許月媚

（廣州市南武中學(xué)，廣東 廣州 510220）

引言

近年來(lái)，隨著國(guó)家政策的積極推動(dòng)，人工智能教育已經(jīng)上升為國(guó)家戰(zhàn)略，要求在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能課程[1]。自2018 年以來(lái)，多地教育主管部門相繼發(fā)文要求在中小學(xué)設(shè)置人工智能課程。從國(guó)務(wù)院和各地教育主管部門文件的相繼發(fā)布可以看出，在中小學(xué)開展人工智能課程已勢(shì)在必行。然而，人工智能課程涉及多學(xué)科知識(shí)，沒有成熟的教學(xué)模型可供借鑒，多學(xué)科乃至跨學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)增加了教學(xué)難度，學(xué)生對(duì)新知識(shí)的理解需要長(zhǎng)時(shí)間的思考和消化，教學(xué)內(nèi)容需要教師多次講解，這給開展人工智能課程教學(xué)帶來(lái)了諸多難題。基于此，本研究引入人類教師和虛擬數(shù)字人教師協(xié)同授課的“雙師課堂”教學(xué)模式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建了包括真實(shí)項(xiàng)目活動(dòng)設(shè)計(jì)、學(xué)生自主參與知識(shí)建構(gòu)、“雙師課堂”協(xié)同教學(xué)、學(xué)生跨學(xué)科能力培養(yǎng)、跨學(xué)科學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)的教學(xué)模式，并將該模式在中學(xué)人工智能教學(xué)中進(jìn)行應(yīng)用探索，把多學(xué)科知識(shí)進(jìn)行整合，以學(xué)生為中心、以“雙師”為主導(dǎo)開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)教學(xué)實(shí)踐，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的項(xiàng)目設(shè)計(jì)能力、計(jì)算思維能力、跨學(xué)科學(xué)習(xí)能力和數(shù)字化應(yīng)用能力。

一、基于“雙師課堂”的人工智能跨學(xué)科項(xiàng)目化學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)

（一）人工智能課程

人工智能教學(xué)是指以人工智能技術(shù)為支撐，對(duì)其原理、方法和應(yīng)用進(jìn)行研究的課程教學(xué)。目前人工智能在中小學(xué)均已上升為國(guó)家課程，教育部發(fā)布的《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版2020 年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱“普高版”）必修模塊1“數(shù)據(jù)與計(jì)算”內(nèi)容包括人工智能及其應(yīng)用等相關(guān)內(nèi)容[2]；選擇性必修模塊4“人工智能初步”覆蓋了人工智能概念、特征、發(fā)展歷程、核心算法、開發(fā)工具、典型應(yīng)用、倫理與安全等內(nèi)容，著重描述學(xué)習(xí)層次，設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單智能系統(tǒng)。2022 年4 月，教育部發(fā)布的《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》（以下簡(jiǎn)稱“義教版”）模塊9“人工智能與智慧社會(huì)”[3]，將人工智能作為課程的獨(dú)立模塊，并設(shè)計(jì)了跨學(xué)科主題。同時(shí)，無(wú)論是“普高版”還是“義教版”，都把項(xiàng)目化學(xué)習(xí)放在了突出位置。

（二）“雙師課堂”

針對(duì)“雙師課堂”，多位學(xué)者研究的視角不同，其內(nèi)涵也各不相同。目前“雙師課堂”的提法有多種：黃甫全等人[4]所研究的“雙師課堂”是指人工智能教師與真人教師聯(lián)袂執(zhí)教，并開展了雙師課堂人機(jī)交互、課堂課程開發(fā)、深度學(xué)習(xí)和科目學(xué)習(xí)知識(shí)研究。付艷芳等人[5]所指的“雙師課堂”是智能教育機(jī)器人和人類教師在課堂教學(xué)中，由機(jī)器人主講，教師主導(dǎo)兼助教，實(shí)現(xiàn)雙師協(xié)作。王同聚[6]提出了“三師課堂”教學(xué)模型，即指人類教師、虛擬數(shù)字人教師和智能機(jī)器人教師協(xié)同開展課堂教學(xué)，三類教師有共同的目標(biāo)，協(xié)同完成教學(xué)任務(wù)。本研究所采用的“雙師課堂”是指虛擬數(shù)字人教師和人類教師二元一體，協(xié)同完成授課任務(wù)。在授課的過(guò)程中，虛擬數(shù)字人教師負(fù)責(zé)視頻授課，人類教師負(fù)責(zé)項(xiàng)目規(guī)劃指導(dǎo)、線下答疑解惑、動(dòng)手實(shí)操指導(dǎo)、學(xué)生心理疏導(dǎo)等。

（三）跨學(xué)科學(xué)習(xí)

張華[7]認(rèn)為，跨學(xué)科學(xué)習(xí)是基于跨學(xué)科意識(shí)，運(yùn)用兩種及以上不同學(xué)科的觀念來(lái)解決真實(shí)問(wèn)題的課程和學(xué)習(xí)方式?！傲x教版”在不同章節(jié)多次強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí),倡導(dǎo)“做中學(xué)”“用中學(xué)”“創(chuàng)中學(xué)”，要求跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)不少于本學(xué)科總課時(shí)的10%。李克東等人[8]認(rèn)為，跨學(xué)科學(xué)習(xí)是對(duì)復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行不同的認(rèn)識(shí)以及更深層次的內(nèi)化與理解的過(guò)程。筆者在歸納各位學(xué)者針對(duì)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的論述，結(jié)合人工智能課程的特點(diǎn)對(duì)跨學(xué)科學(xué)習(xí)進(jìn)行梳理后認(rèn)為，在人工智能課程教學(xué)中，跨學(xué)科學(xué)習(xí)是基于學(xué)科核心素養(yǎng)，整合多學(xué)科知識(shí)，以特殊的方式組織課程、創(chuàng)設(shè)多學(xué)科學(xué)習(xí)環(huán)境、搭建跨學(xué)科課程學(xué)習(xí)平臺(tái)、實(shí)現(xiàn)多學(xué)科內(nèi)容整合的學(xué)習(xí)方式。跨學(xué)科學(xué)習(xí)過(guò)程通過(guò)跨學(xué)科整合、跨學(xué)科思考、跨學(xué)科實(shí)踐、跨學(xué)科評(píng)價(jià)，在探索中進(jìn)行創(chuàng)新，將跨學(xué)科知識(shí)進(jìn)行融合、內(nèi)化和吸收，從而培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科融合能力、創(chuàng)新能力和解決問(wèn)題能力等。

（四）項(xiàng)目化學(xué)習(xí)

劉景福等人[9]提出，項(xiàng)目學(xué)習(xí)是指以學(xué)科的概念和原理為中心，在真實(shí)世界和一定時(shí)間內(nèi)借助多種資源開展探究活動(dòng)?！捌崭甙妗薄傲x教版”均強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目學(xué)習(xí)的重要性，要求以項(xiàng)目學(xué)習(xí)為主線，讓學(xué)生開展項(xiàng)目主題探究活動(dòng)，經(jīng)過(guò)知識(shí)建構(gòu)、知識(shí)遷移、問(wèn)題解決和創(chuàng)造價(jià)值的過(guò)程，體會(huì)探究新知的樂趣。在開展人工智能課程教學(xué)時(shí)，采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)教學(xué)項(xiàng)目，選擇“項(xiàng)目范例”，讓學(xué)生通過(guò)“情境導(dǎo)入→選擇主題→項(xiàng)目規(guī)劃→項(xiàng)目探究→項(xiàng)目實(shí)施→成果展示→教學(xué)評(píng)價(jià)”等環(huán)節(jié)開展項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)。

綜上，人工智能課程教學(xué)是依據(jù)“普高版”“義教版”，在知識(shí)建構(gòu)理念指導(dǎo)下，通過(guò)將跨學(xué)科知識(shí)與項(xiàng)目式教學(xué)相結(jié)合，教師進(jìn)行精心設(shè)計(jì)和指導(dǎo)，以人工智能項(xiàng)目問(wèn)題為中心，引導(dǎo)學(xué)生在真實(shí)情境中探究、設(shè)計(jì)和實(shí)踐，從而培養(yǎng)學(xué)生的解決問(wèn)題能力。本研究引入虛擬數(shù)字人教師，優(yōu)化教學(xué)環(huán)境，開發(fā)教育數(shù)字化教學(xué)資源，采用“雙師課堂”教學(xué)模式，能為學(xué)生提供跨學(xué)科學(xué)習(xí)、項(xiàng)目學(xué)習(xí)實(shí)踐指導(dǎo)，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合技能，拓展人工智能數(shù)字化教育資源，提升課堂教學(xué)質(zhì)量?；凇半p師課堂”的人工智能跨學(xué)科項(xiàng)目化教學(xué)能推動(dòng)人工智能教學(xué)創(chuàng)新，為人工智能教學(xué)資源的開發(fā)提供借鑒。

二、構(gòu)建基于“雙師課堂”的人工智能跨學(xué)科項(xiàng)目化教學(xué)模式

構(gòu)建基于“雙師課堂”的人工智能跨學(xué)科項(xiàng)目化教學(xué)模式，其核心是將“知識(shí)建構(gòu)、雙師課堂、教學(xué)評(píng)價(jià)”進(jìn)行三位一體的有機(jī)融合，基于“普高版”和“義教版”、知識(shí)建構(gòu)理論、跨學(xué)科學(xué)習(xí)理論，運(yùn)用項(xiàng)目化學(xué)習(xí)方法，開展人工智能課程教學(xué)研究，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維、設(shè)計(jì)思維和創(chuàng)新思維能力。模式的具體內(nèi)容包含五部分：設(shè)計(jì)真實(shí)的項(xiàng)目活動(dòng)、“雙師課堂”協(xié)同教學(xué)、運(yùn)用指向?qū)W生跨學(xué)科能力培養(yǎng)的設(shè)計(jì)、主動(dòng)參與自主建構(gòu)、制定學(xué)生跨學(xué)科學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)方式等教學(xué)策略。基于“雙師課堂”的人工智能跨學(xué)科項(xiàng)目化教學(xué)模式如圖1 所示。

圖1 基于“雙師課堂”的人工智能跨學(xué)科項(xiàng)目化教學(xué)模式

（一）真實(shí)項(xiàng)目活動(dòng)設(shè)計(jì)

該模式在人工智能項(xiàng)目教學(xué)中引入了設(shè)計(jì)思維，幫助學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題，設(shè)計(jì)真實(shí)的項(xiàng)目情境。所選擇的項(xiàng)目主題應(yīng)與學(xué)生的生活息息相關(guān)，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)，為學(xué)生提供共情的可能性。設(shè)計(jì)適切的項(xiàng)目活動(dòng)有利于學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，提出解決問(wèn)題的方法，篩選出最優(yōu)解決方案，建立模型并創(chuàng)造出實(shí)物作品，最后對(duì)創(chuàng)作的作品進(jìn)行測(cè)試和評(píng)價(jià)，進(jìn)一步完善項(xiàng)目活動(dòng)設(shè)計(jì)。融入設(shè)計(jì)思維的人工智能項(xiàng)目教學(xué)架構(gòu)分為“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題—定義問(wèn)題—方案設(shè)計(jì)—原型制作—測(cè)試改進(jìn)—分享評(píng)價(jià)”六個(gè)階段。在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題階段，開展學(xué)情分析，了解學(xué)生的認(rèn)知水平，以此為依據(jù)提出項(xiàng)目的主題，創(chuàng)建合適的問(wèn)題情境，布置調(diào)查研究任務(wù)；在定義問(wèn)題階段，提倡用共情的方式，引導(dǎo)學(xué)生聚焦問(wèn)題的本質(zhì)，確定需求，剖析問(wèn)題產(chǎn)生的原因；在方案設(shè)計(jì)階段，提倡各小組成員根據(jù)不同的認(rèn)知提出豐富的設(shè)計(jì)方案，由小組成員梳理想法，并對(duì)想法進(jìn)行目標(biāo)評(píng)估及可行性分析，學(xué)習(xí)新知，確定擬使用的解決方案；在原型制作階段和測(cè)試改進(jìn)階段，小組成員利用軟硬件設(shè)備，將設(shè)計(jì)方案可視化，學(xué)生在這個(gè)過(guò)程中需要通過(guò)搭建、測(cè)試和修正完善模型，逐步生成更佳的解決方案；在分享評(píng)價(jià)階段，小組成員展示各自的創(chuàng)意設(shè)計(jì)，收集同伴的反饋意見，依此改進(jìn)、完善解決方案。所以，方案設(shè)計(jì)、原型制作、測(cè)試改進(jìn)是一個(gè)循環(huán)迭代過(guò)程。融入設(shè)計(jì)思維的人工智能項(xiàng)目教學(xué)架構(gòu)如圖2 所示（見下頁(yè)）。

圖2 融入設(shè)計(jì)思維的人工智能項(xiàng)目教學(xué)架構(gòu)

（二）學(xué)生自主參與知識(shí)建構(gòu)

人工智能課程教學(xué)注重學(xué)生主動(dòng)參與知識(shí)建構(gòu)、積極探究提出問(wèn)題，通過(guò)與他人的合作交流，不斷建構(gòu)、重構(gòu)和優(yōu)化自己的知識(shí)體系，從而幫助學(xué)生更好地理解知識(shí)的本質(zhì)和核心，培養(yǎng)學(xué)生的高階思維能力。在人工智能課程教學(xué)中，需要將學(xué)習(xí)任務(wù)情境化，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中，通過(guò)自主探究學(xué)習(xí)和小組協(xié)作學(xué)習(xí)，動(dòng)手創(chuàng)作項(xiàng)目作品，最終完成具有創(chuàng)新性的作品。因此，知識(shí)建構(gòu)理論可以幫助學(xué)生更加深入地理解人工智能知識(shí)，在實(shí)踐中促進(jìn)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用和創(chuàng)新思維的形成。

（三）“雙師課堂”協(xié)同教學(xué)

“雙師課堂”是由人類教師、虛擬數(shù)字人教師協(xié)同開展的課堂教學(xué)，其教學(xué)模型如圖3 所示（見下頁(yè)）?！半p師課堂”中的兩類教師通過(guò)不同的方式進(jìn)行授課，學(xué)生通過(guò)聆聽虛擬數(shù)字人教師的講解，獲取人工智能課程的新知識(shí)、接受項(xiàng)目任務(wù)，學(xué)習(xí)硬件組裝設(shè)計(jì)方案和軟件編程思路。在原型制作階段，學(xué)生根據(jù)虛擬數(shù)字人教師講授的內(nèi)容，用微型計(jì)算機(jī)、各種傳感器、攝像頭等硬件進(jìn)行組裝，程序設(shè)計(jì)則采用Python 語(yǔ)言編程。在測(cè)試改進(jìn)階段，學(xué)生如果遇到知識(shí)性問(wèn)題就向虛擬數(shù)字人教師求助，遇到動(dòng)手實(shí)操技能性疑難問(wèn)題則向人類教師求助，通過(guò)自主探究、小組協(xié)商、共同創(chuàng)作，完成項(xiàng)目的制作。最后，學(xué)生將完成的作品進(jìn)行分組展示、交流分享和相互評(píng)價(jià)。

圖3 “雙師課堂”教學(xué)模型

1.虛擬數(shù)字人教師：負(fù)責(zé)視頻授課

虛擬數(shù)字人技術(shù)是語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音合成、自然語(yǔ)言理解、動(dòng)畫生成等多種技術(shù)的融合。

制作虛擬數(shù)字人是將授課內(nèi)容的文字導(dǎo)入制作平臺(tái)，由AI 驅(qū)動(dòng)生成授課視頻。課前，學(xué)生觀看虛擬數(shù)字人教師的授課視頻進(jìn)行預(yù)習(xí)；課中，虛擬數(shù)字人教師進(jìn)行授課內(nèi)容的教學(xué)，學(xué)生跟著虛擬數(shù)字人教師學(xué)習(xí)時(shí)，可以把虛擬數(shù)字人教師的講解視頻反復(fù)播放，直至把所有講解內(nèi)容全部學(xué)會(huì)；課后，如果需要鞏固所學(xué)內(nèi)容，學(xué)生還可以隨時(shí)復(fù)習(xí)觀看?？梢?，虛擬數(shù)字人教師能夠代替人類教師授課，讓人類教師回歸到育人的教育本質(zhì)上。

2.人類教師：負(fù)責(zé)項(xiàng)目規(guī)劃和課堂活動(dòng)輔導(dǎo)

在虛擬數(shù)字人教師的幫助下，人類教師可以把主要精力放在解決學(xué)生在項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)制作、軟件程序編寫、作品聯(lián)合調(diào)試過(guò)程中臨時(shí)出現(xiàn)的疑難問(wèn)題，指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)方案，幫助學(xué)生找到實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意的有效途徑，設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的作品，并關(guān)注學(xué)生的個(gè)體需求，給予即時(shí)的輔導(dǎo)。

（四）學(xué)生跨學(xué)科能力培養(yǎng)

人工智能是一門綜合性學(xué)科，融合了生物學(xué)、數(shù)學(xué)、腦科學(xué)、信息科學(xué)等知識(shí)，同時(shí)與物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)緊密聯(lián)系，在教學(xué)中既可以作為學(xué)習(xí)內(nèi)容，又可以作為學(xué)習(xí)工具。由此可以看出，人工智能具有跨學(xué)科的特性，基于設(shè)計(jì)思維的人工智能教育在選擇教學(xué)內(nèi)容時(shí)，需要整合多學(xué)科知識(shí)，實(shí)現(xiàn)學(xué)科的跨界互補(bǔ)、“協(xié)同”解決問(wèn)題，從而培養(yǎng)學(xué)生的工程思維能力、設(shè)計(jì)思維能力、計(jì)算思維能力，發(fā)展核心素養(yǎng)。

（五）學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)

學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)可以幫助教師了解教學(xué)效果，從而有針對(duì)性地調(diào)整引導(dǎo)、支持策略；提供教學(xué)反饋，讓學(xué)生了解自己的學(xué)習(xí)效果，從而有針對(duì)地進(jìn)行改進(jìn)，促進(jìn)自身的發(fā)展。進(jìn)行學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)時(shí)，要設(shè)置有效的評(píng)價(jià)量規(guī)，使評(píng)價(jià)可以基于不同視角和不同維度展開，最終獲得比較公平客觀的評(píng)價(jià)結(jié)果[10]。在基于設(shè)計(jì)思維的人工智能課程教學(xué)中，強(qiáng)調(diào)多元化評(píng)價(jià)與智能化評(píng)價(jià)貫穿在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中。采用多元化評(píng)價(jià)，能夠從多維度進(jìn)行考量，關(guān)注學(xué)生各種能力的培養(yǎng)。學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)并非能一次性形成，需要在與同伴的合作交流中不斷改進(jìn)完善。多元化的評(píng)價(jià)增加了師生、生生之間的互動(dòng)交流，可以幫助老師和學(xué)生從多個(gè)視角看待項(xiàng)目設(shè)計(jì)的過(guò)程，從而幫助學(xué)生形成成果。采用智能化評(píng)價(jià)，則可以實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)景高效率的協(xié)同評(píng)價(jià)。學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)方式如圖4 所示。

圖4 學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)方式

三、基于“雙師課堂”的人工智能跨學(xué)科項(xiàng)目化模式應(yīng)用實(shí)踐

本研究以“智能配送”主題為例，該主題包含智能分揀、智能運(yùn)輸、智能放置3 個(gè)環(huán)節(jié)，教學(xué)采用基于“雙師課堂”的人工智能跨學(xué)科項(xiàng)目化模式進(jìn)行，通過(guò)“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題—定義問(wèn)題—方案設(shè)計(jì)—原型制作—測(cè)試改進(jìn)—分享評(píng)價(jià)”的項(xiàng)目流程加以實(shí)踐。在教學(xué)過(guò)程中，人類教師擔(dān)任項(xiàng)目規(guī)劃和項(xiàng)目輔導(dǎo)角色，虛擬數(shù)字人教師擔(dān)任課程授課和主講角色，雙師密切配合，協(xié)同完成授課任務(wù)；學(xué)生在“智能配送”項(xiàng)目中完成主題設(shè)計(jì)、項(xiàng)目規(guī)劃、結(jié)構(gòu)搭建、程序代碼編寫、測(cè)試運(yùn)行、小組分享、互動(dòng)評(píng)價(jià)等探究活動(dòng)。

（一）“智能配送”項(xiàng)目主題設(shè)計(jì)與項(xiàng)目規(guī)劃環(huán)節(jié)

“項(xiàng)目立項(xiàng)”是項(xiàng)目主題設(shè)計(jì)和項(xiàng)目規(guī)劃的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，決定了項(xiàng)目實(shí)施的方向、目標(biāo)和資源配置。在此環(huán)節(jié)，明確“智能配送”項(xiàng)目的實(shí)施目標(biāo)和范圍，包括要解決的問(wèn)題、涉及的技術(shù)和方法、預(yù)期的成果等。教師可要求學(xué)生用共情的方式，站在目標(biāo)用戶的角度思考問(wèn)題，通過(guò)調(diào)研收集信息、剖析問(wèn)題產(chǎn)生的原因，了解目標(biāo)用戶對(duì)智能配送的需求和期望，以及社會(huì)上對(duì)該問(wèn)題現(xiàn)有的解決方案。例如，學(xué)生考慮到“一種可用于圖書館書籍自動(dòng)傳送的裝置”等。

（二）“智能配送”結(jié)構(gòu)搭建與程序設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

根據(jù)設(shè)計(jì)方案，“智能配送”項(xiàng)目結(jié)構(gòu)的外觀搭建、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編寫和調(diào)試直接關(guān)系到目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的效果。按照功能需要，智能分揀和智能放置兩個(gè)環(huán)節(jié)需要搭配硬件結(jié)構(gòu)協(xié)作完成任務(wù)，為此，課程配置了人工智能基礎(chǔ)套裝，包含微型計(jì)算機(jī)、各種傳感器、攝像頭、結(jié)構(gòu)積木等硬件，可拼搭式組裝硬件結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)自由組合多種造型。程序設(shè)計(jì)采用Python 語(yǔ)言編程，學(xué)習(xí)平臺(tái)提供程序代碼模板和一些基本的語(yǔ)法和控制流程，學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)平臺(tái)提供的程序代碼模板，直接運(yùn)行并模仿其中的邏輯、改造現(xiàn)有的代碼，以理解代碼的實(shí)現(xiàn)原理，逐漸掌握更高級(jí)的編程技巧。在這個(gè)環(huán)節(jié)里，小組成員重點(diǎn)關(guān)注過(guò)程控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題；人類教師觀察學(xué)生的課堂狀態(tài)，為學(xué)生提供個(gè)性化輔導(dǎo)，幫助學(xué)生解決問(wèn)題，確保設(shè)計(jì)方案的落實(shí)。

（三）“智能配送”作品分享與教學(xué)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)

作品分享與教學(xué)評(píng)價(jià)是學(xué)習(xí)效果檢測(cè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，開展教學(xué)評(píng)價(jià)要注重評(píng)價(jià)主體、方法和工具的多元化，借助智能平臺(tái)（如UMU 或問(wèn)卷星），采用科學(xué)的評(píng)價(jià)手段（例如問(wèn)卷、訪談、評(píng)價(jià)量表、日志報(bào)告等）對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行智能分析，開展過(guò)程性與總結(jié)性、定性與定量相結(jié)合的評(píng)價(jià)；重視自評(píng)與他評(píng)，采納學(xué)生個(gè)體、小組團(tuán)體的評(píng)價(jià)意見和建議，學(xué)生根據(jù)教師提供的評(píng)價(jià)指南，對(duì)自己的學(xué)習(xí)情況或小組內(nèi)其他同學(xué)的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，包括對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況、學(xué)習(xí)方法和策略的運(yùn)用情況等。

總之，完成“智能配送”項(xiàng)目的主題設(shè)計(jì)需要綜合運(yùn)用跨學(xué)科知識(shí)和技術(shù)，需要不斷調(diào)整和改進(jìn)項(xiàng)目計(jì)劃和方案，以實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的預(yù)期目標(biāo)。在項(xiàng)目學(xué)習(xí)過(guò)程中，要發(fā)揮學(xué)生的主體作用，培養(yǎng)學(xué)生的項(xiàng)目規(guī)劃能力、問(wèn)題解決能力、團(tuán)隊(duì)合作能力，以發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)。教學(xué)案例設(shè)計(jì)如表1 所示。

表1 基于“雙師課堂”的人工智能跨學(xué)科項(xiàng)目化模式應(yīng)用的教學(xué)案例設(shè)計(jì)

四、結(jié)語(yǔ)

人工智能課程涉及多學(xué)科知識(shí)，沒有成熟的教學(xué)模式可供借鑒，給開展人工智能課程教學(xué)帶來(lái)了諸多難題。本研究構(gòu)建了基于“雙師課堂”的人工智能跨學(xué)科項(xiàng)目化教學(xué)模式，并應(yīng)用該模式以“智能配送”項(xiàng)目主題為例，進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：采用“雙師課堂”協(xié)同教學(xué)能夠減輕人類教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)，能夠提高教師的教學(xué)效率；學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)，接受人類教師和虛擬數(shù)字人教師的協(xié)同授課，根據(jù)遇到的不同問(wèn)題分別向兩類教師求助，開展跨學(xué)科學(xué)習(xí)，采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方法，可以有效提高自身解決問(wèn)題的能力。因此，在人工智能教學(xué)中，將“雙師課堂”、跨學(xué)科學(xué)習(xí)、項(xiàng)目化學(xué)習(xí)三者進(jìn)行有機(jī)融合，形成了一種新型教學(xué)模式，讓學(xué)生在實(shí)踐中體驗(yàn)、在探索中創(chuàng)新，能夠培養(yǎng)學(xué)生的項(xiàng)目規(guī)劃能力、工程設(shè)計(jì)能力、計(jì)算思維能力和創(chuàng)新思維能力，為學(xué)生進(jìn)行科技創(chuàng)新提供了展示平臺(tái)，有助于復(fù)合型創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。