AI交互教学技术实现高互动性课堂，节约资源

目前的授课平台所进行的线上与线下结合授课，更多的是以“面授内容＋网络平台”的形式直接迁移至线上。新教学并不只是将线下的教学结构与教师简单“平移”至线上，而是重构以达到高效学习为目标的整个学习闭环。在内容上，注重知识碎片化和数据结构化。

在AI交互教学技术帮助下，将机器人教师的网络授课移到教室内，最大化节约教师资源，同时为学生提供高互动性的课堂体验。

新教学的机器人教案是预先录制的，但在学生规模、课程模式、课堂互动与课后评估模式上都与目前在线授课模式有所不同。新教学建成的教学平台集全球教学资源、20分钟精简的微课程模式、机器人教师和有针对性的授课方式为一体，既服务校内学生，又服务全球学生。

（1）新时代的教学平台

“互联网＋”时代下，只有线下授课单一模式的传统大学需要变化。数字化会对教学过程中的环境、教学双方关系以及教学理念和流程带来变化，但其原有的逻辑并未发生改变。

教学形式发生变化，表现在以下几方面：

一是教学场景的变化。传统的大学教学是以课堂为场景构建的，师生上课的时间与地点相对固定，容易造成教学目标、知识来源以及教学双方信息传递的方向相对单一。互联网时代下，教学的目标将不限于知识传递，还包括实践教学，即将教学场景的构建作为学生信息技术与教学的辅助手段来解决实际问题。现代网络与现代教学媒介帮助实现知识获取的多元化，许多因技术手段不足而被忽略的教学技能培养如信息搜集能力、信息筛选能力、跨学科思维能力等如今可以通过AI交互系统、教学检索系统得以强化。学习者可以以互联网为主的学习方式摆脱教室的“禁锢”，其最大优点是扩大了学生自主学习的范围，使他们能自主地选择学习内容，自由地安排学习时间和地点。

二是师生关系的变化。传统大学中的师生关系以教师为主导，知识由教师单向传递给学生，教师是知识的传授者，学生是接受者，有时传授知识中的批判精神通常难以受到鼓励甚至被压抑，师生之间是“教师是主体、学生是客体”的教师主导型关系。现代网络与现代教学媒介下，师生间的关系不再是完全不对等的状况，学生能有效使用新的教学媒介来获得更多课堂外的知识，有时甚至能比教师掌握更多的资讯。教师与学生间的关系是一种互为导师、互为引领、互相参与的教学相长状态。教师的职责从以课堂讲授为主转变为课堂引导为主，引导学生借助现代教育技术教学媒介主动搜寻信息，提升信息收集、甄别、整理和加工的能力，并在教师的指导下培养运用知识分析、解决问题的能力。

教学双方没有严格的界限，学生也可能精通某一领域或者某一范围内的知识，也可以随时转变为教师来分享自己的知识。学生和教师的界限变得模糊起来，随时有可能角色互换，这样的学习模式将更加灵活更加主动。新模式知识传授过程中的质疑和批判将成为最普通的知识交流、共享和传递的方式。学生和教师可以自由无限制地进行思想上的碰撞，新的知识火花也将更多地产生出来。这样一来，交互式的学习模式使得知识更加开放化。

三是教学过程的变化。大学教学依然是一个认知的过程、一个知识传递与创造的过程。学生将得以在课前完成教师上传的课堂内容，完成记忆和理解等低层次的认知活动。在课堂上，自行解锁信息，将所学知识进行进一步利用应用，实现隐性知识的传递。大量的电子化的教材出现，教材将实现多种交互式的学习方式。大学的教材将进行深层次的变革，集成化、定制化的教材将会出现，按需定制所学的教材体系将成为现实。虽然传统教材不可能完全消失，但越来越多的人不再将学校理解为一栋建筑、一堵围墙，不再将作业与课件理解为堆叠的纸张。技术正改变着大学教学的学习方式和位置，大学产生知识的质量和数量也将空前提升，大学对新知识的响应速度、波及速度、传导速度得以提高。

互联网改变了大学教学的教学场景、师生关系与教学过程，但是并没有改变大学教学的本质，具体表现在：第一，教学本质强调教学需要师生共同参与，互联网对教师提出了更多的要求，但是并没有取代教师的地位。第二，教学本质强调师生之间的高效互动、信息双向交流，互联网只是提供了更加高效、易用的互动交流手段。第三，教学本质强调教学要适应学生个性化的特点，互联网通过优化教学资源配置为教师关注学生个性需求、进行个别指导提供了更多的便利与可能。有鉴于此，互联网不仅没有改变教学的本质，反而让我们更加接近教学的本质。

（2）在线教育模式的启示

新教学旨在实现教学元素的解绑与重组，它以现代网络环境和现代教育技术为基础，构建适应未来大学发展的创新教育模式。目前类似的教育模式包括翻转课堂、以翻转课堂模式构建的MOOC、微课等，这些在线教育平台都为新教学的教学模式提出了可供参考的方向。

其一，翻转课堂。翻转课堂是一种将线上教学与线下教学相结合的教学模式，并对教学流程进行了调整和优化。其教学流程为：学生先进行线上基础知识的学习，然后教师进行线下教学。在翻转课堂模式下，学生自主学习，预先观看教师录制的教学视频，掌握基础知识，并进行初步的思考。在课程中，翻转课堂以学生为中心，教师的作用更多地体现在解答学生问题、与学生共同讨论上，以深化学生对相关知识的理解、掌握和应用。在课后，翻转课堂要求学生之间组建学习小组，利用所学的知识解决具体的问题，实现学生对知识的内化。翻转课堂实行先学后教，有利于不同层次学生的学习。在传统课堂中，所有学生都是先统一听老师的讲解，在听讲过程中，若是简单内容，学生掌握起来没有多大问题。但是，遇到较难理解的内容时，不同学生掌握程度就明显不一致。这样会造成后续学习的障碍，并且严重影响学生的学习兴趣和意志。翻转课堂的先学后教，给了学生更多机会去追赶同伴。在自学视频时，学生可以根据自己的需要进行暂停、重复，直至掌握相关内容。只要有足够的时间，所有学生都可以达成基础学习目标。所以，这种方式有利于防止学困生的产生，同时也给学优生更多自由。完成基础任务后，学优生可以进行个性化学习，满足其学习需求。

翻转课堂对传统教学流程进行了重新设置和优化，其实质是对教学时间这一核心教学资源进行更加合理的配置。它利用互联网技术，将课程基础知识的学习交由学生在课前完成，从而释放出大量的时间资源，让师生可以更好地开展互动交流，教师有更多的时间对学生进行个性化指导，学生有更多的时间运用相关知识来分析、解决问题，有效增加学习的广度和深度。

翻转课堂对团队合作、教学反馈、课堂管理设计都提出了更高的要求。翻转课堂把学习分割成若干块，简单易学的就让学生自学，教师上课不再重复讲解，而复杂问题则在课堂一起解决。这样虽然有利于学生学习时各个击破，但是可能会造成知识点孤立，学生未必能发现知识点彼此间的联系，这需要我们整合资源并进行精心设计，以流水线的工作方式进行前期准备工作，借助集体的力量完成整个课程体系设计。翻转课堂以学生的掌握为核心，因此学生的反馈至关重要，翻转课堂需要借助反馈，如学生是否自学完成、自学质量如何、学生问题何在等来完成后续学习计划的制定。同时，翻转课堂还需通过课堂设计来使学生将注意力集中于教学活动，避免因线上互动感减少而导致注意力分散。

其二，MOOC课堂。目前为人们熟知的线上授课模式为MOOC，其通过充分利用互联信息技术，将教学资源、教学过程和学习讨论在线呈现。MOOC课程具有涵盖内容广泛、吸收名师资源、课程门槛低、学生受众广等特点。

在学科知识方面，它包括MOOC提供的教学课程、渠道、资源与专业技能。课程是MOOC教育的核心，除了正规有学分的课程外，MOOC还提供更多半正式的授课形式以及非正式的授课，比如短期课程、暑期学校或公共讲座。目前MOOC对非正式、半正式和正式课程都有涵盖。在线领域的教学课程和计划的不同方面正在重构。这些维度包括电子技术、课程设计与开发、课程交付、课程的学生支持、课程、课程评估和课程维护更新。维度内的每个部分都可以由不同的提供商或供应商作为一项服务或多项服务来提供，从而实现平台的实践。不同维度上的课程服务增加了学生课程体验的复杂性，也对新教学提出了新的要求，以应对日益融合和在线的系统。

在课程设置上，MOOC通过高质量的在线课程内容，强调知识的跨学科传递，使学科间的壁垒被打破，学科之间知识传递的界限变模糊。

在教学资源上，MOOC将教育学的资源相捆绑，使它们更细化、涵盖方面更广、模式更宽泛。模块化的知识框架方便学生或者平台教师进行知识的打包和分解。MOOC目前的资源使用模式为免费增值模式，即部分免费、部分开放和部分付费。这种模式通常被推广为具有巨大价值和巨大利益。同时，MOOC还鼓励原始资源创新，它使用基于开放许可的通用模型来实现对所有人的持续免费使用并提供改编权。

MOOC不是简单地将教学视频放到网上，它的整个在线学习的周期包括视频、作业、论坛、习题、考试、证书等。MOOC的形式可以总结为三点：个性化的主动选择、全球化的协同学习、智能化的多维评估。MOOC以知识点为单元进行讲解和学习，学生想学什么点击相关链接和路径即可。MOOC环境下的教学内容由授课教师及团队根据学科特色、学生认知特点设计，基于教学目标选择对学生实用性较强和价值较高的教学内容，并在教学中根据反馈实时调整。其涉及强结构性知识体系、专业信息、行业与专业最新动态等内容，学生可自主学习。

新的学历证明方式不断被建立，它们基于学生的能力，往往以证书、学位等形式构成。目前MOOC正在开发微证书、微学位，希望能够使学生通过收集学分将其从非正规领域转移到正规领域。通过学分计算，学生不必交付所有的课程学费、读完所有正规的课程而取得部分学分，享有更多的学习机会。

MOOC希望打造出教育界的品牌效应，在“学历”即品牌的大环境下，不少提供工作岗位的企业，关心学生的学习背景大过学习内容，MOOC的品牌意味着一群自主有学习能力的学生。

MOOC是现阶段帮助学习的好工具，但不是所有课都适合MOOC，也不是一门课的所有内容都适合MOOC。MOOC如何能在系统上吸引更多的学生访问、学生如何能够在MOOC平台获得想要的知识、学生如何取得持续连贯的教育经历以及学生需要什么样的文化资本来评判他们在MOOC上的学习经历是这一平台值得长远考量的。

采用线上授课的主要原因是当前教育资源不均衡，发达城市和地区占据更多的优质资源，贫困偏远地区的教育资源稀缺。教育资源的不均衡是客观存在的，这就需要通过MOOC来打破这种不平衡，建立新的平衡。同时，师生比也是很重要的因素之一。学校里面的优秀教师资源是有限的，通过MOOC则能把全球的优质教师集中起来培养学生。MOOC加速了学生从被动学习向主动学习的转变，有助于知识的留存。

“教学相长”是大学教学模式的核心要素，教师和学生在其中互为主导作用。教师着重于教学与科研，专注于整合教学资源、编写整理教案、在课堂上为学生答疑解惑。而学生则需要自主学习、接收知识点、提出自己的疑问，并通过实践检验学习成果，以提供自主探索、与教师协作达成教学双方的促进为主。MOOC的整体模式采用混合式学习，其中授课过程还将包括课内与课外的学习活动。数字化的技术手段为MOOC提供了支持，也帮助MOOC在课堂反馈的过程中双向促进，提供形成性的评价与形成性的考核来激励教学科研的进步，培养学生的主观能动性。有学者在2015年曾提出基于MOOC的教学模式总体架构（见图3-12）。

教学方式采用翻转课堂和混合教学。教学流程为教师碎片化组织教学资源、设置教学情境、主导研讨和评价，学生选课预习、社会化学习、意义建构。教学评价以形成性、总结性为主，最终实现教学相长、成果共享。

图3-12　基于MOOC的大学教学模式架构

大学MOOC采用混合式学习法（见图3-13）。其中MOOC的教学内容由线上同步教学与线下异步教学构成。在线下，MOOC将建构学习社区、教师答疑等形式，安排面对面的交流，为学生补充线上未涉及的知识点或提出的反馈与问题。线上同步教学MOOC课程发布的主要渠道，分别从教师授课和学生构建的角度展开，教师将在线上提供课件、视频、讲义、测试、作业以及发布考试，而学生则可以进行线上的内容检索、在课堂的社群中进行讨论或其他相关互动。

图3-13　大学MOOC教学内容架构

如图3-14所示，MOOC模式下的教学双方将在平台建设与教学流程上互为促进。平台将通过学习小组、讨论论坛、作业考核等方式促进教学双方间的互动，通过教学资源、教学设计、作业测试、结业考试等要素建设一个成体系的平台。同时，由于线上教学为MOOC模式的教学授课主体，线上将涵盖内容选择、疑难解答、学习评价、现场答疑、搜集信息、现场互动等要素，帮助在线学习并碎片化地组织知识。

图3-14　基于MOOC的混合式学习法结构

在教学流程方面，MOOC包含教学主体、教学客体、教学活动等要素，其中教学主客体关系是推进教学进程的引导性力量，平等的师生关系可以使学生学习更主动，有利于培养其创新意识和创造力。教学活动存于一定时空，时间上表现为教、学活动的安排方式。空间上表现为教学理论、教学目标、教学活动中的师生地位及其关系。教学流程为：先由教师主动探索教学规律，在MOOC平台上展现成果；然后，教师通过提问引导建立教学双方的共同研讨并启发学生思维，提高教学互动性；最后，以基于慕课平台的教学评价实现社会化探究和意义构建。

教学评价将包括定位性的评价、形成性评价、诊断性评价以及总结性评价，分别涵盖通过学生的大数据收集以及课前预习所得出的学生知识掌握情况、教学过程中学生对于知识的习得程度、学生提出问题或并未获得理想成果的诊断原因，以及对于整体教学流程、教学目标实现的总结。四者在教学过程中的关系如图3-15所示。

图3-15　不同评价方式在教学过程中关系(www.xing528.com)

大学MOOC教学模式采用符合网络学习评价特征的多元学习评价方式（形成性评价为主、总结性评价为辅）全面评价学生。评价内容包括预习检验、课后测试（客观题为主、主观题为辅）、平时作业（以主观题为主，采用同伴互评与教师评阅结合方式，实现大规模课程学习作业批改、相互学习）和期末考试等。评价方式由教师评价、校友评价、同伴互评及自评组成。评价形式包括基于平台的内嵌测试、随机提问和基于学习过程大数据的机器评价。MOOC全程记录学习过程，实时收集、积累、分析学习数据，通过数据挖掘分析学生知识掌握、技能体验与熟悉情况，供学生批判性、创造性思考学习过程和主题熟悉学习环境，认识学习经历。

MOOC模式对大学教学创新具有如下启示：从微观视角看，MOOC模式改变了传统的课堂教学模式，实现了教学资源的互联与共享，打破了教学的时空限制，改变了传统的教学场景。从宏观视角看，MOOC模式在一定程度上解决了教育资源在国家、地区、学校之间分配不均的问题，扩大了教育资源的供给并对大学相对封闭的运行现状产生了一定的冲击。受限于现行技术，MOOC模式本身也具有一定的局限性，主要体现在师生交互性方面还有待进一步改进。大学的教学活动不仅仅是知识的传递，更重要的是，通过师生之间、学生之间的相互影响、思维碰撞，实现知识的创造。从目前来看，MOOC模式所提供的交流模式以在线交流为主，师生之间、学生之间的互动容易停留在较浅的层次，交流的广度、深度和频率均有待进一步加强。目前在线教育行业是动态的、不断变化的，而且竞争激烈。高等教育的分散化、学生体验不连贯的情况也成为一大风险。这也对新的教学模式提出解构与重组的要求——利用现代媒介与网络信息技术构建适应未来大学发展的教学模式。

其三，SPOC课堂。SPOC（Small Private Online Course，小规模限制性在线课程）是翻转课堂模式下的一种教学应用，其中“Private”是指对学生的准入条件设限，需要学生达到特定要求。

当前的SPOC主要针对大学生和在线学生两类学习者。针对大学生的是一种结合了课堂教学与在线教学的混合学习模式，是在大学校园课堂，采用录播网课实施翻转课堂教学。其基本流程是：教师把这些视频材料当作家庭作业布置给学生，然后在实体课堂教学中回答学生的问题，了解哪些知识被学生吸收了，哪些还没有被吸收，在课上与学生一起处理作业或其他任务。总体上，教师可以根据自己的偏好和学生的需求，自由设置和调控课程的进度、节奏与评分系统。针对在线学生的是根据设定的申请条件，从全球的申请者中选取一定规模（通常是500人）的学习者纳入SPOC课程。入选者必须保证学习时间和学习强度，参与在线讨论，完成规定的作业和考试等，通过者将获得课程完成证书，而未申请成功的学习者可以以旁听生的身份注册学习在线课程。例如，观看课程讲座视频、自定节奏学习指定的课程材料、做作业、参加在线讨论等。但是，他们不能接受教学团队的指导与互动，且在课程结束时不会被授予任何证书。

SPOC课堂具有如下五个特点：

第一，SPOC既推动了大学的对外品牌效应，也促进了大学校内的教学创新，提高了校内教学质量。有学者指出，这些顶尖大学对SPOC的追逐，是因为它完美适应了精英大学的排他性和追求高成就的价值观，帮助大学实现了其提高教学质量的目标，SPOC是在线教育在大学校园中的真正价值所在。

第二，SPOC模式的成本较低，且能用来创收，提供了MOOC的一种可持续发展模式。相对低的教学成本使学生以更少的经费获得更多的教学资源。

第三，SPOC重新定义了教师的作用，创新了教学模式。与MOOC使教师有机会服务于全球、在专业领域扬名立万不同，SPOC让教师更多地回归校园，回归小型在线课堂，成为真正的课程掌控者。课前，教师是课程资源的学习者和整合者。他们不必是讲座视频中的主角，也不必准备每一节的课程讲座，但是要能够根据学生需求整合各种线上和实体资源。课堂上，教师是指导者和促进者，他们组织学生分组研讨，随时为他们提供个性化指导，共同解决遇到的难题。SPOC创新了课堂教学模式，激发了教师的教学热情和课堂活力。

第四，SPOC更加强调赋予学生完整、深入的学习体验，使学生学习动机增强，有利于提高课程的完成率。通过限定课程的准入条件和学生规模，SPOC能够为这些经过特别挑选的学生定制课程，为他们提供有区别的、力度更大的专业支持，可以增进学生对课程的完整体验，从而避免MOOC的高辍课率和低完成率情况，让证书获得变得容易。

第五，网络平台的不完善与移动智能终端的技术欠缺使得SPOC课程传输和师生对接不够畅通。表3.5总结了SPOC的优势与不足。

表3.5　SPOC优势与不足

其四，微课。微课在学生自主学习的形式与“以学生为本”的教学思想上成为翻转课堂的应用之一。“微课”是指按照新课程标准及教学实践要求，以视频为主要载体，记录教师在课堂内外教育教学过程中围绕某个知识点（重点、难点、疑点）或教学环节而开展的精彩教与学活动的全过程。

微课的核心组成内容是课堂教学视频（课例片段），同时还包含与该教学主题相关的教学设计、素材课件、教学反思、练习测试及学生反馈、教师点评等辅助性教学资源，它们以一定的组织关系和呈现方式共同“营造”了一个半结构化、主题式的资源单元应用“小环境”。因此，微课既有别于传统单一资源类型的教学课例、教学课件、教学设计、教学反思等教学资源，又是在其基础上继承和发展起来的一种新型教学资源。

微课的不足：学生在观看微课视频时因时空限制而导致参与度降低，极易受到外界的干扰。网络平台的不完善与移动智能终端的技术欠缺使课程传输、师生对接不够畅通。课程过于碎片化，未成体系，不适合长期教学，只适合作为教学辅助。表3.6总结了微课的优势与不足。

表3.6　微课的优势与不足

（3）新教学平台构成

AI交互教学平台的设计以翻转课堂教学模式为框架，结合现代化的教育技术手段来实现教师、学生在课前、课后以及课堂环节的教与学的活动。这是教学思路上的转变，基于AI技术所提供的学习环境支持，带来教学理念、教学流程与教学手段全方位、大范围的改变。

新教学的课堂支持同步、异步、线上、线下的全流程授课。在同步的课堂上，由机器人教师进行实时授课，现场教室里的学生可以在手机终端、教室的电脑以及教学现场的虚拟教学氛围中与机器人教师或AI设备进行互动和习得知识。

非现场教室中的学生也将通过远程直播，在手机终端上获取同步的实时授课情况。新教学所面向的学生也可以是所有的社会人，这将使学生的范围跳出年龄层之外，不同年级、不同层级、对知识有渴求的自然人都可以参与其中。线上线下的学生都可以在手机终端获得多语言并发交互的授课体验，利用AI搜索引擎实时拓展检索该学科领域外的应用型知识、向机器人教师或AI教师提问，最后借助AI交互教学平台进行考试。

新教学除了同步授课平台外，还设有异步回放、反馈功能，为“围墙内”“课堂中”的教育解除时间与空间上的桎梏。所有课程的目标学生，只要注册并具有上课资格，都可以在课程结束后或学校外进行回放。在课前，所有课程的注册学生都能在接收端获得列有课程进度、课时安排与授课大纲的授课计划，课程可以全时回放。为了强化学生“实时学习”“实时总结”的学习习惯，他们可以在课程进行时实时标记注意力高度集中时的瞬时灵感，在课后总结并反馈自己的理解与想法，形成灵感总结闭环。“大学围墙”将被推倒，在20分钟外的课后时间，学生对瞬时灵感所记录下的信息将在课程群组内获得互相讨论、钻研、获取灵感交流的机会，实现多维度思想碰撞。AI交互教学系统将科学地选取有代表性的问题，判断出最有针对性的建议，为进一步教学工作提供指导与咨询。同时，授课过程中被检索到的问题与课后反馈、知识点外扩链接也将在大数据整合处理后反馈给学生，并成为自身体系的补充系统。前10分钟的关键词、关键过程与关键结论授课完毕后，系统将测试自动发送给学生，学生答题并上传系统，系统自动进行批改、评分，及时把错误的问题反馈至机器人教师端与学生端。对学生而言，这一反馈便于后续有针对性地巩固复习；对教师而言，这一反馈便于收集学生学习状况，完善教学设计。

新教学的这一平台构成是为了使教学双方真正达成“在课堂上深入思考，在课堂外持续学习”的目标。新教学的真实授课时间虽然每节课只有20分钟，但新教学希望知识取得这一过程能够持续，贯穿于生活的每时每刻，让深入学习真正发生在课外与课内。

为了实现这一目标，新教学模式提出了新的课堂编排方式、备课要求、教案设计模式以及教室的智慧化教学环境设计等。随着网络学习平台的不断深化，智能识别、在线感知、智能推送、专家知识系统、优质资源库系统和在线智能考试系统等，在新技术与教育新模式的整合下也将焕发出新的活力。

自主深入的学习可以发生在课堂外是翻转课堂的前提，这使课堂内产生面对面的思想碰撞成为可能。课堂内如何产生思想碰撞，而不仅仅是停留在某一层次的徘徊，课堂教学需要借助一定的技术手段和教学教具来完成新教学模式下的一些课堂交互活动。

（4）AI交互平台模式设计

在AI交互教学平台中，有以下模式是针对新教学而设计的：

AI教师教学模式：在AI交互教学平台中，在课堂上进行主讲的不再是教师，而是一个虚拟的机器人教师。机器人教师可以识别新教学模式所定义的课件结构，并能够依据课件脚本的逐步执行而触发对应的动作，比如在线提问、在线交互答题、点评、语音交互、屏幕共享、投影、在线点名、在线考试等动作。

在线语音交流模式：AI机器人教师（简称AI教师）在课堂教学活动中识别AI交互教学平台制作的课件并以语音的形式朗读出来，在朗读的过程中允许语音中断。学生可以发出“教师好，我有疑问／问题／我不明白”等语音指令。AI教师可以接收学生端的语音指令，中断当前的朗读或者活动，与学生进行交流。当AI机器人教师识别学生的语音后，可以像人一样与学生交流，交流的内容以后台知识库为基础加上特定的知识搜索范围限制。当学生的思维发散时，AI教师能够中断交流。

基于控制端的交互行为模式：新教学模式下的AI教师在目前阶段还达不到完全的拟人化，还需要课堂助教或者教师的指令干预，及时对课堂教学纠偏。在课堂教学过程中，助教可以指挥AI教师的动作，以监控课堂教学活动的顺利进行。特别是一些复杂的教学活动更离不开助教的干预，例如分组讨论、点评等活动。当然随着AI技术的发展，AI教师的能力也会逐步提高，具有完全独立的课堂教学行为的AI教师是我们期许达到的目标。

基于多语言全能型教师模式：目前教师角色相对固定，教师所用语种比较单一，课堂教学不能多语种同时授课，而AI教师的出现使多语种授课成为可能。在AI交互教学平台系统中有两种模式实现多语种授课，一是在课件制作的过程中，通过软件自动生成课堂需要的多语种脚本；二是学生通过学习终端软件进行语种选择，如果课件中包含需要的语种则以学生的选择为主，如果课件中不包含学生需要的语种则以机器现场语音翻译为主。多语种授课的实现使来自不同国家的学生能够同时参与课堂沟通交流，也进一步降低了教师课堂教学的语言难度。语言不再是阻碍多语种教学的难题。AI教学管理系统遵循上述模式提出了AI机器人虚拟教师教学的架构、模式和交互手段。

（5）新教学在线课堂要素

支持同步与异步的线上课堂是新教学的重要特征，也是新教学相对于传统教学的主要差异。新教学依托AI交互教学平台与远程视频技术，为大学构建起连贯的教学交互方式，为学生去除时空的桎梏，带来更高效、便捷、自主的学习，其中可评价的教学要素包括：

第一，科学性要素。线上授课平台本身就具备比线下授课更先进的特性，依托手机终端，学生能够更好地融入一个数字化的时代，交互技术与高效的数据检索功能将为学生提供一个可以身临其境的科学学习环境。确保机器人教师授课内容科学性的要点就是机器教案的科学性。在新教学中，机器人教案经过反复雕琢，择其精华，其在内容结构上须包含如下内容：专业课程知识的经典内容、学科专业知识的新近前沿和成果、学科知识前沿研究的思考与评价。机器人教师不仅教授学科必修的经典知识点，还会自动搜索最前沿、最新颖的学科发展成果。教学过程置身于学科前沿，赋予教学内容新资料、新观点、新方法，以引导学生关注、了解学科的研究新动向。教师还向学生提供前沿研究资料，引导学生课后查阅文献，加大学生对知识理解的深度，培养学生的独立思考能力。

第二，情感性要素。线上授课面临的一大难题是，机器人教师可能无法向传统教师那样出现在学生的身边，及时跟进学生的现场反应，通过互动吸引学生的注意力。因此，新教学的AI教师会考虑教学情感因素。新教学的机器人教师具有多种可选择的声音模式以及情感状态，其会根据不同的学科展现出不同的教学情绪以达到最佳教学效果，不仅不会削弱学生的课堂交互感，还能凭借线上教学特有的数字化优势建立更有趣的虚拟课堂。机器人教师将以趣味性作为核心竞争力，辅以3D视觉动画等技术手段增加教学吸引力，强化教学效能。人有认知和动力两大心理系统，而情感属于动力心理系统，机器人教师能有效唤醒学生的学习热情。只有当学生的情绪高涨、饶有兴致时，才能有较高的感知能力与学习认知能力，从而实现教学效果和教学目的。新教学的机器人教师将知识赋予情感的媒介作用，从而提高学生的感知接受乃至思维能力。

第三，特质性要素。教师因性格、气质、能力和情绪等个性特征的差异，在教学的语频、语速、语音起伏变化、肢体仪态、教学节奏等方面都会表现出差异性，并由此形成不同的教学风格。而新教学的机器人教师将这些不同的教学风格和现代教育技术融合后，便会取得不同的教学效果。尽管教学实践不能也不可能强求教学风格的一致化，但机器人教师能够依据教学内容调整教学风格，也能实现教学效果最优化的目标。如在讲授社会科学与自然科学课程时分别运用平缓或高昂的语音语调、丰富或生动的肢体语言，在机器人教师的演绎下，学生将不会因为课程内容的晦涩而产生视觉疲劳，借助不同的机器人教学风格与课程内容相契合有利于最大限度地发挥教师作用、提高学生专注力。

第四，技术性要素。AI交互教学平台系统涵盖教学的方方面面，不仅能够为教师打造一个方便的集备课、资源管理、学生管理、课堂管理、自测试管理等功能于一体的教师工作管理终端，而且能够极大地减轻学生的学习负担，为学生打造一个融在线学习、互动、作业、笔记及测试为一体的智能化学习终端。其中，信息化教学应用研究是关键。新教学在学科教学创新探索与实践的基础上，开展信息化教学应用研究，通过新媒体技术支持转变学习方式，倡导“自主、探究与合作”的学习，改变以教师为中心、课堂为中心和书本为中心的局面，重视参与性学习、个性化学习、协作学习理念和方法的应用，加强交流，及时评价，有效调动学生积极性，促进学生积极思考。新教学的技术环境将在下篇——技术篇作具体阐述。

技术和教育理论仍在不断发展，每个阶段都有其鲜明的特点。如今“互联网＋”、在线教育是大趋势，未来的教育也在变革中不断地前进、改变。新教学所助力的未来教育是混合式学习、社群化学习、智能化学习、游戏化学习和国际化学习。