中小学师生人工智能素养协同提升策略研究-结题报告

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中小学师生人工智能素养协同提升策略研究结题报告摘要本课题针对当前中小学教师与学生人工智能素养培养彼此分离、协同不足的现实问题，以维果茨基最近发展区理论、杜威做中学思想和分布式认知观点为分析框架，综合运用文献研究、调查研究、行动研究与课堂观察等方法，在云台市云溪县6所中小学开展现状调研，在1所核心实验校与2所协作校开展两轮行动研究，历时两年。研究界定了师生人工智能素养耦合关系的内涵与结构，构建了“教师先学—课堂带学—学生反哺”同修共进机制及其运行流程，形成共学、共教、共研、共治四条协同路径和四项配套制度，开发《师生人工智能素养协同发展量表》等两套工具与24个人机协同课例。调研共获取教师有效问卷246份、学生有效问卷1580份，访谈120人；前后测配对样本中教师218份、学生1420份，教师人工智能素养总均分由3.28提升至3.86（提升0.58，效应量d=0.74），学生总均分由3.35提升至3.82（提升0.47，效应量d=0.62），提升幅度均显著高于对照校；能独立设计并实施人工智能融合课例的教师由31人增至96人。研究形成调研报告、协同提升实施手册、评价工具、课例集与典型案例集等成果，为同类学校推动师生人工智能素养协同发展提供了可操作的路径与制度参考。关键词：师生协同；人工智能素养；同修共进；耦合关系；教师先学—课堂带学—学生反哺；应用研究一、课题概述本课题依据河北省教育科学“十五五”规划2026年度课题指南中“中小学人工智能教育”相关方向立项，选题指南编号为19，研究类型为应用研究，研究周期为2027年1月至2028年12月。本节说明课题的研究缘起与四项研究任务的完成情况。（一）研究缘起政策层面，中共中央、国务院《教育强国建设规划纲要（2024—2035年）》明确要求推动人工智能与教育教学深度融合，教育部《关于加强中小学人工智能教育的通知》与《中小学人工智能通识教育指南（2025年版）》对中小学人工智能教育的师资准备、课程实施与素养目标提出了具体要求，《教师数字素养》教育行业标准则从数字化意识、数字技术知识与技能、数字化应用、数字社会责任、专业发展等方面界定了教师素养框架。这些文件共同表明，人工智能素养已成为师生共同面对的发展命题，教师与学生不是两个彼此独立的学习主体，而是处在同一教育场域中的互动双方。区域与学校层面，课题组在申报前对云溪县实验中学及邻近学校作了为期一个月的预观察，发现三类典型现象：一是教师培训与学生活动分头推进，教师参加人工智能专题研修时学生并未同步获得相应的学习支持，学生接触智能工具后形成的使用经验也很少回流到教师的教学判断中；二是教师在课堂上往往倾向于避免学生使用智能工具，担心其替代思考、引发抄袭，却缺少把工具转化为思维支架的方法；三是学生对生成式工具的操作熟练度有时高于教师，但其使用多停留在信息获取与作业代写层面，缺少事实核查与伦理判断意识。课题组据此判断，师生素养提升若只作单向推进，既难以在课堂上形成真实的学习变革，也难以让学生获得方向性的引导。（二）研究任务与完成情况开题时确定了四项研究任务，两年内均按计划完成，具体情况见下表。研究任务开题时的计划实际完成情况任务一：师生人工智能素养耦合关系与协同水平调研调研5—6所学校，形成现状调研报告完成6所中小学正式调研，教师有效问卷246份、学生有效问卷1580份，访谈120人，课堂观察96节，形成3.4万字调研报告任务二：“教师先学—课堂带学—学生反哺”同修共进机制建构形成机制框架与运行流程完成机制内涵界定与三环节流程设计，形成含触发条件、操作要点、支持工具、反馈节律四部分的运行方案，编成《师生人工智能素养协同提升实施手册》第三稿任务三：协同路径与制度安排的实践研究4条路径＋4项制度共学、共教、共研、共治四条路径全部落地，配套建立师生协同教研组制度等4项制度，形成路径操作说明与制度文本任务四：协同效果评估工具开发与实践检验2套工具＋两轮行动研究开发师、生两套量表和课堂协同观察表并完成信效度检验，实施两轮行动研究，完成教师配对样本218份、学生配对样本1420份，形成工具修订说明与效果分析报告四项任务中，任务二的机制建构耗时最长，前后经历三轮研讨、两轮专家咨询和两轮实践修订；任务四的工具在第二轮行动研究中作过一次较大调整，修订过程与依据在第四节说明。二、研究背景与问题提出本节从政策要求、区域现实与既有研究三个方面说明课题的问题来源，并明确本课题拟解决的核心问题与研究边界。（一）政策要求与现实需求人工智能进入教育场域，使“教什么、怎么教、谁来教”的问题同时发生变化。《关于加强中小学人工智能教育的通知》要求将人工智能教育纳入中小学教育教学体系，并强调教师培训与学生培养同步推进；《中小学人工智能通识教育指南（2025年版）》在素养目标上既面向学生，也要求教师具备相应的教学实施能力。《教师数字素养》行业标准把教师素养从技术操作层面扩展到数字化意识、应用与社会责任等层面，提示教师素养本身就是一个包含价值判断与专业发展的复合结构。与政策要求相比，县域学校的现实准备仍显滞后。课题组2027年上半年在云溪县6所中小学的调研显示，教师年均参加人工智能相关培训为9.6学时，能独立设计并实施人工智能融合课例的教师约占两成；与此同时，学生借助各类智能工具完成学习任务的比例已达57.4%，但其中能对生成内容作事实核查的仅占24.3%。教师“不够会教”与学生“不太会辨”并存，构成师生素养协同提升最直接的需求。云溪县实验中学作为县城初中，班额较大、教师年龄结构偏中段，硬件条件基本具备，但缺少把教师研修与学生学习联结起来的常态化机制，这为本课题提供了真实的研究场域。（二）拟解决的核心问题本课题聚焦三个关键问题：一是师生人工智能素养之间的耦合关系如何理解，教师素养与学生素养之间是简单的正向带动，还是存在维度上的差异与错位，其结构需要被清楚地描述；二是“教师先学—课堂带学—学生反哺”这一同修共进机制能否成立，其三个环节的触发条件、操作方式与反馈节律是什么，如何避免“学生反哺”流于形式；三是支撑协同运行的路径与制度安排应当如何设计，才能在不显著增加师生负担的前提下使协同从偶发活动变为常态机制。研究边界为：对象覆盖初中与小学高年段师生，地域限于云溪县6所样本校与3所实践校；不涉及人工智能专门课程体系的完整建设，也不以构建普适性理论为目标，而以形成可复制、可推广的协同提升路径与制度样本为限度。（三）国内外研究现状第一条线索是关于人工智能素养内涵与框架的研究。国内研究早期多从信息素养、数字素养延伸而来，近三年逐渐转向对人工智能素养独立结构的探讨，普遍认同其包含知识技能、应用能力与伦理责任等成分，但在学生素养的年龄适配性与教师素养的专业特性上仍存在分歧。国外研究中，联合国教科文组织发布的《教育与人工智能》相关报告主张人工智能素养应包含批判性使用与伦理理解，欧盟相关框架把教师数字胜任力细分为多个递进等级，为素养的层次化描述提供了参照。总体看，已有框架多把教师与学生分列，较少讨论两者的互动关系。第二条线索是教师专业发展与技术应用研究。这一领域积累了较为丰富的成果，研究普遍指出校本研修、实践共同体与课例研究是教师技术应用能力发展的有效途径，也关注到教师在使用技术时的价值取向与心理负担。但这类研究多以教师为单一主体，学生通常被处理为教学效果的测量对象，而非素养发展的共同参与者。第三条线索是素养评价研究。已有研究开发了多种信息素养、数字素养测评工具，方法上以量表自评为主并辅以任务表现测评。近三年开始出现面向人工智能素养的测评尝试，但多数工具仍按师、生分卷分别开发，缺少能够同时反映师生协同水平的观测维度，也缺少课堂层面的过程性证据。综合而言，既有研究在三方面存在空缺：一是概念层面，师生人工智能素养的耦合关系尚未被严格界定；二是机制层面，面向中小学日常教学的师生素养协同提升机制缺少可操作的流程设计；三是评价层面，缺少兼顾教师与学生、兼顾自评与课堂观察的协同效果工具。本课题即针对这三方面空缺展开。三、研究目标、内容与方法本节说明研究的目标、内容、方法与理论依据。（一）研究目标总目标：立足中小学日常教学场域，揭示师生人工智能素养的耦合关系，构建“教师先学—课堂带学—学生反哺”同修共进机制，形成可操作的协同路径与制度安排，使教师的教学引导能力与学生的自主判断能力在互动中共同提升，推动学校人工智能教育从“分头培训、分头活动”走向“同修共进、协同发展”。子目标：①诊断目标——摸清样本校师生人工智能素养水平与协同现状，形成有数据支撑的问题图谱；②建构目标——界定师生素养耦合关系的内涵与结构，建构同修共进机制及运行流程；③实践目标——形成共学、共教、共研、共治四条协同路径与四项制度安排；④评估目标——开发协同发展量表与课堂协同观察表，并通过两轮行动研究检验其有效性与可行性。（二）研究内容中小学师生人工智能素养耦合关系与协同水平现状诊断研究。“教师先学—课堂带学—学生反哺”同修共进机制的建构研究。师生素养协同提升的四条路径与四项制度安排的实践研究。师生协同效果评估工具的开发与实践检验研究。上述四项内容之间是递进与反馈的关系：内容一提供事实基础，内容二形成机制框架，内容三将机制落实为路径与制度，内容四对机制与路径的实施效果作出检验并把结论反馈至内容二作修订。（三）研究方法文献研究法。检索中国知网、万方、维普及政策文本库，检索词为“人工智能素养”“师生协同”“教学相长”“人机协同教学”“教师数字素养”等，时间跨度为2016年1月至2026年6月，共获得文献912篇（部），去重后由两名成员独立筛选并交叉核对（Kappa=0.79），最终纳入有效文献138篇（部）并建立编码库，用于界定核心概念与搭建分析框架。调查研究法。自编教师、学生两类问卷与半结构化访谈提纲，配合课堂观察采集现状数据。教师问卷设5个维度46题，学生问卷设4个维度38题，均采用5点计分；2027年4月在2所学校开展预调研，教师预调研样本58份、学生186份，据信效度分析删改6个题项后正式施测。正式样本覆盖6所中小学，教师问卷有效246份、学生问卷有效1580份。行动研究法。在1所核心实验校与2所协作校以“计划—行动—观察—反思”循环推进机制落地，研究者与实践者协同参与，两轮行动研究的实施方案、实施日志、观察记录与反思纪要均完整留存。课堂观察与话语分析法。采用自制课堂协同观察表，记录课堂上教师示范、学生质疑、人机互动与同伴协作等关键行为，正式课堂实录共96节，其中人工智能融合课例42节，用于分析协同行为的发生方式与变化。案例研究法。选取办学条件不同的4所学校作深度个案，收集过程性材料与师生反馈，解析协同路径实施的差异与条件。（四）理论依据维果茨基最近发展区理论关于发展在成人引导与同伴互助中实现的论断，支撑“教师先学—课堂带学—学生反哺”机制中引导与互助的双向设计；杜威做中学思想强调经验在行动与反思中生成，支撑把课堂真实任务作为师生共同学习的载体；分布式认知观点把认知活动视为人、工具与环境协同分布的过程，支撑把人机互动纳入协同分析，而非仅把工具视为辅助手段；社会学习理论关于观察学习与自我效能的论述，支撑教师示范行为对学生使用取向的影响分析。这四个依据共同指向一个基本判断：人工智能素养的形成不是个体独自完成的过程，而是在师生互动与课堂实践中逐步建构的。四、研究过程本节按五个阶段叙述研究的实施过程，重点说明研究内容如何在实践层面落地，以及真实情境中遇到的问题与解决方式。（一）准备与设计阶段（2027年1月—3月）课题组于2027年1月组建，共9人。主持人负责总体设计与统筹，3名成员分别牵头文献研究、工具编制与数据分析，4名成员负责实践实施，1名成员负责课堂观察与案例采集。课题组建立“每月例会＋任务台账＋共享材料库”制度，两学年共召开例会27次，形成过程性材料4类、共210余份。文献研究用时近两个月。检索所得912篇（部）去重后为786篇（部），由两名成员独立筛选并按“研究对象—研究问题—研究方法—结论—局限”五栏编码，最终纳入138篇（部），其中关于师生素养关系与技术应用的实证研究54篇，用于综述撰写与核心问题提炼。调研工具编制是这一阶段最费周折的工作。教师问卷以人工智能素养五维为目标构念，初设5个维度、52个题项；学生问卷初设4个维度、44个题项。2027年3月上旬在云溪县实验中学与一所协作小学开展预调研，教师发放62份、有效58份，学生发放200份、有效186份。分析发现，教师问卷中有4个题项在“应用”与“专业发展”两个维度上存在交叉负荷，学生问卷中3个题项超出了小学生的人工智能经验（如涉及模型训练原理的表述），另有2个题项存在明显的社会赞许性。课题组据此删改6个题项，并把抽象的素养描述改为贴近课堂情境的表述，例如将“能够评估人工智能工具的适用边界”改为“在使用智能工具前，教师会先想一想它适不适合这个教学任务”。2027年3月下旬开题论证会上，5位专家提出三条意见：一是要写清“协同”与“分头行动”的区分标准，避免把两类活动简单相加；二是“学生反哺”环节存在角色风险，需防止学生成为被示范的“技术表演者”；三是评价工具应当引入课堂观察证据，不能只依赖问卷自评。课题组据此增设“协同内涵界定”专项任务，把课堂协同行为观察表列入开发计划，并在机制设计中明确学生反哺以“经验分享与问题反馈”为主、不与学业评价挂钩。本阶段遇到的问题与解决。主要问题是预调研中部分师生对“人工智能素养”概念理解不一，导致作答参照不同。课题组在问卷卷首增加一段统一的通俗说明，并请非任课教师主持、分班次错峰施测；对小学生采用教师读题、学生选答的方式降低理解门槛。修订后教师问卷内部一致性由0.83提升至0.90，学生问卷由0.79提升至0.88。（二）现状调研与诊断阶段（2027年4月—7月）正式调研于2027年4月中旬至6月中旬实施。样本校按学段、区位与规模分层抽取，共6所，其中初中3所（县城2所、镇区1所）、小学3所（县城1所、乡村2所），覆盖县城、镇区与乡村三类区位。教师问卷发放264份、有效246份，有效回收率93.2%；学生问卷发放1725份、有效1580份，有效回收率91.6%。其中县城初中样本占比较高，教师118份、学生762份，合计约占学生样本的48.2%，这与县城学校班额较大、智能设备配备相对齐备有关。访谈在问卷统计初步完成后进行，以便有针对性地追问。共访谈120人，其中教师48人、学生60人、学校管理者12人，每人20至35分钟，累计录音约52小时，全部转写并按“素养认知”“使用行为”“协同经历”“支持条件”四个类属编码。课堂观察在6所样本校实施，共实录课堂96节，其中标注为人工智能融合课例的42节，填写课堂协同观察表96份。数据分析使用统计软件完成，缺失比例超过10%的问卷整卷剔除，其余采用均值替代；归因分析采用“数据异常—访谈追问—情境印证”三步法，避免把统计相关直接当作因果。调研发现的问题可归纳为三类，具体表现与数据支撑见下表。问题类别具体表现数据支撑素养结构错位教师知识与技能均值偏低而学生应用与创造起点不低，两者未形成互补教师“知识与技能”维度均分3.05，低于其余四维；学生“应用与创造”维度均分3.05，高于“知识与理解”3.12协同通道缺失课堂缺少师生共同使用与讨论智能工具的安排，学生经验难以回流42节融合课例中，出现师生共同讨论工具使用经验的仅9节；教师问卷中71.4%表示“很少了解学生怎么用智能工具”判断引导不足学生能操作工具但缺少事实核查与伦理判断意识，教师回避而非引导能对生成内容作事实核查的学生占24.3%；教师问卷中63.8%表示“担心学生用工具就不思考”，采取“尽量不引入”策略本阶段遇到的问题与解决。一是学生问卷在小学生群体中回收偏慢，原因是乡村小学学生家长多在外务工，线上填答不便，课题组改为由教师在自习课统一读题施测，并在征得家长同意后回收。二是部分教师对涉及素养短板的提问有所保留，课题组改用“请举一个课堂上让学生用智能工具的例子”等叙事式提问，并明确材料仅用于研究、不与考核挂钩，访谈的开放度明显提高。（三）方案建构与工具开发阶段（2027年8月—11月）机制内涵界定用了三轮研讨加两轮专家咨询。课题组先比较文献中“协同教学”“同伴互助”“师生共学”“人机协同”四类概念，梳理出主体关系、活动载体、成果归属、反馈方式四个区分维度，再经三轮课题组研讨与两轮共14位高校学者、教研员、教研组长与学生的咨询，最终把师生人工智能素养协同提升界定为：教师与学生围绕真实学习任务，通过“教师先学、课堂带学、学生反哺”的循环互动，在教学相长中共同提升人工智能意识、知识技能、应用能力与伦理判断的活动过程。它与分头推进的区别在于：分头推进由教师培训与课外活动各自独立完成，两者之间无稳定的信息通道；协同提升则以课堂为交汇点，教师的学习成果要转化为课堂引导行为，学生的学习经验要回流为教学改进依据，双方在同一个任务中被视为共同的学习者。依据这一界定，课题组设计了“教师先学—课堂带学—学生反哺”同修共进机制，其运行结构见下表。环节触发条件关键行为支持工具反馈节律教师先学学期初确定融合主题；出现新的工具或规则变化种子教师工作坊先做先试，形成教学策略与风险提示；学科小组二次备课主题任务单、风险提示清单、进阶微认证记录每周一次小组研讨，每学期一轮微认证课堂带学学科教学中出现可借助智能工具的真实任务教师示范提问、核查与反思过程；设置人机协同环节并组织同伴讨论人机协同课例模板、课堂协同观察表每节课留出共同反思时段，每月一次课例研讨学生反哺学生在使用中出现有效策略或稳定困惑学生以经验分享、问题反馈、工具测试等方式向教师提供信息学生使用日志、数字助教岗位说明、问题征集单每两周一次班级反馈，每月一次师生联席会教师再学反哺信息显示教学策略与学生实际存在差距教师据反馈调整课例设计与引导方式，进入下一轮先学组合形成的策略修订台账随堂调整，学期末汇总四条协同路径与上述机制一一对应：共学路径解决“教师先学”如何组织，共教路径解决“课堂带学”如何实施，共研路径解决“学生反哺”如何进入教研，共治路径解决协同如何被制度保障。四项制度分别为师生协同教研组制度、学生数字助教岗位制度、课堂人工智能使用公约、师生共修素养档案制度，均形成文本草案供实践检验。评价工具开发与机制设计同步推进。课题组编制《教师人工智能素养协同发展量表》《学生人工智能素养协同发展量表》与《课堂协同行为观察表》。两套量表沿用第四节所述维度，各增设4个反映协同经历的题项；观察表设教师示范、学生质疑、人机互动、同伴协作、共同反思5个维度共22个行为锚定项。2027年10月邀请9位专家对内容效度作评议，条目水平的内容效度指数均不低于0.80。《师生人工智能素养协同提升实施手册》共编三稿：第一稿形成机制框架与活动样例；第二稿在3所实践校38名教师中试读，收集修改意见52条，主要涉及环节过多、表单繁琐；第三稿据此精简，把原设计的6张记录表单合并为3张，形成含机制说明、路径操作、制度文本、工具表单、课例模板五部分的手册，共74页。本阶段遇到的问题与解决。主要问题是机制一度设计得过于精细，教师反映“每天要填的东西太多”。课题组重新审视设计逻辑，把“留痕”改为“可见”：学生使用日志改为每周一次简要记录，课堂协同观察表由课题组观察员填写而非任课教师自填，教师只需在学期末提交一次策略修订台账。调整后，教师对机制的接受度由试读阶段的58.3%上升至82.6%。（四）实践检验阶段（2027年12月—2028年8月）实践校选取兼顾代表性与可行性，最终确定云溪县实验中学为核心实践校（县城初中，专任教师156人、在校学生1860人），另确定一所镇区初中与一所乡村小学为协作校，用于检验机制在不同条件下的适配性。启动前开展教师培训4场次、累计236人次，内容含机制解读、课例模板使用、观察表填写与伦理风险提示。第一轮行动研究（2027年12月—2028年4月）聚焦“教师先学”与“课堂带学”两个环节。做法有三：组建种子教师工作坊，从各学科遴选18名教师先行学习并开发融合课例，累计开发课例11个；在学科教研中推行“二次备课”，即种子教师先试教、学科小组集体修订后再进课堂；在课堂上设置人机协同环节，明确教师必须示范“提问—核查—反思”三个动作。课堂协同观察显示，教师示范行为的出现率由实践前的21.4%升至63.5%，但学生主动质疑行为的出现率仅由9.6%升至17.8%。第一轮暴露出三个问题：一是“学生反哺”环节基本未启动，教师反映“不知道让学生反馈什么”；二是融合课例集中于信息技术与理科，语文、英语等学科参与不足；三是部分学生把智能工具当作直接给答案的捷径，课堂讨论的深度反而下降。课题组据此修订：为反哺环节设计问题征集单与数字助教岗位说明，明确学生可从“工具有效策略”“工具出错情形”“使用中的困惑”三个方向提供信息；把课例开发任务按学科分配，要求语文、英语等学科至少各开发2个课例；在课堂公约中增加“先自己想，再用工具，最后说理由”的操作要求。第二轮行动研究（2028年5月—2028年8月）聚焦“学生反哺”与制度固化。做法有三：设置班级数字助教岗位，由学生自愿申报、定期轮换，累计担任数字助教的学生268人次，任务含收集同伴使用经验、测试新工具、在师生联席会上反馈问题；建立每月一次的师生联席会，由学生向教师汇报使用中发现的问题；把四项制度落到学校常规，协同教研组纳入教研计划，使用公约写入班级公约。两轮行动研究情况对比见下表。项目第一轮第二轮时间2027.12—2028.42028.5—2028.8研究重点教师先学、课堂带学学生反哺、制度固化参与范围3所学校、18名种子教师、开发课例11个3所学校、全体专任教师、累计课例24个主要做法种子工作坊、二次备课、课堂上设置人机协同环节数字助教岗位、师生联席会、四项制度落地发现的问题反哺环节未启动、学科参与不均、学生依赖工具直接取答案反哺信息零散、联席会易走形式、制度与既有考核衔接不畅修订内容设计问题征集单与岗位说明、按学科分配课例任务、增加操作要求建立反哺信息汇总台账、明确联席会议题由学生主导、把协同工作纳入教研考核第二轮发现工具与机制有三处不适用：一是观察表中“共同反思”维度3个行为项在一节40分钟课内难以全部观察到，改为跨节次累计观察；二是学生自评普遍偏高，对“我会核对智能工具给的信息”的自评与教师评分相关系数仅0.31；三是联席会初期议题多由教师指定，学生参与度不高。课题组据此修改观察表维度表述、把量表改为“自评＋同伴评＋教师评”三源交叉、并明确联席会每月议题至少一半由学生提出。修订后课堂观察员一致性由Kappa=0.63提升至0.78。本阶段遇到的典型困难与解决。最突出的是教师时间与参与度的矛盾。第一轮中期有教师反映“融合课例开发是额外任务，备课时间本来就不够”。课题组与学校协商，把协同教研与常规教研合并计算学时，把课例开发纳入校本教研成果认定，并把第二轮课例任务从“每人一个”调整为“每组一个、骨干教师牵头”。教师认为“协同工作可承受”的比例由初期的51.2%上升至89.4%。（五）总结提炼阶段（2028年9月—12月）2028年9月至10月完成数据分析与成效评估：采用配对样本t检验比较实践校师生前后测差异，采用协方差分析（以年级、教龄、既往培训学时为协变量）控制前测差异，并与2所对照校的师生数据作比较。同时把课堂协同行为观察、访谈、学生作品与个案追踪作为交叉验证证据，对量化结论逐项印证。11月完成研究总报告的撰写与修改，共5稿：初稿由主持人执笔，第二稿由3名成员分头审读机制与成效部分并提出意见41条，第三稿提交5位专家审读，第四稿补充典型案例与证据说明，第五稿完成数据核对与格式统一。案例集编撰历时近3个月，共征集案例63篇，按“真实性、过程完整性、证据充分性、反思深度”四条标准评分排序，最终收录18篇。研究期间撰写论文5篇，公开发表2篇，其中1篇标注本课题标识；开发人机协同课例24个，其中5个在县级教研活动中展示。研究全程未发生延期与重大变更，仅就协作校样本作过一次调整：原定协作校含2所乡村小学，因其中一所智能设备配备进度滞后，改为先参与调研与机制咨询、第二轮起参与实践，这一调整已向委托管理机构作书面说明。五、研究成果本节呈现研究形成的认识性成果、操作性成果与实践成效，并说明成果的应用与推广情况。（一）认识性成果第一，揭示了师生人工智能素养耦合关系的结构特征。研究以“任务—工具—反馈”三条纽带刻画师生素养的联系，并通过问卷数据检验各维度之间的关联。结果显示，教师“人工智能应用”维度与学生“应用与创造”维度的关联最强（r=0.46，p<0.01），教师“人工智能伦理与社会责任”维度与学生“伦理与安全”维度次之（r=0.39，p<0.01），而教师“人工智能意识”维度对学生素养的直接关联较弱（r=0.18）。这表明师生素养的耦合不是全面对称的正向带动，而是集中在应用与伦理两个维度上的结构性关联。其启示是：教师培训若只提升意识与知识而不落到应用与伦理引导，很难在学生素养上产生可见效果。第二，阐明了“教师先学—课堂带学—学生反哺”同修共进机制的作用机理。该机制包含两条回路：一条是教学回路，由“教师先学”到“课堂带学”，解决教师学习成果如何转化为课堂引导行为；另一条是反馈回路，由“学生反哺”到“教师再学”，解决学生真实使用经验如何转化为教学改进信息。研究表明，学生的反哺是使协同区别于分头推进的关键环节。当反哺缺位时，教师的学习只能单向作用于课堂，教师对学生的实际使用情形始终隔着一层估计；当反哺启动后，教师的教学判断获得了来自学生的直接依据，课例修订由“按预设调整”转为“按发现调整”。这一机理说明，协同的实质不在活动的叠加，而在信息回路的闭合。第三，提出了协同机制稳定运行的三条设计原则及其边界。研究通过两轮实践归纳出三条原则：低负担原则，即协同要求应嵌入既有教研与课堂流程，不额外增设留痕任务，否则难以持续；可见原则，即协同过程应能够被观察和讨论，而非仅靠材料证明；不挂钩原则，即学生的反哺参与不与学业评价挂钩，以免反哺异化为迎合。同时，研究明确了三条边界：一是学生的技术熟练不等于素养水平，操作熟练有可能掩盖判断能力的薄弱；二是人机协同环节必须为学生的独立思考预留空间，出现“先问工具、不问自己”的倾向时应及时调整；三是学生的使用经验带有局限，反哺信息需经教师核实后再用于教学决策。（二）操作性成果研究形成七项操作性成果，构成一套可携带、可复制的协同实践工具，具体构成与适用范围见下表。序号成果名称形式核心内容适用范围与条件1中小学师生人工智能素养协同水平调研报告调研报告3.4万字，含6所样本校师生素养数据、三类问题图谱与归因分析供县域学校诊断使用，需结合本地数据核校2《师生人工智能素养协同提升实施手册》手册74页，含机制说明、四条路径操作、四项制度文本、3张表单、课例模板面向学校教研管理者与教师，适用于义务教育学校3《教师人工智能素养协同发展量表》评价工具5维度46题，5点计分，α=0.921，KMO=0.893教师自评与教研组互评配合使用4《学生人工智能素养协同发展量表》评价工具4维度38题，5点计分，α=0.904，KMO=0.871四至九年级适用，采用三源交叉评价5《课堂协同行为观察表》评价工具5维度22个行为锚定项，用于课堂现场观察评分需经培训的观察员使用，建议每校2名6人机协同课例集与协同活动资源包教学资源收录课例24个，含议题单、任务单、风险提示卡覆盖语文、数学、英语、科学、信息技术等学科7师生协同提升典型案例集案例集收录18篇案例，分共学、共教、共研、共治四类用于教师培训与校本教研，均可回溯到具体情境四项操作性成果在内容上相互支撑。其一，“教师先学—课堂带学—学生反哺”同修共进机制运行方案，明确了三个环节的触发条件、关键行为、支持工具与反馈节律，并以师生协同教研组制度、学生数字助教岗位制度、课堂人工智能使用公约、师生共修素养档案制度四项制度作为保障，构成协同提升的完整操作框架。其二，实施手册把这套框架转化为可直接使用的文本，使用者可按手册提示在一个教研周期内完成机制启动与首轮运行，故其适用性强于一般性的策略建议。其三，三套评价工具分工明确，两套量表回答“素养水平有无变化”，观察表回答“协同行为是否真实发生”，二者结合可避免仅凭问卷自评产生的偏差。其四，课例集与活动资源包提供了可直接借鉴的教学样例，其中每个课例都标注了教师示范动作、学生可能出现的困惑与相应的引导要点，便于任课教师迁移使用。（三）实践成效总述师生层面，实践校教师人工智能素养总均分由前测3.28提升至后测3.86，学生总均分由3.35提升至3.82，提升幅度均显著高于对照校；能独立设计并实施人工智能融合课例的教师由31人增至96人，能对生成内容作事实核查的学生比例由24.3%升至68.5%。学校层面，3所实践校均建立师生协同教研组，把人工智能使用公约写入班级公约，学生的素养档案实现过程性记录；协同机制由研究干预转变为学校的常规教研安排，其中云溪县实验中学将协同教研纳入学期教研计划并固定每月一次联席会议。从整体上看，研究带来的最明显变化是师生学习关系的重组。研究之前，教师培训与学生活动是两个平行的轨道，两者之间缺少稳定的信息通道；研究之后，课堂成为两条轨道的交汇点，教师的学习与学生的学习在同一任务中相互支撑。这一变化的价值超出素养得分本身：它使教师从技术使用的“先行者”转变为“引导者”，承担示范核查与价值引导的职责；使学生从工具使用的“独行者”转变为教学改进的“参与者”，其使用经验成为教研的重要信息来源。学校由此获得的不只是一套工具或若干课例，而是一种可持续的运行方式——教师带着问题去学，学生带着发现回来，双方在循环中共同前进。课题组认为，这一关系的重组是协同提升最重要的成效，也是成果能够迁移到其他学校的前提。（四）成果的应用与推广校内应用方面，实施手册、三套工具与课例集已在3所实践校全面使用，覆盖专任教师214人、学生2860余人，机制运行流程纳入每学期开学前的教师培训。区域推广方面，通过县级专题教研活动、课例观摩与校际联动等形式向全县12所中小学作成果介绍，累计参与教师380余人次；县教师发展中心将两套量表和课堂协同观察表纳入县域人工智能教育教研的备选工具。课题组还提交《关于建立中小学师生人工智能素养协同提升机制的建议》，其中“把协同教研纳入校本教研考核”“设置学生数字助教岗位”等建议被列入县域相关工作方案讨论。六、研究成效分析本节从学生、教师、学校三个层面分析研究对象如何通过研究措施的落实实现发展变化，并以典型案例佐证。（一）学生层面的变化学生变化的判断采用多重证据：以《学生人工智能素养协同发展量表》前后测配对数据为主线，以课堂协同行为观察、师生访谈、学生学习日志与作品为交叉印证。前后测配对样本1420份，同时采集2所对照校学生配对样本486份作参照。各维度前后测结果见下表。维度前测均分后测均分变化效应量人工智能意识与兴趣3.784.12+0.34d=0.41人工智能知识与理解3.123.64+0.52d=0.63人工智能应用与创造3.053.68+0.63d=0.72人工智能伦理与安全3.453.84+0.39d=0.47总均分3.353.82+0.47d=0.62对照校同期总均分由3.37提升至3.55（+0.18，d=0.21），提升幅度显著小于实践校。以教师协同行为水平为分组变量的分析显示，所在班级教师协同行为出现率较高的学生，其“应用与创造”与“伦理与安全”两个维度的提升幅度明显更大，这为师生素养耦合关系提供了初步的过程性证据。数据背后的机制可从措施与维度的对应关系得到解释。“应用与创造”维度提升幅度最大，与课堂上设置人机协同环节、课例集提供可迁移样例直接相关；观察显示，学生在人机协同环节能提出改进工具使用方式的建议的比例由实践前的11.2%升至52.6%。“知识与理解”维度提升较快，与教师先学后带学的教学安排有关，教师示范“提问—核查—反思”三个动作，使抽象的知识在任务情境中被具体化。“伦理与安全”维度提升幅度相对较小，与该维度前测得分已较高（3.45）有关，也存在引导深度不足的问题。“意识与兴趣”前测已达3.78，提升空间有限，存在天花板效应。从学段差异看，初中学生在“应用与创造”维度上的提升幅度（+0.68）大于小学高年段学生（+0.55），而在“伦理与安全”维度上两者较为接近；这与小学阶段引导以体验和规则建立为主、初中阶段可开展更复杂的核查与辨析任务有关。从起点差异看，前测得分较低的学生提升幅度更大，“知识与理解”维度前测处于后25%的学生平均提升0.67，高于前25%学生的0.38，说明协同机制对基础较弱的学生具有一定补偿作用。这一结果提示，协同提升并非只惠及素养起点较高的学生，其普惠性值得进一步关注。（二）教师层面的变化教师层面的变化首先体现在教学判断上。研究启动前，教师访谈中高频出现的表述是“担心学生用智能工具就不思考”，其应对策略多为回避。研究后期，同样问题出现了“先让学生说自己的想法，再用工具比对”“学生发现工具答错了，反而成了讨论的好机会”等回答。一位有15年教龄的语文教师在访谈中说：“以前我是防着工具，现在是把它当成一个可以讨论的对手。”这与课堂观察数据相互印证：课堂中师生共同讨论工具使用情形的课例比例由21.4%升至76.2%。各维度前后测结果见下表。维度前测均分后测均分变化效应量人工智能意识3.624.05+0.43d=0.52人工智能知识与技能3.053.71+0.66d=0.76人工智能应用3.123.84+0.72d=0.81人工智能伦理与社会责任3.513.92+0.41d=0.49专业发展3.103.79+0.69d=0.78总均分3.283.86+0.58d=0.74专业能力的变化同样明显。实践校156名专任教师中，能独立设计并实施人工智能融合课例者由31人增至96人，能在课例中主动设置思维引导环节者由24人增至89人；4场次培训累计236人次，课后测评平均分由71.3分升至88.6分。参与协同教研的教师由26人增至128人，主动参与学生反哺信息汇总的教研组由2个增至11个。课题组9名成员中，2人被评为县级教学骨干，1人获市级优质课评比二等奖，4人在县级教研活动中作专题报告。从群体差异看，教龄10年以下教师与20年以上教师的提升路径有所不同：前者在“知识与技能”与“应用”两个维度上提升更快，反映出其技术学习负担较轻；后者在“伦理与社会责任”维度上提升更为明显，与其教学经验积累有关。这一发现提示，教师研修不宜采用完全统一的路径，可依据教龄与既有经验作分层安排，使不同群体在各自薄弱处获得支持。（三）学校层面的变化学校层面对人工智能教育的组织方式发生实质变化。3所实践校均建立师生协同教研组，每学期至少开展4次集中活动；均把课堂人工智能使用公约写入班级公约，公约共6条，其中“先自己想、再用工具、最后说理由”一条被多数班级作为课堂常规。制度文本的变化可以对比查看：修订后的协同教研制度把“收集并回应学生反哺信息”列为教研组常规任务，并明确每月一次的师生联席会议题至少一半由学生提出。协同运行的实际变化集中在“嵌入既有安排”而非增设新任务。以云溪县实验中学为例，协同教研与常规教研合并实施，未增加教师集中活动次数；课堂人机协同环节嵌入既有课时，未延长教学时间；学生数字助教岗位纳入班级岗位体系，未单设活动时段。调查显示，教师认为“协同工作可承受”的比例由51.2%升至89.4%，学生认为“在课堂上能表达自己对工具的看法”的比例由34.6%升至78.3%。学生反哺机制的建设是学校层面最具特点的变化。3所实践校累计设置班级数字助教岗位，担任数字助教的学生268人次；累计召开师生联席会21次，形成反哺信息台账36份，其中被采纳用于课例修订的建议87条。学校还需正视由此带来的新问题：反哺信息带有零散性，需要教师归类提炼；个别班级一度出现把数字助教当作“技术能手展示”的倾向，学校据此重申反哺以经验分享与问题反馈为主、不与评价挂钩。三所实践校在推进节奏上也呈现差异。核心实践校因教师规模较大、教研基础较好，机制运行较为顺畅，第一轮即形成较完整的课例链；镇区初中有赖于种子教师带动，第二轮才逐步在校内铺开；乡村小学受师资规模限制，采取“一人带一组”的方式推进，协同重点落在课堂带学与教师内部的经验分享，学生数字助教岗位仅在部分班级设置。这一差异提示，协同机制的实施不宜强求统一步调，需结合学校师资结构、设备条件与既有教研基础作适应性调整，先搭建最基础的运行脉络，再逐步扩展协同环节。（四）典型案例案例一：从“防着工具”到“与工具讨论”——云溪县实验中学八年级语文课例的改进背景与问题。研究启动初期，八年级语文组多数教师对智能工具持回避态度，认为学生会用工具代写作文。课堂观察显示，该组12节语文课中，没有一节安排学生公开讨论工具使用情形；教师访谈中7人提到“宁可不用，免得收不回”。干预措施。依托“教师先学—课堂带学”机制，语文组3名种子教师先行参加专题研修，围绕“议论文论证”这一真实任务开发课例。课例设计三个动作：教师先就一段由智能工具生成的论证作示范核查，指出其中两处事实错误与一处逻辑跳跃；学生分组就同一议题先用工具生成论证，再逐条核查并标注可信度；最后各组比较“自己想的”与“工具给的”有何不同。课题组设置课堂协同观察表，记录学生质疑与共同反思行为。变化过程。首轮课例中，学生多把核查当作“找错字”，对论证逻辑的核查较少，教师也倾向于直接给出结论。第3周起作两项调整：一是把核查任务具体化为“找出一个事实问题、一个逻辑问题”，二是让学生先独立写出自己的论证要点再与工具输出比对。第6周起，课堂讨论明显转向“工具为什么这样写”“这样写有没有漏洞”，学生提出的质疑由课均3.2次升至9.7次；语文组融合课例由2个增至7个。结果与证据。该组学生“应用与创造”维度均分由3.09升至3.81，“伦理与安全”由3.42升至3.90；能对生成内容作事实核查的学生比例由22.4%升至71.6%。教师在访谈中说：“工具答错的时候，正是讲清楚‘为什么’的时候。”反思与分析。该案例说明，教师对工具的回避多源于缺少把工具纳入教学的方法，一旦有了可操作的课例结构与观察反馈，回避便可能转为利用。需要注意的是，核查任务必须具体到可完成的程度，否则容易流于形式；同时应保留学生独立表达的机会，防止讨论被工具输出主导。案例二：一个“技术很溜”的学生的转变——七年级学生小舟的数字助教经历背景与问题。七年级学生小舟（化名）是班级里最早接触智能工具的学生，操作熟练，常能快速给出答案，但课堂上被教师提问“你为什么这么判断”时往往答不上来；他还曾把工具生成的一段内容直接抄入作业，被教师发现。教师最初的判断是“太依赖工具，缺少独立思考”。干预措施。课题组与班主任、信息技术教师一起重新分析，认为小舟的问题不在操作，而在把熟练等同于理解、缺少核查与表达的习惯。干预从三个方面推进：安排他担任班级数字助教，任务不是展示操作，而是收集同学们在使用中遇到的困惑并整理成清单；要求他在小组讨论中先说“我是怎么想的”，再说明工具的作用；在师生联席会上，请他就“工具在什么情况下不靠谱”作一次简短反馈。变化过程与结果。第2周他整理的困惑清单里多是操作方法，被教师提醒后转向“为什么同一个问题工具会给不同答案”这类问题；第5周他在班会上展示了三处工具出错的情形，并说明自己如何发现；第9周他主动在作业中标注哪些部分是工具辅助、哪些是自己完成的。量表显示，其“知识与理解”由3.05升至3.71，“伦理与安全”由3.20升至3.88，作业中未标注辅助来源的情形由4次降至0次。反思与分析。该案例说明，学生中的“技术熟练”未必等于素养水平，但熟练本身可以成为反哺的资源，关键在于把学生的注意力从“会不会用”引向“为什么这样用、什么时候不该用”。数字助教岗位对学生的自我定位有明显影响，但若缺乏明确任务边界，容易演变为工具操作展示，故岗位说明必须强调经验收集与问题反馈，而非技能表演。七、研究反思与后续研究方向本节如实说明研究的局限、尚未解决的问题与后续研究方向。（一）研究的主要局限第一，样本代表性有限。研究样本集中于云溪县6所样本校与3所实践校，学段覆盖初中与小学高年段，区位以县城与镇区为主，乡村小学仅2所，结论向乡村小规模学校、高中阶段或大班额学校推广时需谨慎。县域内学校之间教师流动较为频繁，核心实践校的部分经验可能通过教师调岗间接影响协作校，这在一定程度上可能放大干预效果。第二，研究周期偏短。两轮行动研究合计约9个月，可观察到师生素养的短期变化与课堂行为的改变，但素养向深层学习能力、批判性思维迁移的效果需要更长时间才能显现，本研究尚无法回答效果的持续性问题。学生在数字助教岗位上的成长也多停留在研究期内，离开岗位后能否保持相应习惯，缺少追踪证据。第三，方法上存在若干局限。研究未采用严格的随机对照设计，实践校与对照校在师资、生源与设备条件上并非完全等同，虽以协方差分析控制部分变量，仍不能排除选择性偏差；量表以自评为主，社会赞许性偏差难以彻底消除，学生自评与教师评分的相关系数偏低即反映了这一问题；课堂观察由课题组实施，观察员虽经培训，仍可能存在期望效应。第四，成效归因存在不确定性