■走进改革现场
人工智能如何重塑未来课堂?最近,清华大学国家优秀中小学教师培养计划(以下简称国优计划)学生付立群正进行一项关于智能教学系统MAIC在中小学应用情况的调查。这个由清华大学自主设计的智能教学系统,构建出一个生动的未来学习场景:AI教师随时响应学生疑问,AI同学化身讨论伙伴……生成式人工智能对教育教学的深刻变革,在此变得具体可感。
作为教师教育创新机制改革试点单位,清华大学正依托其顶尖理工科优势,以国优计划为核心载体,系统推进教师教育改革,将科技教育理念与人工智能技术全面融入师资培养全过程,着力破解理工科人才向优秀基础教育教师转型的难题。
打造科技教育与AI融合课程矩阵
学生课堂注意力监测系统、中考体育实心球运动智能训练系统……在清华大学教育学院副教授郭菲开设的“教育大数据与学习行为分析”课上,学生一边学习教育大数据知识和数据挖掘技术,一边自主设计一套面向未来教与学的智能系统。
“人工智能是引领新一轮科技革命和产业变革的战略性技术,加强中小学阶段的科技教育与AI教育是全球共识,而当前我国能胜任这两种教学的中小学教师还存在较大缺口。”清华大学教育学院副院长李锋亮表示,将科技教育与AI理念及技术系统性地融入师资培养体系,是关乎国家未来人才竞争力的战略选择,具有极强的紧迫性。
为此,清华大学将教师教育纳入“双一流”建设全局,成立分管副校长牵头的专项领导小组,联动研究生院、校团委、学生职业发展指导中心等多部门及18个理工科院系,定期研判试点难题;组建30余人的专家培养委员会,涵盖科技教育领域国家级教学名师、教育学科教授及清华附中、清华附小一线特级教师,为学生提供高水平的专业指导。
在课程建设上,学校构建了科技教育与AI深度融合的课程矩阵,将相关课程纳入教师教育必修课组,同步开设“未来教育与学习前沿”“未来教育与学习评价”等交叉创新选修课,形成“必修+选修+实践”模块化结构。
同时,以“教育形势与政策”课程为载体,教育学院邀请国际学者围绕“生成式AI与科技教育融合”开展专题讲座与短期课程,拓宽学生国际视野。
课程内容注重实践导向
一把复合弓的背后有着怎样的科学原理?在清华大学航天航空学院教授高云峰开设的“科学教育教具的设计与制作”这门课上,学生以木板为原材料,利用激光切割机、CAD制图软件等工具,完成了一把弓身与轮组相结合的现代复合弓。在高云峰的指导下,学生们还开发了电磁感应箱等多样化的科学教具。
“这些教具的设计融合了力学、材料学、电磁学等多学科知识,学生在设计过程中加深了对科学原理的理解,也锻炼了工程设计和动手实践能力。”长期投身科普教育的高云峰发现,工程教育是中小学教育体系中的薄弱环节,学生动手实践机会普遍不足。
“在科学技术与工程高度融合的趋势下,学生不能只掌握科学知识,还需要深入了解工程技术方法,鼓励学生动手制作简单的小装置小道具就是很好的切入点。”高云峰说。
围绕国优计划教育实践要求,清华大学教育学院优化教学组织和实践环节,创新教学模式,开展项目式、跨学科主题教学等活动,课程内容注重实践导向,如“人工智能与教育”课程结合生成式AI在课堂教学中的应用场景,指导学生开发智能教学辅助工具;针对基础教育阶段的教学实操能力,开设“教学基本功训练”课程,聘请北京大学、首都师范大学等高校专家授课。
破解跨领域培养难题
2025年,付立群在清华附中高研实验室完成了一学期的教育实践。在实践导师、清华附中信息技术教师白鑫鑫的指导下,她设计了一门“制作输入法”的项目课程,引导学生掌握编程的核心逻辑和简单概率模型设计,最终实现一个能将拼音转化为汉字的程序。
“对于刚接触大语言模型的初中生来说,课程内容有些晦涩,实践导师建议我融入学生身边感兴趣的元素。”于是,她在课程计划中增设制作智能体环节,学生们化身“代码工程师”,尝试打造了辩论智能体,让两个智能体展开辩论,点燃了学生的学习热情。
为系统破解跨学科培养难题,清华构建“三导师制+双班主任制”协同模式,提供个性化指导。“三导师制”为每名学生配备理工科院系专业导师(负责学科知识深化)、教育学院教育学科导师(负责教育理论与方法)、中小学名师实践导师(负责教学实操指导),三类导师共同制定培养计划。“双班主任制”由理论班主任(教育学科教师)与实践班主任(中小学骨干教师)共同管理班级,定期组织主题研讨。
目前,2025届10名国优计划毕业生有4人进入中小学校从事科技教育相关工作。
“下一步,清华大学将继续深化科技教育与人工智能课程建设,探索国优计划拔尖科学教师本研贯通培养,完善从教就业及职业发展支持,弘扬科学家精神与教育家精神,为基础教育输送‘懂专业、会教学、善创新’的高素质师资,为教育强国建设贡献清华力量。”清华大学教育学院院长石中英表示。
《中国教育报》2026年01月27日 第01版
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