摘要：如今，AI技术加速融入教育教学全过程，全方位革新教育范式。AI教师作为新兴教育角色，于拓展教育资源广度、转化教育活动形式等多个维度，彰显着独特而强大的应用效能。由华南师范大学德育神经科学与人工智能实验室黄甫全教授领衔的科研团队，研发出AI全科主讲教师“华君”及

如今，AI技术加速融入教育教学全过程，全方位革新教育范式。AI教师作为新兴教育角色，于拓展教育资源广度、转化教育活动形式等多个维度，彰显着独特而强大的应用效能。由华南师范大学德育神经科学与人工智能实验室黄甫全教授领衔的科研团队，研发出AI全科主讲教师“华君”及配套课程，开启了人机协同教学的前沿探索，为试点学校的课堂教学注入新的活力。

“华君”与真人教师联袂执教的小学语文课堂

让机器人“成为教师”

“华君”的开发初衷源于黄甫全对城乡教育均衡发展的观察和思考。他关注到，长期以来，尽管国家大力推动城乡教育均衡发展，但城乡、区域间仍存在不小的教育差距，一个显见的事实是，近年来，国内重点高校的农村考生比例呈逐年下降趋势。同时，师范学校分类发展导致部分院校生源减少、培养水平下降，农村学校因资源受限而难以吸引优质师资，现有师资也存在流失现象。2016年左右，黄甫全接触到AI和机器人学，于是组建并率领团队开启了对AI教师的研发，意在将其输送到偏远地区及薄弱学校作为师资支持。

在对市面上二三十种教育类机器人进行系统调研后，黄甫全团队购置了多款机器人开展研究，从中选定了一款“人形机器人”，以其为基础开启由AI教师主讲的微型课程开发。首先，团队开展用户接纳度调查，结果显示教育管理者、教师和学生都对AI教师表现出浓厚的兴趣。随后，基于对课堂教学环节的深入理解，团队系统分析国内外优秀教师的数字课程案例，整合优质教学流程与框架设计，集纳先进、创新的教学资源和课例成果，通过深入剖析课例，将课堂划分为六大教学环节，并进一步细化为若干教学片段，对每个教学片段的时长、内容和师生的课堂行为进行预设。借助教学神经深度学习（TNDL）技术，将教学材料编制成脚本化编程包，开发出集成性线上平台“华君课堂”，并将之导入为机器人的核心系统。而后，团队成员分别扮演教师和学生，配合“华君”进行教学演练，还邀请优秀中小学教师参与课堂内容、教学成效评估，听取他们的意见和建议，从而优化教学细节，确保课例质量。

团队还高度关注教育伦理与隐私保护方面，对“华君”进行了杜绝泄密和隐私暴露的程序化结构设计，同时对所开发的课例内容进行严格审查，确保其不存在政治性和常识性问题，使AI教师更具权威性、专业性和科学性。

经过不断的完善和调试，担任课堂主讲的AI教师“华君”就此诞生。实际应用中，“华君”由真人教师辅助其完成课前教学设计与课堂管理，形成了人机协同教学模式下的“双师课堂”。2018年迄今，“华君”在广东十余所中小学、幼儿园推广试点，并走进南粤乡村试教，参与幼儿园课例开发，主讲中小学语文、数学、英语、科学、道德与法治五大学科及部分主题实践活动内容。目前，“华君”已完成课例开发881节、课堂授课459节，并举办了与一线优秀教师“同课异构”教学观摩活动54次。

建立“师—机—生”良性互动

“华君”的核心功能模块包括行动系统、显示设备和智能对话。行动系统方面，“华君”具备14自由度的灵活双臂，能够实现多样动作；底部配备了轮子，便于在教室内移动；还设有触摸传感器、超声波传感器、红外线波传感器，可感知外界并辅助行动。显示设备方面，“华君”配备的触摸式显示屏具备交互功能，能够实现可视化板书、思维导图建构等，提高了课堂的生成性。智能对话方面，通过教师的预设，“华君”可在教学关键节点代替教师发布问题或任务指令，与学生进行对话，契合不同教师的教学需求。

使用前期，黄甫全团队会统一对联袂“华君”执教的教师进行系统性培训，内容涵盖名师课例研讨、创新课程开发、线上客户端操作、遥控器使用等。广东第二师范学院番禺附属小学的语文教师张敏分享，由于从未接触过机器人教学，起初她担忧因无法熟练操作使用“华君”而降低教学质量，但一番试用过后，她渐渐熟悉并适应了这位“教学搭子”。在实操练习阶段，张敏基于课标教学内容，通过编辑脚本，为“华君”预设讲解台词、肢体动作及其他指令，考虑到学生对待同一问题的反应可能各不相同，张敏在此基础上又发散思维，设计了多种可供替换使用的教学方案，针对学生的实际情况有选择地跳过部分预设的情节，随时调整课堂进度、安排教学内容。

实际授课时，教师与“华君”有着各自的分工。投入使用“华君”后，借助人工智能大模型的个性化检索和生成能力，教师只需明确自己对课堂设计和教学内容的需求，一节课内讲解5—10分钟，其余时间可选择由“华君”代劳。教师的主要工作转变为“穿针引线”，主要通过体态、面部和手势语言配合“华君”组织教学活动，强化引导学生关注重点知识，增强情感表达。汕尾市城区香洲街道中心小学的科学教师林海娟表示，在授课过程中，“华君”全面接管了理论性的学科知识教授与简单的教学任务发布，让教师得以实现从传统主讲者到学习引导者的身份转变，拥有更多时间投入备课阶段的创造性教学设计。广州市花都区翰林学校的英语教师刘彦提到，使用“华君”的频率和功能根据当堂课的实际教学安排来决定，学校英语学科在阅读、听说教学中较多使用AI教师，讲评课、复习课则以真人教师授课为主。

做“更受师生喜爱的AI教师”

“华君”是推进教学流程的辅助者。张敏提及，“华君”能够根据预设推进教学流程，发布让学生“默读”“有感情地朗读”“圈画关键信息”等操作性指令，或播放音频带领学生朗读课文，为教师与学生创造了更多一对一沟通的契机，教师就可以在此期间巡视教室，帮助学生调整学习状态，及时发现学生的个性化问题，给予答疑指导。

从反馈情况来看，“华君”颇受学生喜爱。黄甫全团队根据不同学校的实际情况，开发了多种形式的量化学习评估体系和课堂反馈分析工具，对“华君”主讲课程教学效果进行研究，数据证明其在强化学生学习动机、增加学生学习投入和提升学习成果方面，成效高于部分真人教师授课。林海娟提到，玩游戏和小组合作环节，学生对于“华君”感到新奇，愿意举手回答问题或参与其他形式的互动，几乎每个学生在课上都能保持注意力的高度集中，节省了教师维持秩序的时间。不过，林海娟也意识到，这种新鲜感可能会随着时间推移而减弱，因此需要不断更新迭代“华君”的功能，创设新的教学情境，以维持学生兴趣，持续赋能学生的学习。

除了显见的影响，AI教师也常制造“意外之喜”。张敏曾与“华君”配合教学课文《燕子》，并为学生布置了“画出你心目中的燕子”的课后作业，她发现学生创作燕子时都会在它们的翅膀尖画上一些“波纹”，这表明“华君”在课堂上讲解燕子时配合做出的振臂动作给学生留下了深刻的印象，体现了“华君”独特的教学魅力和影响力。

为更好发挥AI教师教学效能，刘彦所在的英语学科组开展了校本教研，从优化教学课件、探索教学前景、设计配合脚本、评价促进效果四方面，构建量化评估体系，研究借助“华君”培养学生英语核心素养的方法。此外，在多模态资源生成方面，“华君”能迅速整合网络优质课件资源，制作动态演示视频。例如，在教学“Water”主题课程时，刘彦配合“华君”为学生进行了水循环动态演示，并据此设计了一个游戏比拼，改变了单纯以语言复述和分析课文的传统教学形式，使学生在直观认知和具身体验中深化了学习。经英语组分析，刘彦执教的班级在借助“华君”练习英语听、说、读持续一学年后，学生的英语平均成绩提高了三分。

关于AI教师的未来发展，黄甫全满怀期待，并透露其团队正推动“华君”进一步优化升级。其一，团队对某小学三年级学生在一堂案例课中的表情进行了识别和分类，归纳出36种典型画像，例如皱眉、瞌睡等，并通过大数据分析匹配相应的学习问题，便于教师对学生的学习情况进行评估、掌握和指导。其二，团队将为“华君”增添更多情感表达，模仿真人教师对学科内容的情绪化理解，提升朗读课文时的情感水平，让教学更有温度、更贴近学生。同时，紧跟当前AI技术的发展，团队还将致力于让“华君”能够基于人工智能大模型庞大、权威、便捷的资料库，突破教师预设脚本的限制，借助生成式人工智能技术随时解答学生的提问。若能实现这些功能，“华君”将在人机协同教学中发挥更大作用，更好地实现AI与真人教师的协同发展。

来源：光明社教育家