2022年，元宇宙风头正盛，刘艳丽看到一个朋友在做虚拟主播，她心想，“我也要有一个虚拟助教。”之后，她开始思考这个想法如何落地，并且要真正满足学生的需求。“比如，有些内容，学生没能在课堂上完全掌握，但让老师重新讲一遍又不现实；有些学生在学习时有疑问，但又没办法实时联系到老师；有些学生对前沿科技知识和交叉学科知识研究感兴趣，但一个老师精力有限，不能同时带很多学生做研究……”结合这些平时遇到的问题，刘艳丽想明白了她所需要的“AI助教”的样子。

“在教育过程中，教师不能反复训练学生机器能做的事情，而应该着力塑造人区别于机器的创造力、社会能力、价值观、毅力等。要重在培养完善的人格和善良、合作、同情心等良好品质，使其富有学识、智慧和能力，能为自己的生活和社会承担责任。”余胜泉称。(完)

之所以研发“AI助教”，与一连串萦绕在刘艳丽心头的问题有关，比如，如何提升教师的数字素养？如何将数字技术与教学内容深度融合？如何推动教师成为教育变革的主力？这些，也是很多教师和教研人员的牵挂。

“一线教师拥抱数字技术实现转型，刻不容缓。”刘艳丽称，近日授课发现，学生们已经能熟练使用通用人工智能工具了。“教师是传道授业解惑的主体，自身的数字化素养不能落后于学生。”她还认为，引领学生的思想价值和培养学生的高阶思维能力是高校教师的重要职责，如果把人工智能技术变成得力的助手，能更好地服务高质量人才培养。

推进教育数字化，需要思考教师和技术如何能更加高效高质量地融合，这对教师数字素养的提升，尤其是融合数字技术的常态化课堂教学能力提出了要求，也是难点所在。

教育数字化离不开教师的作用。教师要发挥作用，需要具备数字素养，具有人机互动和协同能力。“这是时代发展对教师提出的要求。”余胜泉认为，要培养面向数字社会的创新人才，教师作为关键一环，必须掌握数字技能。此外，教育发展过程中一些重大难题的破解，如优质教育资源供给不足、城乡教育有差距、卷面考试无法全面反映学生的素养等，都需要数字技术的加持。当教师想提升工作和生活效率时，借助数字技术工具可能会处理得更好。

从2019年到2020年，由北京市教委统一规划、北京师范大学未来教育高精尖创新中心具体执行，“首都教育远程互助工程”和田项目之教师教育教学能力提升专项工作开展，累计三期，每期2个月，355名新疆和田教师参训。北京、新疆教师远程结对，通过一对一交流、互动课堂等多种形态支持北京优质教育资源的线上流转。通过培训，新疆教师教育教学能力，尤其是教学模式方法的掌握，以及教学设计能力得到精准提升，北京教师则拓宽了教育视野，提升了教学反思和个人总结提炼能力。

有的学生会思考自己究竟为何而学，以及自己将来想从事的工作与现在学习内容的关联。对此，刘艳丽会让学生戴上VR眼镜，让他们置身于产业一线、工程前沿，提前在未来工作的现场中去感悟学习和研究的意义。

在他看来，数字技术应用于教学是双刃剑。教师用得好，如虎添翼，对学生创新能力和思维启发帮助很大，用得不好，反而会带来很多负面效果。

教师如何教直接影响学生如何学。“希望通过人工智能的协助，我们能实现高质量的因材施教。”刘艳丽称，数字技术能辅助教师完成高阶任务，“以前，在课程设计里，学生光是学编程，就要花费很长的学时，但编程永远是一个技能，我更希望教会学生在技能训练中锤炼思维能力，最终实现专业问题的解决”。

亚新集团“老师，课堂上讲的这个知识点我还不太明白，想再学习一遍。”“如何通过现有的数据优化编程设计，更好地实现预测功能。”“我想进一步了解新型能源的应用，想尝试做相关课题。”……如今，在天津大学自动化学院“电力系统基础”的课堂上，面对学生们提出的问题，刘艳丽会请出她的“全过程全环节AI助教”一起帮忙解答。这位虚拟助教可以讲课、答疑、提供文献查阅、“带教”做课题，24小时在线，通过手机、电脑就能与学生们交流。

同样是上语文课，他注意到，有的教师会先让学生完整地读课文，然后让学生借助概念图工具画脉络图。从头至尾，学生们能在文章的起承转合中感受文字描述的意境，“这比教师直接输出的效果要好，因为教师尊重了学生，他们在主动使用技术”。

刘艳丽认为，教学改革已经迫在眼前，对于一些习惯于传统教学方式的教师而言，改变对数字化技术使用的认识可能还需要时间；有些教师有改变的意愿，但数字化素养和能力还不够，他们需要相关培训。而她自己面临的“难点”在于，如何进一步优化“AI助教”的功能，即结合学生的个性化诉求，研发简单易行的综合类智慧化教研工具，“希望能将目前分散的功能集中到一个软件上，教师发一个指令，幻灯片有了，慕课也有了，学生们能迅速用起来”。

数学课上，有的教师这样教学生理解函数的奇偶性：教师让学生分别在几何画板上画出一组X的奇数次方和X的偶数次方的图像，再概括出这些函数图像的特点，“这比老师直接讲有意义得多”。

“现在，教师们使用数字技术产品不是问题，难点在于推进信息技术与教师专业工作的融合变革和创新。”余胜泉介绍，国内外非常关注教师数字素养的提升，多个行业标准出台。我国教育部于2023年2月发布了《教师数字素养》，从数字化意识、数字技术知识与技能、数字化应用、数字社会责任、专业发展等维度，对未来教师应具备的数字素养进行了描述。他认为，“在数字化应用方面，难就难在教师要从教育的角度深入思考数字技术如何应用于教学实践，要求教师进行数字化教学设计、数字化教学实施、数字化学业评价、数字化协同育人。”

2023年，刘艳丽在课程中引入了AI助教，这位助教由“数字老师”和“答疑大模型”两大系统组成，“无需花时间亲自录制，教学课件讲义快速转化成授课视频，学生想学哪个知识点就点哪里；如果学生错过了课堂答疑，助教老师可以24小时在线解答；系统的自测功能可以帮助学生形成‘一人一案’的学习路径；系统里的前沿学科知识能提供给学生提前深入研究。”

余胜泉研究过很多课堂上的数字技术应用案例。他曾到一个学校的虚拟现实教室与学生们一起上语文课。当学到古诗《绝句》中的“两个黄鹂鸣翠柳”时，教师让学生戴上VR眼镜，看春天河边的柳树长出柳叶，看两只黄鹂叽叽喳喳地叫。他认为，这种数字化教学方式虽然形象活泼，但是并不恰当，“要借助文字让学生进入自己的想象世界，去感受诗词中的美感，当文字通过数字技术具象化以后，学生们的自主性和想象力被拿走了”。

余胜泉认为，深度的学习和教学强调学习者的主动探索，但并不轻视教师的作用，教师的引导和帮助对于学生的思考和知识建构极为重要。教师应该能提出一些激发思考的问题，引导学生形成自己的看法，并洞察他们想法的由来，看到其合理性和局限，而后再提供相应的引导，此时，教师可以主动合理地使用数字技术。