上海师范大学学生正在模拟教学环境中授课。学校供图
生成式人工智能的迅猛发展为教育带来了新的机遇与挑战，如何用好人工智能这把“金钥匙”，解锁面向未来教育的教师培养之路？
今年8月，上海师范大学正式发布基于生成式人工智能的教师教育实践实训大模型MetaClass（元课堂）系统，结合大语言模型、计算机视觉、数字人、人机交互等技术打造大模型驱动的沉浸式人机交互系统，构建人机融合、交互评估一体化的智能课堂，探索未来教师的“预见式”培养新模式。
“微格亭”里来了“AI学生”
“同学们，观察一下，这些乘法算式有什么共同的特点吗？”在上海师范大学专家楼的一间“微格亭”里，该校2022级小教理科学生朱宇飞正在试练一节小学数学课，台下听讲的是9名“AI学生”，和正常课堂里的学生一样，他们认真听讲、积极举手回答问题。
“上学期我就开始用大模型上课了，与‘AI学生’的互动给了我很多真实的反馈，对我提升教学技能帮助很大。”朱宇飞是元课堂系统的首批“尝鲜者”，她表示，课堂上的“AI学生”不仅能够迅速反应、回答问题，还有丰富的表情，性格和能力也各异。
正是因为“AI学生”的多样性，“微格亭”里的朱宇飞仿佛走进了真实的课堂，她在这里尽情探索试验着各种不同的教学方式，再根据“学生们”的反馈逐步改进。
上海师范大学分析测试与超算中心主任王龚告诉记者，元课堂系统为师范生提供了可以充分试错的模拟教学环境和沉浸式体验，有效避免了师范生在现实教学情境中把学生作为“实验品”的潜在伦理风险。在虚拟智能课堂，师范生可以无风险地创新教学方式，探索教育理念的落地。与此同时，平台记录反馈的各项数据，也为师范生反思成长提供了支持。
“‘AI学生’的表现超出了我的想象，有时候他们还会与老师因为观点不同发生争执，他们反馈的想法给了我很多启发。”上海师范大学英语师范专业大三学生陆尤琪说。
“‘AI学生’给到老师的各种反馈，也是基于真实课堂的数据采集。”王龚介绍，目前元课堂系统建立的“AI学生”和“AI班级”最大限度地还原真实的学生和真实的教学场景，强化理论知识与实践教学的联系与转换，其自然互动模式支持师范生建构面对儿童的教学经验，进而提升师范生教学体验与教学技能。
元课堂系统不仅受到了师范生的青睐，还被应用于新教师培训以及教师教学大赛中。
“对于想成为教师的人而言，必须跨越从理论到实践的鸿沟。如果没有经过严格的教学实践训练，他的教育教学能力就很难得到提升和展现。无论是师范生还是非师范生，都可以利用大模型比较自由地开展模拟训练，以提升自己的教学能力。”上海市教师教育学院院长王洋说。
课堂教学有了“AI智核”
“以往光讲授这些内容就需要两个课时，有了大模型工具竟然一个课时就讲完了，每个小组还都有机会交流讨论。”在中科院上海实验学校，八年级语文教师张晔正在执教项目化学习课程“《红星照耀中国》整本书阅读”，课堂上同学们通过向AI提问的方式很快了解了小传的文体格式，并在AI的帮助下梳理书本内容，创写《毛泽东小传》提纲框架……
教师张晔的这堂课是在“中科智核”的支持下开展的。“中科智核”是上海师范大学为中科院上海实验学校研发的“教学全流程数智协同平台”，平台里集成了人工智能与数字技术赋能教学全流程的实施和管理，为教师的日常教学提供了有力的支持。
“人工智能赋能教育教学是要给教师提供支持，而不是增加负担。”上海师范大学人工智能教育研究院副研究员吴旻瑜介绍，平台研发的整个过程都是基于解决教师教学中遇到的问题，从学习科学的视角来观察传统的课堂，进而提供有针对性的帮助和支持，助力教师提升教学的有效性和科学性，激发学生的学习活力。
“我们学校教师的平均年龄为34岁，‘中科智核’平台推动了这支年轻教师队伍的迅速成长。”中科院上海实验学校校长夏红梅介绍，平台通过数字技术实现教学各环节的无缝衔接，保障教学流程的系统性与一致性，并利用生成式人工智能覆盖教学全流程，提供数据驱动的教学支持。
记者了解到，学校有了像“中科智核”这样的“AI智核”，教师可以迅速了解到每一项教学资源的详细讲解模式和难点要点分析的示范，可以实时共享优秀教案，高效实现从“共同教案”到“个性教案”的灵活转化，可以根据平台反馈的实时数据，开展个性化学习辅导。有了“AI智核”，学生们在社团活动中可以一键制作社团海报，还可以借助AI制作数字音乐、做科创小实验，等等。
“我们清醒地看到，目前，哪怕是最先进的人工智能技术，仍然有它难以克服的伦理问题。”夏红梅介绍，学校一方面搭建了智能平台赋能教育教学全过程，另一方面更注重以人为本，通过课程和活动系统培养教师和学生理解和运用人工智能的能力。
“在应用大模型的过程中，我们也会把来自中小学教育教学一线实践中探索的经验，运用到师范生的培养中。”吴旻瑜说。
据了解，面对人工智能时代对教师提出的新挑战，上海师范大学在师范生培养中也特别增强以“人工智能”为核心的信息素养实践能力培养，构建“高校、中小学、行业企业”多元协同参与的实践培养模式，全面提升未来教师的综合素养。
“知行图谱”预见未来教师
“除了课堂教学的场景模拟，我们还开发了一系列虚拟教学环境应用场景，比如家校沟通的场景中，真人教师可以和‘AI家长’进行沟通，提升家校沟通能力，在教学创新试验场，真人教师可以搭建形式多样的创新课堂，探索创新教学实践，我们还设置了全纳教育场景，教师可以在虚拟课堂中探寻融合教育课堂教学的策略，等等。”王龚说。
“元课堂使用方便，不依赖人、头显设备或其他控制器，实训全过程高度还原课堂教学场景。”王龚介绍，日前，上海师范大学元课堂系统正式推出网页版，登录网页便可以随时随地构建一个“智能课堂”，有9名“AI学生”陪练，在人机互动中共同磨课。元课堂系统还会对使用者的教学能力进行智能分析，及时反馈教育技能优点与不足，助力使用者自我训练与提高。
王龚告诉记者，团队正在构建教师教学“知行图谱”，将结合“AI学生”的反馈与教师胜任力评估体系构建教师胜任力智能评估系统，并针对反馈的教学问题做精准化推荐，形成“实训—评估—推荐”的教师培训闭环模式。
人工智能技术为教师教学赋能的同时，“未来教师”的雏形也逐步在智能课堂里显现。当教师从简单的知识传授者“解放”出来时，又该具备哪些新的素养和能力？
上海师范大学教务处处长王健告诉记者，学校正在建构大思政与师德培养课程群，聚焦“现代师德”素养培育，着力提升师德和育德能力。接下来，会结合系统数据的分析处理，推出师德师风建设应用场景，在智能课堂中嵌入师风师德素养培育，以塑造教师的精神世界为中心，推动未来教师培育情感归属，形成教育信念。
《中国教育报》2024年12月14日 第03版