引言
《义务教育历史课程标准（2011年版）》指出，“提倡教学方式、方法和手段的多样化”，“注重现代信息技术与历史教学的整合”。《普通高中历史课程标准（2017年版2020年修订）》指出，“在历史教学中应用现代信息技术，是推进历史教学改革的重要方面之一，尤其是对教师教学方式和学生学习方式的改变具有重要作用。”可见，现代教育技术在中学历史教学中的应用已成为课程与教学论领域的重要课题。人工智能（artificial intelligence, AI）与中学历史教学的融合日益受到人们的关注。在发达地区，越来越多的一线教师应用人工智能技术赋能课堂，如“打造人工智能教师和真人教师联袂执教的课堂模式”，“通过人工智能辅助分析，实现学生学习分析的掌握式学习”，“通过人工智能创设历史情境，打造基于情境的体验式学习”，“通过人工智能辅助研究，实现基于问题的探究式学习”。但已有的研究中，人工智能教师（AI teacher）大多指代“以人工智能为核心技术的虚拟形态‘教师’”，扮演学习工具或教具的角色，并不具备主体人格，而鲜有关于实体人工智能教师在中学历史课堂中的应用研究。本研究的选题顺应教育人工智能的研究热潮，研发AI历史教师，进行“双师课堂”教学设计并开展行动研究，以期丰富该领域的研究成果。
一、中学历史“双师课堂”模式的研究缘起
本研究中的“AI教师”所指代的是实体人工智能教师，即传统意义上的“机器人教师”。“双师课堂”模式指的是：在人工智能时代，AI教师和真人教师在课堂教学中联袂执教所生成的，具有AI教师主讲、真人教师助教、资源融合等特征的新型课堂模式。开展本研究主要基于以下两方面的驱动力。
（一）客观驱动力：技术革新、政策支持
人工智能技术迭代速度加快，国家对教育人工智能的政策支持力度加大是构建中学历史“双师课堂”模式的客观驱动力。教育正迈向智能化时代，人工智能与教育的融合创新已然成为未来教育变革的重要趋势。从教育政策层面上看，2019年教育部先后印发《中小学人工智能教育》、《2019年教育信息化和网络安全工作要点》等通知，要求加快推进人工智能技术在教育领域的覆盖。2019年5月召开的国际人工智能与教育大会上，习近平主席在贺信中指出，积极推动人工智能和教育深度融合，促进教育变革创新，充分发挥人工智能优势，加快发展伴随每个人一生的教育、平等面向每个人的教育、适合每个人的教育、更加开放灵活的教育。
（二）主观驱动力：赋能课堂、减负提质
减轻教师和学生负担，为历史高效课堂赋能是构建中学历史“双师课堂”模式的主观驱动力。以人工智能技术为代表的现代信息技术在历史教学中的运用，“能够拓宽有关历史的信息源，开阔历史视野，使师生获取更多、更具体的历史信息，有助于教学重点和难点的解决”，“能够有效地改变传统教学方式，适应信息时代人们的个性化、多样化的学习习惯和学习方式，将学生的学习过程由封闭转向开放，由单一转向多样，由被动转向主动，促进教与学的互动和交流”。但从国内外关于教育人工智能的研究上看，已有研究主要是站在人工智能研发的立场上关注AI教师的教育教学系统和平台开发，聚焦于机器人编程与软件应用，较少关注各学科的课堂教学与人工智能技术的融合。与此同时，已开发出的AI教师以数学、母语、外语教师为主，鲜有AI历史教师。因此，本研究致力于构建基于AI技术的中学历史“双师课堂”模式，促进教育人工智能技术与历史教学的融合。
二、中学历史“双师课堂”模式的研究过程
本研究的课题组由华南师范大学的三名历史学（师范）专业本科生组成，邀请华南师范大学价值教育研究与开发中心、华南师范大学历史文化学院历史教师教育研究室的专业教师担任课题的校内指导老师，华南师范大学教育科学学院课程与教学论研究生担任技术指导。同时，课题组邀请部分中学历史教师担任课题的校外指导教师，以期逐步优化AI教师的教学系统、控制系统、识别系统，提高其智能化程度。
本研究团队先对人工智能在教育领域的运用情况、AI教师的开发与“双师课堂”模式的建构、中学历史课堂教学现状作全面了解，明确本研究所聚焦的问题是：如何构建初中历史的“双师课堂”模式？构建出怎样的“双师课堂”模式？所构建出的“双师课堂”模式可以带来怎样的教学效果？再者，根据初中历史的教学进度，从部编版教材中挑选一课进行教学设计。鉴于AI教师仍处于开发起步阶段，教学能力有限，一节40分钟的历史课具有结构复杂、内容庞多、课时较长等特点，而微课在具备课堂教学各环节要素的基础上，还具有“小”、“细”、“精”、“缩”的优点。故，在行动研究中，课题组所设计的课例均为20分钟以内的微课。行动研究一共分为两轮，每一轮行动研究都需经过计划、实施、观察、反思四个基本步骤。在规划阶段，课题组对AI教师的语言、面部表情、肢体动作，及其与真人教师的配合、与学生的互动进行设计，并通过程序编程将教学行动指令赋予AI教师。在实施和观察阶段，先在华南师范大学德育神经科学与人工智能实验中心实验室进行三次模拟演练，每次演练后课题组成员以及指导教师对模拟课堂提出改进意见，进而对教学设计进行修改和完善。三次模拟演练后，前往中学实施全程录像教学，并在课后对学生进行问卷调查和访谈，对观摩的教师进行采访。在反思阶段，课题组成员对前一阶段的实践研究进行阶段性总结，并对暴露的问题进行总结和归因，提出下一阶段的改进措施。
三、中学历史“双师课堂”模式的初步研究成果
（一）教学设计
经过第一轮行动研究，本研究团队初步得到下述的“双师课堂”教学设计。
《张骞通西域》“双师课堂”教学设计
1.教材分析：本微课内容是部编版《中国历史》七年级上册第14课《沟通中外文明的“丝绸之路”》第一子目“张骞通西域”以及第二子目“丝绸之路”的部分内容。两个子目因果相联，“丝绸之路”是“张骞通西域”的结果。
2.学情分析：知识建构方面，学生通过本单元前两课的学习已对汉代丝绸之路开通的背景有较初步的了解，在生活中也听过张骞出使的故事，这为本课学习做好必要的知识准备。但由于接触系统性历史学习的时间比较短，对丝路开通的意义等抽象知识理解不深。认知心理方面：尚以形象思维为主，未具备较强分析能力，且好动、好奇、好表现，应采用形象生动、形式多样的教学方法去激发学习兴趣，引导学生主体性的发挥。
3.教学目标：结合课程标准，将本节微课的教学目标制定如下。
（1）知识与能力：了解张骞两次出使西域、丝绸之路的开辟的基本史实，知道张骞出西域与丝绸之路开通的因果关系。
（2）过程与方法：在解读历史地图《丝绸之路线路图》、《张骞第一次出使西域路线图》的过程中，掌握识读历史地图的基本方法。
（3）情感态度价值观：学习张骞等人为报效祖国不畏险阻、勇于开拓的精神品质。
4.教学过程：
（1）视频导入
AI教师：一个蚕宝宝给老师发来了一段视频，视频中讲述了蚕宝宝穿越时空的返乡之旅。请同学们带着两个问题观看视频：蚕宝宝的回乡之路经过哪些地方？蚕宝宝一路上遇到哪些人？
真人教师播放视频《十二件文物带你走丝绸之路》（剪辑版，时长2分钟）。
学生带着问题观看视频，并对视频中的关键信息进行记录。
（2）地图识读
AI教师：蚕宝宝回乡过程中经过哪些地方？请在课本P69下方的地图上标注关键地点。
学生在课本P69下方的地图上标注“敦煌”、“河西走廊”、“长安”等关键地点。
真人教师巡堂，观察学生能否在地图中准确地标出视频中所涉及的地点。
AI教师：视频中所讲的“西域”在哪里？请在课本P69下方的地图上圈出西域的地理范围。
学生：西域即今天甘肃阳关、玉门关以西，现在新疆和更远的广大地区。
真人教师巡堂，观察学生能否在地图中准确地画出西域的地理范围。
AI教师：蚕宝宝回乡所走过的路线也被称为“丝绸之路”。在这条沟通欧亚的陆上交通道路上，蚕宝宝遇到了哪些人？
学生：张骞及其使团。
AI教师：张骞第一次出使西域的路线是怎样的？
真人教师引导学生结合教材第68页的地图《张骞第一次出使西域路线图》，回答问题，并对学生的回答进行评价。
学生：张骞第一次出使西域的大致路线为 长安→陇西→河西走廊→玉门关→楼兰→龟兹→大宛→大月氏→大夏→葱岭→于阗→阳关→陇西→长安。
（3）壁画解读
AI教师：同学们是否知道汉武帝为什么要派遣张骞出使西域呢？
真人教师引导学生阅读教材第67页的内容，回答问题。
学生：匈奴从西域不断向中原发起进攻，使汉王朝十分被动。汉武帝认识到西域的重要性，决定招募使者出使西域，联络大月氏夹击匈奴。
AI教师：没错，这一切还要从汉与匈奴的关系说起。匈奴是秦汉时期北方的草原族群。在公元前209年，一个名叫冒顿的人当上了匈奴的首领。冒顿东灭东胡，西击月氏，南夺河套，对汉朝的统治构成了极大的威胁。公元前200年，冒顿单于发兵马邑（今山西朔县），而汉高祖也不甘示弱，亲率30万大军出征，结果在平城（今山西大同）被困七天七夜，最后侥幸脱险。自此，汉朝为了避免匈奴的骚扰，一方面采用“和亲”的方法，将汉朝的公主嫁给单于作为妻子；另一方面则“送礼”，每年将数量巨大的物品送给匈奴作为礼物。这种方式的确换取了一定时期内的相对和平，但并没有完全杜绝匈奴的侵扰。公元前141年，汉武帝刘彻即位，我们知道，这是一位有着雄才大略的皇帝。他开始策划着怎样反击匈奴。这时，有人告诉汉武帝说，月氏和匈奴有着血海深仇。汉武帝灵机一动，他想联合月氏人一同对付匈奴。于是他举办了一个类似于今天“海选”的活动，公开招募出使西域的使者。最后，张骞脱颖而出。请同学们看到教材第67页下方的这幅壁画，壁画所描绘的实际上就是张骞将要出使西域，汉武帝送别使者团的场景。同学们先分辨出图中人物的身份，指出谁是张骞？谁是汉武帝？
真人教师引导学生阅读教材第67页的壁画，回答问题。
AI教师：骑在马上的人就是汉武帝。他仿佛正在向张骞挥手道别，并向张骞做出使前最后的嘱咐。在汉武帝身后，有一种大臣随行。而在壁画的左侧，跪在地上的人就是张骞。他态度恭敬，仿佛是向汉武帝保证“臣一定不负重托，完成使命”。在张骞身后，站着两个人，手上持着一根棒状的东西。同学们知道这是什么吗？
真人教师提请学生回答问题。
AI教师：其实，这是汉朝使者出使时的凭证符节，也称为汉节。公元前138年张骞带领使团从长安出发，大概在经过河西走廊时不幸被匈奴人俘获。但是匈奴人并没有杀害张骞，还赏赐给他一个匈奴女子为妻。即便如此，张骞在十多年的囚禁生活中始终“持汉节不失”，念念不忘自己肩负的使命。汉节于张骞而言，已不仅仅是一种身份的凭证，还是根植于心中的家国情怀。我们再回到这幅壁画。在画面的最左侧是几匹驮满行装物品的马。我们已难以用肉眼辨认行装物品为何物。请同学们发挥想象，张骞可能会给西域带去什么物品？
真人教师引导学生阅读教材第67页的内容，回答问题。
学生：丝绸、漆器、金币。
AI教师：是的。张骞此行虽未能实现初衷，但却揭开了西域的神秘面纱，让汉朝人了解了西域的具体情况。在此之后，张骞于公元前119年再次出使西域，走访了乌孙等西域诸国，让西域各国认识到汉朝的富足与强大，促进了汉朝与西域各国的经济、文化往来，为丝绸之路的开通奠定基础。所以，《汉书》形象地将张骞出使西域的举动称为“凿空”。从张骞出使西域这一历史事件中，同学们可以看出：张骞具有什么精神品质呢？
学生：张骞具有不屈不挠的精神品质。面对匈奴的威逼利诱，张骞没有屈服，而是寻机逃脱，履行使命。
学生：张骞具有勇敢无畏的精神品质。在西汉时期，西域对于汉朝人而言是一片充满未知的神秘之地。但张骞勇敢地出来应募，承担起出使西域的艰巨使命。
真人教师引导学生有理有据地回答问题，并对学生的回答进行评价和总结。
（二）教学反思
经过课堂观察以及对学生、观摩教师进行的问卷调查和访谈，本研究团队总结出“双师课堂”模式所具有的优点如下。
1.减轻教师负担，促进教师角色转变
一线教师普遍处于工作时间长、承担任务重、精神压力大的状态，减轻教师负担势在必行。在以真人教师讲授为主的传统教学模式中，历史教师由于需要承担多个班的教学任务，不得不将同一内容重复讲授几遍，这种千篇一律的教学工作极易滋生职业倦怠感。而在AI教师与真人教师联袂执教的“双师课堂”中，真人教师可以将基础知识的讲授工作转移给AI教师，转而将节省出的时间和精力用于关注学生的个性化问题。与此同时，真人教师课堂功能的转换也促成其角色定位的转变，即：从知识的讲授者、课堂的主导者转变为课堂教学的组织者、学生学习的帮助者。
2.精准把控时间，提高课堂教学实效
“双师课堂”模式突破了传统课堂中“一对多”的师生互动模式，形成“AI教师－真人教师－学生”三方协同的教学交往方式。在这一教学模式下，AI教师与真人教师形成良性分工，AI教师按照课前设定的语速传授特定的教学内容，真人教师扮演“助教”的角色，管控班级的教学秩序，根据学生的情况进行针对性的评价与反馈。较之于传统的教学模式，“双师课堂”的教学进度更易把控，教学节奏也更加紧凑，学生的个性化问题更易得到关注，有助于实现课堂教学的“提质”和“增效”。
3.激发学生兴趣，营造良好学习氛围
“双师课堂”模式能给学生的课堂学习带来了不少新鲜感。不少学生在接受访谈时讲道，在知道会由AI教师来上历史课时，他们心中是非常兴奋和激动的，而心中的兴奋感、好奇感也成为了他们参与课堂活动的重要驱动力。相较于以真人教师讲授为主的传统教学模式，“双师课堂”模式下，学生展现出更积极的学习姿态以及更浓厚的学习氛围。这主要表现在：学生更认真地聆听AI教师所讲授的内容，更主动地回答AI教师所提出的问题，更加乐于向同学们表达自己的想法，能在短时间内准确地从课本中找到问题的答案等。
然而，在现阶段技术条件的限制下，“双师课堂”模式也存在一定的弊端，如：AI教师的应变能力较弱，只能根据课前设定的程序按部就班地讲授知识，尚不能对学生的回答进行有针对性的评价。因而，有的听课教师认为AI教师无异于一台“会做动作的录音机”。此外，AI教师与真人教师在课堂实施过程中的默契程度是影响教学效果的重要因素，若要达成良好的教学效果，教师需要在课前花费大量时间进行编程，并与AI教师进行多次模拟演练。实际上，就现阶段的技术水平而言，“双师课堂”对于教师的减负效果并不明显。上述问题是本研究团队今后有待探索的方向。
结语
人工智能与教育的融合创新发展，助推未来教育进入人类教师与人工智能教师协作共存的“双师”时代。“AI+教育”并不是简单的两者相加，而是利用人工智能技术，让人工智能与教育进行深度融合，创造新的教育发展生态。看上去是物理设施、硬件设施的更新换代，实际上更是教育理念和教育方式的双重“革命”。将人工智能技术融入中学历史课堂，不仅是将人工智能技术作为课堂教学的展示手段，而且要着眼于如何利用人工智能技术改变学生的学习方式，如何促进学生历史学习的拓展和深入，如何为学生提供自主学习、合作学习和探究学习的开放空间[]，如何通过人工智能技术更好地提升学生的历史学科核心素养。
[1] 张尧，王运武：《机器人赋能未来教育的创新与变革》，《开放教育研究》，2019年12月，第83页。
[2] 彭娅：《AI+学校——面向2035的学习空间与教育创新》，广东教育出版社，2019年3月第1页。
[3] 中华人民共和国教育部：《普通高中历史课程标准（2017年版2020年修订）》，北京：人民教育出版社，2020年，第54页。
