AI時代：中小學科學教研組管理的變革與策略

【摘 要】隨著人工智能技術的飛速發(fā)展，教育教學迎來了前所未有的變革。數(shù)字技術的賦能，不僅能夠提高教育教學及管理效率，還能為教師提供個性化的發(fā)展體驗。本文探討AI賦能科學教研組管理，結合理論與實踐，分析AI技術在教研組管理中的應用，并提出相應的策略與建議。

【關鍵詞】數(shù)據驅動；教研決策；教學資源整合

【中圖分類號】G434" "【文獻標志碼】B

【論文編號】1671-7384（2025）02-027-03

北京市育才學校創(chuàng)辦于1937年。第一任校長是毛澤東、田漢等著名人士的老師徐特立，學校具有先進的教育理念和豐富的教育資源，注重學生的全面發(fā)展，為國家培養(yǎng)了大批優(yōu)秀人才。無論是優(yōu)秀教師的課程共享，還是教學經驗的數(shù)字化傳播，學校實現(xiàn)了資源的高效整合與調配，突破了地域與校際的限制。目前，優(yōu)秀課程已經在全國育才教育集團，包括延安育才進行交流。數(shù)字時代，積極引入人工智能技術，構建智能化教學環(huán)境至關重要。2024年，學校課程中心聯(lián)合科研室共同組織各學部的區(qū)級骨干及以上教師，參與了西城區(qū)教委組織的“教師AI學伴、伴研”項目，以及借助AI伴學的有利資源，助力教育管理、教師發(fā)展。

數(shù)字技術支撐下的教研組管理變革

教研組是凝聚教學力量、促進教師專業(yè)成長的核心樞紐，其管理效率和教研質量直接影響著學生的科學素養(yǎng)和綜合能力的發(fā)展。在教育數(shù)字化的大背景下，借助數(shù)字技術與數(shù)據分析，精準把握教學動態(tài)與學生需求，才能讓教研管理更具針對性與前瞻性。筆者作為科學實踐組教研組長，帶領著團隊致力于從理論到實踐對科學教育展開研究，在人工智能技術賦能科學教研組管理方面，也有一些探究。

1.教研組管理理論支撐與AI介入

AI在教育領域的應用基于多種理論，如建構主義理論強調學習是學習者主動建構知識的過程，AI可以通過提供個性化學習資源和情境模擬，助力這一過程。教師能夠基于數(shù)據洞察學生的學習困難與需求，進而優(yōu)化教學策略。人工智能技術在教研組管理中的應用，來源于這些理論基礎。

構建一個以AI為核心的教研組管理理論框架，包括數(shù)據收集、分析、決策支持和反饋循環(huán)四個部分（表1）。這能夠幫助教研組更有效地管理教學資源，提高教學質量。目前，學校教研主要包括教育集團校聯(lián)合教研、各個分校區(qū)聯(lián)合教研、各個年級聯(lián)合教研，數(shù)智技術為突破時空界限提供便利，為教研組帶來了實效。

2.教研組管理提升與AI應用

在傳統(tǒng)的教研組管理中，面臨著資源分配不均、教學內容更新不及時、教師專業(yè)發(fā)展不平衡等問題。數(shù)字技術的引入，為解決這些問題提供了新的思路。在科學教研組管理提升與AI應用的實踐過程中，一方面，需要優(yōu)化管理架構，加強教師間的協(xié)作交流，定期開展深度研討活動，促進教學經驗與資源的共享，使團隊凝聚力與專業(yè)素養(yǎng)得以顯著增強。另一方面，巧妙融合AI技術，利用智能教學輔助工具進行精準學情分析，為個性化教學提供科學依據；借助AI模擬實驗豐富教學手段，激發(fā)學生對科學的探索興趣。通過這些努力，不僅提升了科學教研組的整體管理效能，還為教學質量的飛躍注入了強勁動力，讓科學教育在新時代背景下煥發(fā)出更為耀眼的光芒。

AI助力教師個人專業(yè)發(fā)展

教研組管理與教師個人發(fā)展緊密相連。教師強則團隊強，教師是教研組的核心力量，教師個人發(fā)展對實現(xiàn)教育質量提升具有重要作用，能提升教研組水平。

1.AI助力教師專業(yè)成長

人工智能為教師專業(yè)發(fā)展開辟了新路徑，通過提供精準教學反饋、個性化培訓資源推薦以及智能教案輔助等功能，幫助教師從多方面提升教學能力、優(yōu)化教學方法、豐富教學知識儲備，從而更好地適應教育現(xiàn)代化的發(fā)展需求，推動教育質量的整體提升。在人工智能的助力下，教師在教育教學的專業(yè)道路上才能不斷成長與進步，為學生提供更優(yōu)質的教育服務。比如，學校的希沃教學大模型應用，可以精準捕捉教師的教學環(huán)節(jié)、師生互動情況等多維度數(shù)據，提供詳細的教學行為分析報告。教師依據這些反饋，能針對性地優(yōu)化教學節(jié)奏、改進提問策略，提升教學的有效性。再如，利用科大訊飛的產品，輸入課程主題、教學目標、教學重難點等關鍵信息，就能快速生成一份結構完整、內容豐富的教案框架。教師再結合自身的教學風格和班級學情，對教案進行個性化完善，既節(jié)省了備課時間，又能從生成的教案中獲取新的教學思路與方法。

2.教學反思與AI輔助評價

教師在教學過程中需要不斷反思與自我評價，AI 可以提供輔助。例如，通過對教師教學過程數(shù)據的分析，提取教學亮點與不足，生成教學反思報告框架，引導教師深入思考教學過程中的問題與改進方向。在教師評價方面，AI評價系統(tǒng)綜合學生成績提升數(shù)據、家長與學生滿意度調查數(shù)據、同行評價數(shù)據以及教學過程數(shù)據等多維度信息，給出客觀、全面的教師評價結果，為教師的職稱評定、績效獎勵等提供參考。在教學過程中，AI憑借強大的數(shù)據處理能力，精準分析學生學習表現(xiàn)，從作業(yè)完成情況到課堂互動細節(jié)，皆能給出全面且客觀的評價反饋。同時，AI 輔助評價豐富了評價維度，不再局限于傳統(tǒng)考試成績，更關注學習過程與能力發(fā)展，有力地推動科學教學朝著精準化、高效化、個性化方向穩(wěn)步邁進，開啟科學教育新篇章。

3.智能時代下科學教學實現(xiàn)了設計和創(chuàng)新

人工智能在科學教學中的應用正逐漸改變傳統(tǒng)教學模式，為教學的設計與創(chuàng)新帶來諸多可能。以教育科學出版社四年級（下）科學課教材“簡單電路”一課為例，以往的教學，往往停留在對電路的認識、連接方法的指導上，學生的學習也是一種固定模式：認識電路元件、學會組裝。但是筆者發(fā)現(xiàn)，學生的這種被動認識與機械操作的探究效果不是很理想。學生才是學習的主體，應該讓學生的思維參與進來，增加設計和創(chuàng)新內容，最終實現(xiàn)科學素養(yǎng)的提升，人工智能的介入實現(xiàn)了科學課堂的現(xiàn)場設計和創(chuàng)新。

于是，筆者設計了“怎么控制這盞燈”一課，充分調動學生的思維積極參與，力求通過人工智能的介入讓科學概念和科學技術建立聯(lián)系。基于這樣的想法，設計指導思想為：AI賦能創(chuàng)新與設計，通過學生參與設計活動建立科學概念和科學技術之間的關系；通過數(shù)智賦能加深對概念的應用和拓展。在本課，人工智能的加入實現(xiàn)了課堂的設計、模擬、驗證、創(chuàng)新和應用拓展，課堂結構就發(fā)生了新的改變（圖1）。

人工智能為學習者提供交互式、探究式、個性化、低負荷的學習方式，符合教育發(fā)展的新趨勢，實現(xiàn)了課堂的設計與創(chuàng)新，有效提升了學生的科學素養(yǎng)和綜合能力。為學生創(chuàng)造出沉浸式、交互式的學習情境，激發(fā)學生的好奇心與探索欲，有效培養(yǎng)其創(chuàng)新思維與實踐能力，科學教學在智能化時代展現(xiàn)出全新的活力與無限的可能，極大地提升了教學的質量與效果。通過本次教學實踐，我們深刻認識到人工智能技術在科學教育領域的巨大潛力和價值。

教研組AI管理策略與建議

強化教研組職能，構建高效教研團隊，促進教師協(xié)作交流，既要重視評價職能，建立完善的教學與教研成果評估體系，又要激勵教師積極創(chuàng)新，筆者認為還需以下策略，方能提升教研組工作效能與教學質量。

1.數(shù)據驅動的精準教研洞察

學?？梢越ㄔO智慧校園的數(shù)智平臺，一鍵式辦公，無論身處哪個校區(qū)、哪個城市，均能看到集團化辦公數(shù)據分析，包括所有教研組、教師個人數(shù)據。利用人工智能技術收集和分析教研活動數(shù)據，如教師教學行為數(shù)據、學生學習反饋數(shù)據、教學資源使用數(shù)據等，精準洞察教研活動中的優(yōu)勢與不足，為后續(xù)的教研改進提供數(shù)據依據，以優(yōu)化教學策略，實現(xiàn)學科融合，將教學過程和科學素養(yǎng)培養(yǎng)有機結合，快節(jié)奏、高效率地實現(xiàn)校際間、學科間的溝通與合作。

2.智能資源管理與調配

構建智能教學資源管理平臺，運用人工智能對教學資源進行分類、標簽和推薦。根據教師的教學需求、學生的學習水平和課程標準，智能匹配和推送合適的教學課件、案例、試題等資源。實時監(jiān)測資源的使用情況，及時更新和補充優(yōu)質資源，通過大數(shù)據分析追蹤學生素養(yǎng)發(fā)展的動態(tài)變化，為調整教學策略提供及時反饋，提高資源的利用率和更新頻率。

中小學教研組管理面臨著一系列新的變革與挑戰(zhàn)，同時也孕育著創(chuàng)新策略的機遇，人工智能賦能科學教研組管理，開啟了教育管理的嶄新篇章。它以精準的數(shù)據洞察助力教學規(guī)劃，智能分析教學成效與學生需求，讓教研資源分配更趨合理化。通過自動化流程優(yōu)化任務安排，促進成員高效協(xié)作，極大地提升了教研工作的效率與質量，在人工智能的助力下，教研組能夠更好地適應時代教育變革，引領科學教學邁向卓越新境界。

注：本文系“十四五”北京市教育科學規(guī)劃課題校本研究專項課題“十二年一貫制學校科學教育課程體系構建與實踐研究”的研究成果之一

編" "輯：仲玉維