yǎng)發(fā)展，強調(diào)在課堂教學中開展積極的思維品質(zhì)訓練。思維型教學引領(lǐng)技術(shù)賦能教學既是智能時代教育改革的一種探索實踐，也是實現(xiàn)技術(shù)賦能教學真實發(fā)生的一個突破口。將思維型教學的基本原理與技術(shù)賦能課堂緊密結(jié)合不僅具有現(xiàn)實上的緊迫性，還具有技術(shù)上的可行性。如何充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，推動現(xiàn)代教學思想與技術(shù)賦能課堂進行深度融合，充分發(fā)揮技術(shù)賦能教學的最大潛能，提升技術(shù)賦能教學的實效性，是智能時代教育變革的題中之義。

二、時代需求：技術(shù)賦能教學亟需現(xiàn)代教學思想引領(lǐng)

當前，科技發(fā)展迭代更新加速，而相較教育教學變革卻顯滯后，技術(shù)賦能課堂教學的效果不甚理想的問題日益凸顯，以技術(shù)植入為導向的技術(shù)賦能教學亟需在新的教學思想引領(lǐng)下變革育人方式，創(chuàng)新育人模式。

（一）以技術(shù)植入為導向的技術(shù)賦能教學的現(xiàn)實審視

智能技術(shù)與教育的深度融合發(fā)展是科技革命與教育發(fā)展兩個重大領(lǐng)域交匯的突破口（黃榮懷，2022），也是當前教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型期亟需合力攻堅的重要議題。隨著線上線下融合教育、虛擬仿真實驗教學以及生成式人工智能輔助教學等的創(chuàng)新應用，教學已走向數(shù)字化和智能化，技術(shù)賦能教學已成為教育研究者與實踐者的普遍共識。盡管如此，在技術(shù)融入教與學過程中也暴露出了合理性中的不合理因素以及現(xiàn)實中的神秘成分，造就了實踐樣態(tài)中技術(shù)賦能教學的虛假和諧（徐晶晶，等，2021）。在實際教育教學實踐中，技術(shù)實質(zhì)上并沒有帶來教學質(zhì)量和效果的顯著提升，且不合理地使用技術(shù)甚至會對教學產(chǎn)生負面影響（Merchant，et al.，2014；程薇，等，2015）。雖然我國已經(jīng)成為全球最活躍的數(shù)字社會（中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心，2023），技術(shù)理應成為驅(qū)動教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中引領(lǐng)人類思維方式轉(zhuǎn)變的重要力量，但在技術(shù)融入教育的進程中，其效果始終不甚理想，存在高估人工智能即時積極作用與低估長期消極效應的價值認知偏差現(xiàn)象（黃榮懷，2022）。甚至在人工智能與教育融合發(fā)展中出現(xiàn)了“機器已學會像人類一樣思考，但我們還在教育學生像機器那樣學習”的現(xiàn)實悖論，這無疑需要我們對智能時代的育人方式進行深入思考。從“學知識”向“學思維”轉(zhuǎn)型已成為時代發(fā)展的必然要求（祝智庭，等，2023）。

智能時代技術(shù)在教育領(lǐng)域的創(chuàng)新應用對教學模式變革而言既是機遇也是挑戰(zhàn)。黨的“二十大”報告提出要著力造就拔尖創(chuàng)新人才?！缎乱淮斯ぶ悄馨l(fā)展規(guī)劃》（國務院，2017）中提出要利用智能技術(shù)加快推動人才培養(yǎng)模式、教學方法改革。創(chuàng)新人才培養(yǎng)及智能技術(shù)發(fā)展使教學目標逐漸轉(zhuǎn)向?qū)W習者高階思維發(fā)展（高琳琳，等，2022）。人工智能時代，技術(shù)賦能教學所面臨的問題更加復雜、任務更加艱巨。如果在技術(shù)賦能教學過程中不注重學生高階思維能力的發(fā)展，其教學過程不符合教育教學規(guī)律，無異于扼殺學生的智慧。思維活動是課堂教學中師生的核心活動，思維能力是核心素養(yǎng)的重要組成部分（林崇德，等，2010）。教師作為促進學生思維能力提升的關(guān)鍵支撐，如何基于現(xiàn)代教學思想，利用智能技術(shù)促進高階思維發(fā)展、培養(yǎng)創(chuàng)新人才，成為比以往任何時代都亟待突破的議題。

（二）以技術(shù)植入為導向的技術(shù)賦能教學的實踐困境

思維作為認知過程的高級階段，是人腦的信息加工過程，其本質(zhì)是具有意識的人腦對客觀事物的特性、本質(zhì)、相互關(guān)系的間接的、概括的和能動的反映。傳統(tǒng)的以技術(shù)植入為導向的教學模式往往容易忽視學生積極的思維參與，將教學過程庸俗化到無需智慧努力只需聽講和記憶就能掌握知識的淺層學習（余文森，2018），常常導致學生難以達到對客觀事物的本質(zhì)屬性、內(nèi)部規(guī)律、事物間的聯(lián)系及其相互關(guān)系的認識。在教學實踐中由于教師缺乏思維引導和探究，導致學習過程常常浮于表面，學生難以從淺層學習向深度學習跨越。具體表現(xiàn)在四個方面：第一，技術(shù)賦能的課堂教學缺乏思維引領(lǐng)，學生學習缺乏深度思維，核心素養(yǎng)的發(fā)展水平不高，表現(xiàn)為技術(shù)豐富課堂環(huán)境下學生的低水平思維。第二，課程的綜合性和實踐性不夠，思維能力的培養(yǎng)缺乏系統(tǒng)設(shè)計和進階培養(yǎng)。課程的綜合性不僅是培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)和創(chuàng)造力的前提，也是課程方案的要求和國際課程改革的趨勢。第三，素養(yǎng)評價缺乏體系，學習、思維與創(chuàng)新素養(yǎng)的關(guān)注不夠，評價結(jié)果的應用困難，缺少對學習、思維與創(chuàng)新等核心素養(yǎng)中最核心內(nèi)容的有效評價。第四，教師發(fā)展缺乏系統(tǒng)設(shè)計，培訓模式缺少能力實訓，教師引導“深度思維”的能力有待加強。

本文擬從智能時代技術(shù)賦能教學的時代價值出發(fā)，基于新課標素養(yǎng)導向的人才培養(yǎng)理念，結(jié)合當前教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型所面臨的技術(shù)賦能教學的現(xiàn)實困境與挑戰(zhàn)，對思維型教學理論引領(lǐng)技術(shù)賦能教學的目標指向與核心思想進行具體探析，并提出具體實踐路徑，力圖為技術(shù)賦能教學的落地提供實踐方向。

三、核心要義：思維型教學理論為何能夠引領(lǐng)技術(shù)賦能教學

（一）教學思想的歷史考察與技術(shù)賦能教學認識論的重構(gòu)

早在春秋戰(zhàn)國開始，就有關(guān)于學思結(jié)合、認知沖突、歸納和演繹、獨創(chuàng)性、批評性和深刻性等思維方法、思維過程與思維品質(zhì)的論述。如《論語·述而》中記載了孔子提出的“不憤不啟，不悱不發(fā)，舉一隅不以三隅反，則不復也”。《禮記·學記》中提出“道而弗牽，強而弗抑，開而弗達”。我國著名教育專家霍懋征在不同時期嘗試過不同方法的語文教學，以“啟智”為核心教學理念。古希臘蘇格拉底的“產(chǎn)婆術(shù)”，以認知沖突反映理性思辨和思維能力培養(yǎng)，并作為激發(fā)靈感的藝術(shù)類比推理過程被推崇至今。教育家杜威提出的“做中學”教學思想，其本質(zhì)是在“做”中思維，即通過思維提出問題和解決問題，并在“做”中驗證效果（王曉東，等，2021）。情景教學理論強調(diào)以“情”為紐帶，以“思”為核心。這些教學思想和理論均體現(xiàn)了通過啟發(fā)誘導來培養(yǎng)思維能力的重要認識。

近年來，國務院及相關(guān)部門高度重視教學方式的改革創(chuàng)新，先后出臺政策文件對人才培養(yǎng)方式進行了明確要求。如《中國教育現(xiàn)代化2035》（國務院，2019a）和《關(guān)于深化教育教學改革全面提高義務教育質(zhì)量的意見》（國務院，2019b）都明確提出要創(chuàng)新人才培養(yǎng)方式，優(yōu)化教學方式，推行啟發(fā)式、探究式、參與式、合作式等教學方式，教師要引導學生主動思考、積極提問、自主探究。教育部《2022年義務教育課程方案》（教育部，2022）提出要引導學生自我監(jiān)控，形成良好的思維習慣，發(fā)揮新技術(shù)優(yōu)勢，服務個性化學習。可見，應智能時代教育改革的浪潮，必須基于現(xiàn)代教學思想對技術(shù)賦能課堂教學進行重構(gòu)。大腦認知結(jié)構(gòu)及其功能結(jié)構(gòu)的改變是學習發(fā)生的內(nèi)在特質(zhì)，學習者行為方式的變化是學習發(fā)生的外在表現(xiàn)。學習是大腦神經(jīng)系統(tǒng)從無序的生理結(jié)構(gòu)向有序的網(wǎng)絡(luò)功能結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的動力（吳祖仁，等，2017），教育神經(jīng)科學、腦科學和學習科學等學科的發(fā)展為客觀而準確地揭示技術(shù)賦能教學的生理與心理機制、認識動態(tài)的腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、分析技術(shù)賦能教學的本質(zhì)提供了理論與技術(shù)支撐。傳統(tǒng)教學理論在技術(shù)賦能課堂的教學實踐中缺乏對學習者的思維目的、思維品質(zhì)、思維過程、思維結(jié)果和思維活動中非智力因素的重視，技術(shù)賦能教學過程中必須直面教學實踐中的真實問題，更應該側(cè)重于認識學習者大腦的認知結(jié)構(gòu)及其神經(jīng)機制，并在此基礎(chǔ)上進行理論創(chuàng)新，促使技術(shù)賦能課堂的教學論從傳統(tǒng)的經(jīng)驗水平向現(xiàn)代科學水平轉(zhuǎn)型（楊道宇，2016），不斷促進學習者基于核心素養(yǎng)的高階思維能力的發(fā)展。

（二）思維型教學理論引領(lǐng)技術(shù)賦能教學的目標指向

素養(yǎng)是一個隨著技術(shù)發(fā)展而不斷變化的概念（袁磊，等，2023）。21世紀以來，為應對核心素養(yǎng)導向下課程與教學變革的挑戰(zhàn)，遴選何種學習方式來培育和發(fā)展核心素養(yǎng)已經(jīng)成為全球范圍共同關(guān)注的核心議題。聯(lián)合國教科文組織在2018年發(fā)布《全球數(shù)字素養(yǎng)框架》報告中，就問題解決能力域?qū)ｉT增加了“計算思維”（Law，et al.，2018）。2016年我國教育部頒布的《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)》中尤其強調(diào)對思維品質(zhì)的培養(yǎng)，將理性思維作為培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的18 個要點之一?！读x務教育信息科技課程標準（2022年版）》中也明確將計算思維作為培養(yǎng)和提升中小學生信息科技課程數(shù)字素養(yǎng)的重要方面。國內(nèi)外組織機構(gòu)對素養(yǎng)的研究，都表明提升學生的思維能力對發(fā)展學生核心素養(yǎng)至關(guān)重要。

在人工智能時代，高階思維已經(jīng)成為教育改革中應該著重培養(yǎng)的核心素養(yǎng)（趙麗紅，等，2023）。然而，在思維能力被技術(shù)逐步取代的假象遮蔽下，教師在教學過程中習慣于像訓練機器一樣教育學生，往往忽視了知識獲取與高階思維能力發(fā)展的關(guān)系，導致智能技術(shù)的優(yōu)勢與人的潛能難以優(yōu)勢互補。思維型教學理論認為，不論是學生發(fā)展核心素養(yǎng)，還是學科核心素養(yǎng)，其核心都是思維（徐晶晶，等，2021）。在基于素養(yǎng)導向的技術(shù)賦能教學中，要重視知識和方法的深度理解與靈活應用、批判性思維與創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)、合作能力與交流能力的塑造內(nèi)在學習動機與自主學習能力的發(fā)展、核心價值與創(chuàng)新素養(yǎng)的養(yǎng)成。而學生核心素養(yǎng)的形成，仰賴于學習者積極主動的思維來獲得。

（三）思維型教學理論引領(lǐng)技術(shù)賦能教學的核心思想

教學的核心是思維，學習的關(guān)鍵是思考。思維型教學（Thinking-Based Instruction，TBI）作為一種被廣泛認可的智育形式，是教師心智活動在教學過程中的映射（徐晶晶，等，2021）。思維型教學引領(lǐng)技術(shù)賦能教學基本路徑包括以下五個階段：

（1）創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學習動機。高階思維的發(fā)展以系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，而知識建構(gòu)可以利用智能技術(shù)創(chuàng)設(shè)接近實際的學習情境來激活其中的認知成分（趙麗紅，等，2023），進而為學生提供學習過程所必要的物質(zhì)條件和思維材料，激發(fā)學生的內(nèi)在學習動機和積極的情緒體驗。（2）聚焦問題，引發(fā)認知沖突。設(shè)置適當?shù)膯栴}情境，根據(jù)學生的思維進階過程設(shè)置有價值、有層次的問題鏈，引發(fā)學生產(chǎn)生認知沖突，激發(fā)學生的積極思考。（3）自主探究，保持思維主動。圍繞學科核心概念組織和引導學生進行自主探究，通過人機交互引發(fā)認知沖突，提供合理的學習支架和動機激發(fā)，確保學生思維的主動加工。（4）合作交流，引發(fā)思維監(jiān)控。通過組織學生協(xié)作知識建構(gòu)，引發(fā)頭腦風暴，進而對自己和同伴的思考過程和思維策略進行反思、規(guī)范和監(jiān)控，將學習過程與學習目標進行對比，不斷修正思維活動，最終促進知識的內(nèi)化。（5）現(xiàn)實應用，促進思維遷移。應用遷移作為思維型教學引領(lǐng)技術(shù)賦能教學的目的和歸宿，發(fā)生在課堂教學任務完成的后期，是學生核心素養(yǎng)目標是否得以落實的判斷標準。思維遷移是學習者對所學知識進行抽象概括的基礎(chǔ)上，在新的情境中對知識、方法與態(tài)度的現(xiàn)實運用。

思維型教學引領(lǐng)技術(shù)賦能教學符合人工智能時代對創(chuàng)新人才培養(yǎng)的基本要求，其本質(zhì)特征就是強調(diào)學習過程中思維能力的提升（包括思維的深刻性、靈活性、敏捷性、批判性和獨創(chuàng)性），以發(fā)展學生的學科觀念、學科思維、學科能力和態(tài)度責任為素養(yǎng)目標，要求在教學過程中做到三適應（即適應知識經(jīng)驗、適應認知水平、適應興趣特點）和兩遵循（即遵循學習規(guī)律、遵循學科規(guī)律）（胡衛(wèi)平，2022）。思維型教學既要求符合以核心素養(yǎng)為導向的創(chuàng)新人才的發(fā)展，又要符合學習者的個體特征。在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型以及培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的雙重背景下，如何運用智能技術(shù)賦能教學，引導學生積極思考和學會思維，從而促進學生知識獲取、思維發(fā)展與創(chuàng)新能力的全面提升，這既是學科學習的首要目標，也是當前教育教學變革不可規(guī)避的重要議題。

四、路徑方法：思維型教學理論何以促進智能時代的教學改革

從原始社會到智能時代，人類教育形態(tài)的變遷始終圍繞“學什么”“在哪學”“怎么學”三個基本學習問題（黃榮懷，等，2017）。與其相對應的教學內(nèi)容、教學環(huán)境和教學方式亦隨著技術(shù)的不斷更新及其與教育的不斷融合而呈現(xiàn)出具有時代特征的特殊形態(tài)，此外，從教師的專業(yè)能力而言，也需要為不同水平的教師量身定做相應的專業(yè)能力培養(yǎng)模式。

（一）思維型教學理論引領(lǐng)技術(shù)賦能學科教學內(nèi)容重構(gòu)

思維型教學理論提出，教學內(nèi)容要改變碎片化、割裂式的教學傾向，關(guān)注知識間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，促進知識的結(jié)構(gòu)化，圍繞核心概念開展教學（胡衛(wèi)平，等，2023）。核心概念包括學科核心概念和跨學科核心概念，強調(diào)知識的結(jié)構(gòu)化和綜合化，是認識學科本質(zhì)、學習學科方法、發(fā)展核心素養(yǎng)的重要載體（施久銘，2022）。學科核心概念是居于某個學科領(lǐng)域中心的基本概念、規(guī)律和原理，能夠展示學科圖景、反映學科思想和學科結(jié)構(gòu)、較為上位的知識，具有應用面廣、遷移性強和逐步進階的特點?？鐚W科概念是從不同學科領(lǐng)域抽象概括出來的共同的、重要的概念，聯(lián)系不同學科領(lǐng)域，關(guān)聯(lián)多個學科核心概念。在教學中，要把握核心概念的進階，圍繞學科概念實現(xiàn)由簡單到復雜、由單一到綜合、由模仿到創(chuàng)造、由具體到抽象的思維進階訓練，分解大觀念的思維難度，強化學段教學內(nèi)容安排的序列化和遞進性，體現(xiàn)學業(yè)要求和學業(yè)質(zhì)量標準。突出核心概念在真實情境中的應用，加強知識學習與現(xiàn)實生活、社會實踐之間的聯(lián)系，實現(xiàn)學生對核心概念的深度理解、有效建構(gòu)和靈活應用。

科技創(chuàng)新后備人才的知識特征具有綜合性，綜合性有利于學生創(chuàng)造力的發(fā)展（胡衛(wèi)平，等，2007）。傳統(tǒng)學科教學內(nèi)容雖然有利于學科知識的系統(tǒng)講授，但“碎片化”的理論知識體系包含大量非結(jié)構(gòu)化知識，缺乏對學生跨學科領(lǐng)域?qū)W習能力的培養(yǎng)，難以激發(fā)學生的深層次認知。新課標要求將碎片化的教學內(nèi)容進行重構(gòu)，圍繞核心概念組織教學內(nèi)容，促進知識的結(jié)構(gòu)化。分科課程的綜合化實施是統(tǒng)籌設(shè)計內(nèi)容主題單元、強化課程內(nèi)容知識整合的重要途徑（楊明全，2022）。在教學實踐中，可以利用思維可視化、知識組織與表征等學習技術(shù)工具（如思維導圖和知識圖譜）來表征學科知識所隱含的科學思維，體現(xiàn)學科教學內(nèi)容包含的核心概念及其概念間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，幫助學生建立清晰的概念結(jié)構(gòu)體系，形成內(nèi)容涵蓋完整且科學的知識線索。思維導圖能夠用圖文結(jié)合的方式將各級主題及其隸屬關(guān)系進行可視化組織與呈現(xiàn)，是建立學科核心概念、概念結(jié)構(gòu)及其知識聯(lián)系的有效方法。知識圖譜則是一種體量巨大、在知識點之間和知識點與教學資源之間建立連接的語義網(wǎng)絡(luò)（閆志明，等，2020）。

教師在學科內(nèi)容規(guī)劃時應重點考慮兩個方面：第一，利用思維導圖工具梳理本單元核心概念在不同學段的進階要求及具體內(nèi)容。聚焦各學科課程標準規(guī)定的課程內(nèi)容，凝練學科核心概念下位的主要概念，分析主要概念下位的具體概念，通過三級概念的梳理分析和持續(xù)建構(gòu)，構(gòu)建學科核心概念的進階學習體系。第二，利用學科知識圖譜確定單元學習內(nèi)容的組織線索?；谡n程標準和學科教學規(guī)律，聚焦學科核心概念、主要概念和具體概念，分析教材內(nèi)容的具體內(nèi)容并厘清內(nèi)容內(nèi)在的邏輯關(guān)聯(lián)，構(gòu)建概念節(jié)點及節(jié)點之間的關(guān)系組成知識庫，形成支持學生思維發(fā)展的內(nèi)容結(jié)構(gòu)，為師生提供學科知識點查詢、知識關(guān)聯(lián)查詢、學科知識自動問答、學科知識資源推薦、個性化學習路徑推薦和查詢、學習興趣遷移等支持服務（李艷燕，等，2019）。只有通過結(jié)合思維方法與概念認知工具，使學生在每個概念及其本質(zhì)習得過程中深入體會思維方法與學科方法的作用，學科的核心知識才能被學生掌握，思維教學才能真正得以落實（邢紅軍，2016）。

（二）思維型教學理論引領(lǐng)技術(shù)賦能教師教育智慧學習空間創(chuàng)建

智慧學習空間是一個無縫協(xié)同物理空間、信息空間和社會空間，能夠自動記錄學習過程全數(shù)據(jù)并進行可視化呈現(xiàn)，精準識別學習行為并動態(tài)規(guī)劃學習路徑，按需推送教學資源并進行個性化學習指引，及時提供學習反饋并進行智能決策與評價，為因材施教提供個性化學習支持與服務的虛實共生、開放融合的智慧學習場域。智慧學習空間的智慧性、可視化與虛實共生的特征作為一種理想愿景容易被教育實踐者不假思索地過分追捧，這種技術(shù)至上的錯覺導致很多教師在教學中由于過分依賴技術(shù)實現(xiàn)智慧性而忽視了教師本身的主導性，使得教師常常被技術(shù)所牽制而造成技術(shù)對課堂的壓制（楊雄，等，2022）。實際上學習空間從早期的口耳相傳到傳統(tǒng)教室、多媒體教室、智慧教室，再到智慧學習空間的歷史演變，不僅僅取決于技術(shù)的迭代升級，還和教育理念的轉(zhuǎn)變緊密相關(guān)（洪玲，2023）。早期的行為主義關(guān)注學習者的外顯行為，認知主義關(guān)注學生的信息加工過程，但這些學習理論并沒有讓傳統(tǒng)的以教師為主導的教學模式得到根本改變。建構(gòu)主義強調(diào)學生的學習是一個積極主動的建構(gòu)過程，強調(diào)情境、協(xié)作、會話和意義建構(gòu)，但是在實際教學中學生的學習往往容易偏離教學目標、忽視教師的主導作用和師生之間的情感交互。

隨著人工智能、虛擬現(xiàn)實、大數(shù)據(jù)等新一代智能技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展及其與教育教學的深度融合，技術(shù)作為教學的輔助手段已成為基本共識，從技術(shù)的工具屬性向人的主體性的實踐轉(zhuǎn)向已成為未來教師教育智慧學習空間的發(fā)展趨勢。思維型教學賦能教師教育智慧學習空間旨在為師生創(chuàng)設(shè)良好的教學環(huán)境，通過情境創(chuàng)設(shè)和問題提出激發(fā)學習動機并引起認知沖突，通過自主建構(gòu)開展主動探究與合作交流，促進學生積極主動思維。

第一，構(gòu)建趣味性學習空間激發(fā)學習動機。如，利用多屏互動展示、智能燈光調(diào)節(jié)、物聯(lián)網(wǎng)、增強現(xiàn)實等技術(shù)和游戲化學習方式創(chuàng)建具有趣味性的學習空間，方便學習內(nèi)容呈現(xiàn)，促進情境感知，創(chuàng)設(shè)有利于產(chǎn)生持續(xù)的學習動機、激發(fā)學生積極主動思維的學習環(huán)境。第二，構(gòu)建交互性學習空間形成認知沖突，以其作為學生認知發(fā)展和認知結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的有效手段。如，利用座位布局和混合式學習構(gòu)建協(xié)作知識建構(gòu)場景；利用虛擬仿真實驗和增強現(xiàn)實技術(shù)的高臨場感體驗形象化多維展示進行人機交互；通過交互式學習空間為學生呈現(xiàn)與其原有知識經(jīng)驗不相符的新現(xiàn)象；通過學習腳手架幫助學生利用原有知識和經(jīng)驗去同化或順應這些新現(xiàn)象，進而引發(fā)認知沖突并激發(fā)學生產(chǎn)生強烈的探索欲。第三，構(gòu)建探索性學習空間促進自主建構(gòu)。如，利用智能輔助學具幫助學生降低任務難度，維持既定目標，讓學生在做中學、學中思，持續(xù)進行自主建構(gòu)；利用智能教育機器人的教學適應性、語音識別和仿生技術(shù)，幫助學生通過人機交互進行自主建構(gòu)；利用互聯(lián)網(wǎng)提供的豐富信息資源進行充分的知識建構(gòu)。第四，構(gòu)建支架性學習空間進行自我監(jiān)控。究其原因在于在技術(shù)賦能教學過程中如果不提供及時的學習支架，學生將很難聚焦學習目標并進行持續(xù)性和自主性的認知加工。而通過系統(tǒng)記錄不同學生的每一個探究階段，可方便教師利用反思型支架和監(jiān)控調(diào)節(jié)學習支架促進深度學習發(fā)生。同時借助眼動與腦電技術(shù)測量學習不同階段的認知水平差異，并提供及時的支架反饋和調(diào)節(jié)，還可以幫助學生進行自我監(jiān)控。第五，構(gòu)建多樣性學習空間實現(xiàn)應用遷移。如，利用直播類工具、學情分析工具、自動決策技術(shù)、智能測評工具和資源管理工具等為師生創(chuàng)設(shè)游戲空間、創(chuàng)意空間、討論空間、VR 沉浸人機交互空間和學習共享空間，通過教室物理空間、虛擬空間和社會空間創(chuàng)建多樣化的教學活動類型，培養(yǎng)學生在真實情境中的探索精神、問題解決能力、創(chuàng)新能力和應用遷移能力。

（三）思維型教學理論引領(lǐng)技術(shù)賦能教-學-評一體化

隨著21世紀核心素養(yǎng)與學科課程的不斷融合，作為課程實施質(zhì)量和評價導向的指揮棒，技術(shù)賦能的學校教育教學評價亟須轉(zhuǎn)型。國務院印發(fā)的《深化新時代教育評價改革總體方案》（國務院，2020）明確提出，要改進結(jié)果評價，強化過程評價，探索增值評價，健全綜合評價，充分利用信息技術(shù)，提高教育評價的科學性?！读x務教育課程方案和課程標準（2022年版）》（教育部，2022）中高度重視課程與教學評價方式變革，明確提出了教-學-評的一致性。教-學-評一致性實質(zhì)上是將教學評價嵌套于教學和學習活動中，且教師的教、學生的學、課程與教學評價都圍繞課程標準和目標開展，在教學過程中，要求教學目標、學習活動和教學評價一致化（劉志軍，等，2022）。傳統(tǒng)的應試教育評價偏向注重學生的外顯行為，這種評價導向異化現(xiàn)象一方面忽視了學生在知識與技能習得過程中的認知、情感以及思維的動態(tài)變化，不利于認知內(nèi)驅(qū)力和自我提高內(nèi)驅(qū)力的培養(yǎng)；另一方面，評價反饋沒有在教學過程中對教師的教學起到監(jiān)控與調(diào)節(jié)作用，導致教、學、評不能形成一個完整的閉環(huán)通路。

思維型教學引領(lǐng)技術(shù)賦能教學強調(diào)五育并舉，其學科核心素養(yǎng)的形成機制強調(diào)思維性，教-學-評活動的本質(zhì)是引導學生習得學科學習的思維過程（余文森，2018），不同素養(yǎng)的提升都需要積極思維的參與。第一，在評級方法上，采集多模態(tài)、全景式、多維度、多場域數(shù)據(jù)表征和分析學生在學習全過程的認知神經(jīng)機制。在學習者主觀問卷量表測量其學習態(tài)度、學習動機和認知偏好的基礎(chǔ)上，利用眼動追蹤（Eye-tracking）、腦電（ERPs/EEG）、基于近紅外的超掃描技術(shù)（fNIRS Hyperscanning）、功能性核磁共振成像（fMRI）等技術(shù)采集反映思維變化指標的過程數(shù)據(jù)，客觀科學地精準識別學生的眼動特征、腦電信號、腦間同步性以及利用磁振造影測量神經(jīng)元活動所引發(fā)的血液動力的改變，對不同學習發(fā)生階段的行為、心理和生理等多模態(tài)的全域數(shù)據(jù)進行智能識別、采集和處理，采用長短期記憶網(wǎng)絡(luò)（LSTM）、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）算法，分析多模態(tài)數(shù)據(jù)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)以及積極思維的具體發(fā)生階段，建構(gòu)多模態(tài)融合數(shù)據(jù)機制模型，利用大數(shù)據(jù)和學習分析技術(shù)形成全面的學習者認知畫像數(shù)據(jù)集，揭示學習者的外顯行為與內(nèi)隱認知特征，為教師改進教學方法和進行教學決策提供學情數(shù)據(jù)和科學依據(jù)。第二，在評價導向上，從探索學生發(fā)展結(jié)果轉(zhuǎn)向增值性評價促進學生全面?zhèn)€性化發(fā)展。傳統(tǒng)評價方法通常以階段性成績測試來評定學生學業(yè)進步情況，缺乏過程型證據(jù)和對全體學生發(fā)展過程的增值性分析，這不僅窄化了核心素養(yǎng)對人的發(fā)展的內(nèi)在要求，也難以在教學實踐層面就學生如何進行自我監(jiān)控和教師如何觸發(fā)學生認知和思維發(fā)展提供支撐。

通過分析學習者的智力因素和非智力因素，構(gòu)建以核心素養(yǎng)為導向的覆蓋學習者學習全過程、全要素、及時多元的教學評價反饋系統(tǒng)。依據(jù)學習者認知畫像數(shù)據(jù)集、自動化測評技術(shù)、圖像和語音識別等技術(shù)實現(xiàn)學習過程數(shù)據(jù)集的伴隨式和自動化采集，并從學習動機、認知沖突、自主建構(gòu)、自我監(jiān)控和應用遷移五個方面分析學生的認知結(jié)構(gòu)改變和思維能力提升的“凈增值”，為教師教學的智能教學診斷和決策提供依據(jù)。

（四）思維型教學理論引領(lǐng)技術(shù)賦能教師專業(yè)能力的全程培養(yǎng)

教師專業(yè)能力包括基本能力、教學能力、教育能力、自我發(fā)展能力和教學創(chuàng)新能力，教師專業(yè)能力發(fā)展是這五種能力層級遞進和螺旋上升的過程。在教師專業(yè)能力發(fā)展的每個階段，教師都需要接受特定的專業(yè)能力培養(yǎng)。我國目前在教師專業(yè)能力培養(yǎng)過程中，一是針對不同發(fā)展階段的教師，依然在不同程度上存在專業(yè)能力標準單一、缺乏系統(tǒng)規(guī)劃與層級設(shè)計；二是缺少基于現(xiàn)代教學理論指導的、以思維能力發(fā)展為導向的進階式的教師專業(yè)能力發(fā)展的科學培訓模式。這嚴重制約了教師專業(yè)能力的整體提升。有效的教師專業(yè)發(fā)展應以教師專業(yè)學習為中心，注重教師長期主動的思維投入。教師需要通過自主反思和合作交流的形式，在專業(yè)學習中積極投入思維活動，將習得的專業(yè)能力應用于專業(yè)實踐，并對專業(yè)實踐結(jié)果進行進一步理論反思。

思維型教學引領(lǐng)技術(shù)賦能教學強調(diào)教師專業(yè)發(fā)展注重“思維”品性。一是從專業(yè)能力的內(nèi)涵上，教師的核心專業(yè)能力要能夠在教學中有效促進學生思維。教師需要掌握有利于促進學生積極思維所必須的一系列教學能力，包括創(chuàng)設(shè)教學情境、提出探究問題、設(shè)計探究活動、組織合作學習、引導學生反思、促進應用遷移等。二是從專業(yè)發(fā)展的機制看，可以通過情境與問題、探究與合作、總結(jié)與反思、應用與遷移等多種方式，促使教師對已有的教學觀念與實踐進行積極的思考，最終促進教師專業(yè)能力發(fā)展與專業(yè)實踐改善。在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型和社會對創(chuàng)新人才培養(yǎng)的新的教育生態(tài)中，智能技術(shù)為教師專業(yè)能力發(fā)展提供了全新方法。第一，要開發(fā)覆蓋教師專業(yè)能力全程培養(yǎng)的數(shù)字檔案系統(tǒng)，基于教師行為、心理和人機交互等多模態(tài)數(shù)據(jù)，利用數(shù)字畫像對教師專業(yè)能力發(fā)展進行伴隨式數(shù)據(jù)采集和精準記錄分析，構(gòu)建覆蓋不同水平的教師專業(yè)能力發(fā)展訴求的動態(tài)可追溯教師專業(yè)能力系統(tǒng)培養(yǎng)體系。包括新任教師的基本能力和基本教學能力發(fā)展、骨干教師的學科教學能力和教育能力發(fā)展、優(yōu)秀教師的教學研究能力和創(chuàng)新能力發(fā)展、教學困難教師的個別咨詢與輔導。第二，匯聚群體智慧，打造線上、線下相融合的教師專業(yè)能力發(fā)展環(huán)境，如協(xié)同人類智能和機器智能，利用人機協(xié)同、機器學習和文本增強技術(shù)探究如何通過有效的課堂提問和學習腳手架，激發(fā)學生積極思考，引發(fā)學生更高層次的思維活動；如何通過教學反思進行自我監(jiān)控，進而提升教師教學能力；如何引導學生對學習過程和思維方式進行總結(jié)反思；如何構(gòu)建智慧教學環(huán)境來提升教師教學設(shè)計能力等，進而協(xié)助教師指導教學。

高階思維能力的提升不僅是智能時代科技創(chuàng)新后備人才培養(yǎng)的核心任務，也是教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下教育教學改革亟須破解的教育難題。智能時代的教育變革不能僅僅囿于尋找先進技術(shù)工具如何為教育所用，更需要關(guān)注現(xiàn)代教學思想的引領(lǐng)，并立足我國“教育+互聯(lián)網(wǎng)”的先發(fā)優(yōu)勢，揭示技術(shù)賦能教學的復雜規(guī)律。