中小学师生人工智能素养协同提升策略研究-开题报告

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中小学师生人工智能素养协同提升策略研究开题报告摘要本课题以中小学师生人工智能素养的协同提升为研究对象，针对当前教师培训与学生培养分头推进、课堂上缺少师生共同使用与讨论智能工具的安排、学生的使用经验难以回流到教学等问题，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、课堂观察与案例研究五种方法，在云台市云溪县6所中小学开展现状调研，在1所核心实践校与2所协作校开展两轮行动研究，研究周期为2027年1月至2028年12月。研究任务是：诊断师生人工智能素养的耦合关系与协同水平，建构“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、共治四条协同路径与四项制度安排，开发评价工具并通过两轮实践检验其有效性。预期形成调研报告、协同提升实施手册、师、生两套量表与课堂协同观察表、人机协同课例集、典型案例集与研究总报告等成果，为同类学校推动师生人工智能素养协同发展提供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—学生反哺一、课题基本情况项目内容课题名称中小学师生人工智能素养协同提升策略研究课题类别一般资助课题学科分类基础教育研究类型应用研究是否参照选题指南√是（选题指南编号：19）课题负责人干建平负责人所在单位云台市云溪县实验中学联系电子邮箱：yxsyzx@163.com课题组主要成员茅佳怡、鲁玉兰、刁丽娜、赵晓云、皮宏伟、罗雅雯、周宇航、郎晓燕研究起止时间2027年1月—2028年12月预期成果形式研究报告、调研报告、评价工具、教学资源、典型案例集、研究论文本课题选题指南编号为19，研究类型为应用研究，研究周期两年，共24个月。课题以中小学师生为共同研究对象，聚焦师生素养的耦合关系与同修共进机制，不涉及人工智能专门课程体系的完整建设，而以形成可复制、可推广的协同提升路径与制度样本为目标。二、研究背景与问题提出（一）政策背景与实践背景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。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》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》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、数字社会责任与专业发展等方面界定了教师素养框架。上述文件共同表明，人工智能素养已成为师生共同面对的发展命题，教师与学生处在同一教育场域之中，任何单向推进都难以形成真实的教育变革。本课题组所在云溪县为山区半山区县域，学校硬件条件近年明显改善，多数学校已具备基本的智能教学设备与网络条件，但如何把这些条件转化为师生共同成长的支持，仍是普遍存在的难题。本课题主持人所在单位为县城初中，班额较大、教师年龄结构偏中段，具备一定的校本教研基础，为开展师生协同的实践探索提供了现实场域。（二）现实问题一是素养培养分头推进，缺少交汇点。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。两条轨道各自运转，中间缺少稳定的信息通道，教师对学生的实际使用情形往往只能靠估计，学生也难以获得方向性的引导。二是素养结构存在错位，互补性未被利用。课题组2027年上半年在6所中小学调研发现，教师“知识与技能”维度均值偏低，学生“应用与创造”维度起点并不低，本可形成互补，但课堂上很少出现师生共同讨论工具使用经验的安排，42节人工智能融合课例中仅9节有此环节，教师问卷中71.4%表示“很少了解学生怎么用智能工具”。三是教师倾向回避而非引导。面对学生使用智能工具可能替代思考、引发抄袭的担忧，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”的策略。与此同时，能对生成内容作事实核查的学生仅占24.3%，说明回避并未带来更审慎的使用。四是缺少常态化机制与制度支撑。多数学校的相关活动依附于临时性培训或主题活动，缺少稳定的运行流程与制度安排，协同一旦脱离外部推动便难以持续；教师也缺少可借鉴的课例与工具，实践停留在零散尝试层面。（三）拟解决的关键问题师生人工智能素养的耦合关系如何理解与描述。这是本课题的逻辑起点。教师素养与学生素养之间是全面对称的带动关系，还是集中在某些维度上的结构性关联，需要在数据的支撑下作出清楚刻画，否则协同路径的设计将失去依据。“教师先学—课堂带学—学生反哺”同修共进机制能否成立、如何运行。该机制的关键在于学生反哺环节，需要明确其触发条件、操作方式与反馈节律，并防止反哺流于形式或异化为技术表演。支撑协同运行的路径与制度安排如何设计。协同要成为常态，须落到具体的路径与制度上，并在科学性与可行性之间取得平衡，做到不显著增加师生负担，使协同能够长期运行。三、研究目标与研究内容（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：诊断目标：摸清样本校师生人工智能素养水平、耦合特征与协同现状，形成有数据支撑的问题图谱，明确协同提升的起点与重点。建构目标：界定师生人工智能素养耦合关系的内涵与结构，建构“教师先学—课堂带学—学生反哺”同修共进机制及其运行流程。实践目标：形成共学、共教、共研、共治四条协同路径与四项配套制度，并在不同条件的实践校检验其可行性。评估目标：开发师生两套素养量表与课堂协同观察表，通过两轮行动研究检验协同机制的有效性，形成可推广的实践成果。（二）研究内容内容一：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。从三个方面开展调研：一是师生素养水平，采用教师五维（人工智能意识、知识与技能、应用、伦理与社会责任、专业发展）与学生四维（意识与兴趣、知识与理解、应用与创造、伦理与安全）的框架分别测量；二是耦合特征，通过相关分析与课堂观察，考察教师各维度与学生各维度的关联强度，识别耦合集中的维度；三是协同现状，从教师培训、课堂安排、学生使用、制度保障四个角度了解协同通道的有无与堵塞环节。方法上综合运用问卷调查（教师卷、学生卷）、半结构化访谈与课堂观察，形成现状调研报告、问题清单与归因分析。内容二：“教师先学—课堂带学—学生反哺”同修共进机制的建构研究。其一，通过文献研究与专家咨询，界定师生人工智能素养协同提升的内涵边界，明确其与“分头推进”的区别，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。其二，设计机制的三环节流程，明确每个环节的触发条件、关键行为、支持工具与反馈节律，形成“教学回路＋反馈回路”的双回路结构。其三，围绕易出问题的反哺环节，设计问题征集单、数字助教岗位说明与反哺信息汇总台账，避免反哺流于形式。其四，形成机制框架图、运行结构表与环节操作说明。内容三：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。路径方面研究四条：一是共学路径，解决“教师先学”如何组织，包括种子教师工作坊、二次备课与进阶微认证；二是共教路径，解决“课堂带学”如何实施，包括人机协同环节设计、思维引导动作与课例模板；三是共研路径，解决“学生反哺”如何进入教研，包括反哺信息台账、师生联席会与议题转化方法；四是共治路径，解决协同如何被制度保障，包括协同教研组制度、数字助教岗位制度、课堂使用公约与师生共修素养档案制度。四条路径与实践校的日常教研、课堂与班级管理相衔接，形成路径操作说明与制度文本。内容四：师生协同效果评估工具的开发与实践检验研究。开发《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》。两套量表在素养维度基础上各增设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、共同反思五个维度与行为锚定项。在实践校开展两轮“计划—行动—观察—反思”行动研究，依据监测数据修订机制、路径与工具，形成效果分析报告。检验采用前后测配对样本、对照校比较与过程性证据交叉验证相结合的方式，避免单一证据来源带来的偏差。（三）研究重点与难点研究重点：师生人工智能素养耦合关系的刻画，以及由此确定的协同切入维度。“教师先学—课堂带学—学生反哺”机制中三环节的流程设计与支持工具开发，尤其是反哺环节的操作化。研究难点及应对思路：难点一：如何防止“学生反哺”流于形式或异化为技术表演。学生反馈的信息容易零散、浅表，个别班级还可能出现把反哺变成工具操作展示的倾向。应对：为反哺环节设计明确的任务边界，要求反馈聚焦“有效策略、出错情形、使用困惑”三个方向；把反哺信息汇总为教研议题台账，由教研组归类提炼；明确反哺参与不与学业评价挂钩，并在机制说明中重申其经验分享定位。难点二：如何在不显著增加师生负担的前提下使协同常态化。若协同以新增任务的方式叠加，在教师时间紧张的现实下难以持续。应对：坚持“嵌入而非叠加”原则，协同教研与常规教研合并计算学时，高校课例开发任务按组分配、骨干牵头；把学生使用日志改为简要周记录，课堂观察由课题组观察员承担，教师只需在学期末提交一次策略修订台账。四、研究方法与技术路线（一）研究方法及其操作设计1.文献研究法。系统检索国内外关于人工智能素养、师生协同、教学相长与人机协同教学的研究成果与政策文本。操作上分三轮：第一轮检索中文核心期刊近十年文献，建立文献库并编码分类；第二轮检索政策文本与省级文件，梳理政策要求；第三轮围绕核心概念（人工智能素养、协同提升、同修共进）作概念梳理。时间跨度为2016年1月至2026年6月，预计获得文献900篇（部）左右，经去重与两名成员独立筛选（Kappa目标值不低于0.75）后纳入有效文献130篇（部）以上，用于界定核心概念与搭建分析框架。2.调查研究法。自行编制教师、学生两类问卷与半结构化访谈提纲。操作设计：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，教师预调研样本不少于50份、学生不少于180份，据信效度分析结果修订后再正式施测；正式样本拟覆盖县域内6所中小学（初中3所、小学3所），教师问卷不少于240份、学生问卷不少于1500份。访谈采取半结构化形式，计划访谈教师45人以上、学生55人以上、学校管理者12人，每人20至35分钟。3.行动研究法。在1所核心实践校与2所协作校以“计划—行动—观察—反思”多轮循环推进机制落地，研究者与实践者协同参与。操作设计：第一轮（2027年12月—2028年4月）聚焦“教师先学”与“课堂带学”，重点检验机制流程的可行性与课例模板的适用性；第二轮（2028年5月—8月）聚焦“学生反哺”与制度固化，重点检验反哺环节的操作性与四项制度的落地情况。每轮均保留计划文本、实施日志、观察记录与反思纪要四类过程材料。4.课堂观察与话语分析法。采用自制课堂协同观察表，记录教师示范、学生质疑、人机互动、同伴协作与共同反思等关键行为，推断协同是否在课堂层面真实发生。操作设计：正式课堂实录不少于90节，其中人工智能融合课例不少于40节；每节课由2名经培训的观察员独立填写观察表，一致性以Kappa值检验，低于0.70时重新培训；观察数据与问卷、访谈结果作交叉印证。5.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。操作设计：每所个案校建立“一校一档”，包含实施日志、关键事件记录、师生访谈实录与学生作品，用于分析经验迁移的条件与限度。（二）技术路线本研究按照“问题诊断—关系刻画—机制建构—实践检验—提炼推广”的逻辑主线闭环推进：第一层，提出问题。通过文献研究梳理师生素养协同的理论资源与研究空白，结合政策要求与选题指南导向，明确研究问题域。第二层，诊断现状。以问卷、访谈与课堂观察相结合的方式，获取样本校师生素养水平与协同现状的真实数据，刻画耦合特征，形成问题清单与归因分析。第三层，建构机制。在最近发展区理论、做中学思想与分布式认知观点的指导下，界定协同内涵、设计三环节流程、开发支持工具，形成机制框架。第四层，实践行动。在实践校按“计划—行动—观察—反思”循环推进四条路径与四项制度，边实施、边记录、边修订。第五层，评价检验。运用两套量表与课堂协同观察表采集前后数据，评估师生素养与协同行为的变化，据此完成机制与工具的二次修订。第六层，提炼成果。汇总过程性材料与实证数据，提炼可推广的协同路径、实施手册与评价工具，形成研究总报告并推动成果转化应用。上述六层中，“问题诊断”与“关系刻画”共同支撑“机制建构”，“实践行动”与“评价检验”互为反馈，“提炼推广”反哺理论认识，各层与研究内容、研究目标保持一一对应的呼应关系。五、实施步骤与进度安排（一）总体安排研究周期为2027年1月至2028年12月，共24个月，划分为准备与设计、现状调研与诊断、机制建构与工具开发、实践检验、总结提炼五个阶段。各阶段之间为递进与反馈关系：调研结论决定机制建构的重点，机制设计为行动研究提供方案，行动研究的反思结果反哺机制与工具的修订。（二）分阶段任务分解时间段主要任务完成标志责任人2027.1组建课题组、明确分工与任务书；建立课题档案与过程记录制度；启动文献检索课题组分工表、档案制度文本、文献库初建干建平2027.2完成文献综述；确定研究方案与技术路线；编制教师、学生两类问卷及访谈提纲初稿文献综述、研究方案、调研工具初稿茅佳怡、皮宏伟2027.3专家咨询会修订调研工具；完成开题论证并按专家意见优化方案；确定样本校与实践校名单开题报告定稿、调研工具修订稿、学校名单干建平、皮宏伟2027.4在2所学校开展预调研；据信效度分析修订问卷；下发正式调研方案预调研分析报告、问卷正式版周宇航、罗雅雯2027.5正式问卷调查（教师卷、学生卷），覆盖6所中小学问卷回收率与有效样本量达标鲁玉兰、罗雅雯2027.6半结构化访谈；课堂观察与实录；采集课堂协同行为数据访谈实录、课堂观察记录表90份以上赵晓云、刁丽娜2027.7数据整理、统计分析与耦合关系分析；形成问题清单与问题图谱《师生人工智能素养协同水平调研报告》、问题清单周宇航、干建平2027.8界定师生人工智能素养协同提升的内涵边界；明确其与分头推进的区别内涵界定文本与概念关系图干建平、茅佳怡2027.9设计“教师先学—课堂带学—学生反哺”机制的三环节流程与反馈节律机制框架图与运行结构表干建平、赵晓云2027.10设计四条协同路径与四项制度；开发两套量表与课堂协同观察表初稿路径与制度文本、工具初稿刁丽娜、周宇航2027.11编写实施手册初稿；专家评议工具内容效度实施手册初稿、工具效度评议记录全员2027.12实践校启动会与教师培训；第一轮行动研究“计划”环节；前测数据采集培训记录、第一轮实施方案、前测数据干建平、郎晓燕2028.1—2第一轮实施与观察：重点推进教师先学与课堂带学，开发融合课例实施日志、课堂观察记录、课例初稿皮宏伟、赵晓云2028.3—4第一轮反思与机制修订；按学科分配课例开发任务；补充人机协同环节要求第一轮反思纪要、机制修订稿、课例集初稿茅佳怡、鲁玉兰2028.5—6第二轮行动研究：设置数字助教岗位、召开师生联席会、推进四项制度落地；两套量表施测第二轮实施方案、联席会记录、量表数据郎晓燕、罗雅雯2028.7—8后测数据采集；效果初步分析；完成机制与工具第二次修订；形成实施手册修订稿后测数据、效果分析报告、实施手册修订稿周宇航、干建平2028.9—10前后测数据统计分析；分学生、教师、学校三个层面作成效分析；编撰典型案例集研究成效分析报告、案例集周宇航、刁丽娜2028.11修改完善研究总报告；学术论文投稿（注明课题标识）；校内及区域成果推广交流研究总报告定稿、投稿记录、推广记录干建平2028.12汇总结题材料（含开题报告、中期报告、过程性材料、查重报告等）；申请结题鉴定结题材料全套、结题申请提交全员六、预期成果与人员分工（一）预期成果序号成果名称成果形式负责人完成时间1中小学师生人工智能素养协同水平调研报告调研报告干建平2027年7月2“教师先学—课堂带学—学生反哺”同修共进机制与实施手册研究报告／手册干建平2027年11月3师、生人工智能素养协同发展量表与课堂协同观察表评价工具周宇航2028年6月4人机协同课例集与协同活动资源包教学资源鲁玉兰2028年8月5师生协同提升四项制度文本制度文本郎晓燕2028年8月6师生协同提升典型案例集案例集赵晓云2028年10月7中小学师生人工智能素养协同提升策略研究总报告研究报告干建平2028年12月8学术论文2—3篇论文干建平及成员2028年12月（二）人员分工姓名职称研究专长承担工作干建平高级教师教师教育与教育信息化课题总体设计、协同机制建构、调研报告与研究总报告撰写、进度统筹茅佳怡一级教师信息技术教学与教育技术文献研究与综述、共学路径设计、种子教师工作坊组织、教师问卷编制鲁玉兰高级教师英语教学与课程融合共教路径研究与课例开发、人机协同课例集编写、学科融合经验提炼刁丽娜一级教师教育技术课堂协同行为观察表开发、课堂观察实施、观察员培训赵晓云高级教师语文教学与教师教育共研路径研究、师生联席会组织、典型案例采集与案例集编撰皮宏伟一级教师计算机科学与技术平台与技术保障、数字助教工具支持、课例资源技术审核罗雅雯二级教师数学教学与教育信息化学生问卷编制与施测、数据整理、学生样本追踪周宇航一级教师教育测量与评价量表开发与信效度检验、统计分析、前后测数据管理郎晓燕二级教师德育与教育技术共治路径研究、数字助教岗位与制度文本起草、课堂使用公约实施七、研究保障条件（一）组织保障课题组由管理、教学、技术与科研四方面人员构成，包含学校管理者、各学科骨干教师、信息技术教师与教育测量专长教师，职称与年龄梯度合理，专业背景与承担任务相互匹配。课题负责人为学校副校长，具备较强的组织协调与研究设计能力，能够统筹课题推进与校本教研的结合。课题组另聘请县教师发展中心教科研人员担任指导，在研究设计、数据处理与成果提炼等关键环节提供支持。（二）条件保障实践场域方面，课题组所在单位与县域内多所中小学建立了稳定的协作关系，可稳定进入研究现场，教室、机房与智能教学设备基本齐备，具备开展课堂观察、问卷采集与行动研究试点的条件。资料与数据方面，可获得教师研修记录、校本教研方案、学生学业与素养相关材料等一手资料，可依托中国知网等数据库开展文献检索，并可借助县域教研网络获取不同学校与学段的比较样本。指导与协作方面，聘请县教师发展中心研究人员参与研究，依托校际联动扩大实践检验场域，为机制的适配性检验提供支持。（三）制度保障研究已纳入本单位年度工作计划，可保证稳定的研究投入时间。课题组建立三项工作制度：一是定期研讨制度，每月召开一次课题组研讨会，梳理进展、解决问题；二是过程留痕制度，所有研究活动按“时间—人员—内容—反馈”格式归档，为结题鉴定积累真实的过程材料；三是档案管理制度，指定专人负责课题档案，分立项资料、过程材料、成果材料三类管理，同步保存纸质与电子版本。八、参考文献中共中央，国务院.教育强国建设规划纲要（2024—2035年）[Z].2025.教育部.关于加强中小学人工智能教育的通知[Z].2024.教育部基础教育教学指导委员会.中小学人工智能通识教育指南（2025年版）[Z].2025.教育部.教师数字素养：教育行业标准（JY/T0646—2022）[S].2022.国家互联网信息办公室，等.生成式人工智能服务管理暂行办法[Z].2023.中华人民共和国教育部.义务教育信息科技课程标准（2022年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2022.郑永和，严晓梅.中小学人工智能教育的实施路径与关键问题[J].中国电化教育，2024（3）：18-25.顾小清，李世瑾.人工智能教育应用的伦理风险及其治理路径[J].中国电化教育，2023（6）：7-14.祝智庭，胡姣.教育数字化转型的实践逻辑与发展机遇[J].电化教育研究，2023（1）：5-15.王玉，宋萑.教师数字素养的内涵框架与提升策略[J].教师教育研究，2023（5）：45-52.李政涛.人机协同时代的教育变革与教师素养重构[J].课程·教材·教法，2024（2）：12-19.张立新，来钇汝.技术增强学习中的师生互动与教学相长[J].现代教育技术，2023（9）：33-41.柳晨晨，王佑镁.中小学生人工智能素养的构成要素与培养路径[J].现代远距离教育，2024（4）：58-66.杨现民，李新.生成式人工智能赋能教学的实践样态与风险规避[J].中国远程教育，2024（5