人工智能人机协同教学模式下小学微电影实践研究

【摘要】生成式人工智能以其强大的内容生成和创新能力，为教育领域注入了新的活力。基于国内外人机协同教学的研究基础，学校通过人机协同授课、协同测评、协同辅导、协同批阅、协同评价等方式，进行“我来编童话”微电影项目式学习实践研究，由虚拟数字人教师、智能机器人教师、人类教师三体合一而组成的“三师协同”教学团队共同完成授课任务。通过问题化学习，学生经历了主动学、有效学、持续学、深度学、互动学、自我设计学，培育持久学习动力系统。人机协同评价与人机共创，虚拟混合现实技术与制作微电影，学生通过项目式学习完成项目成果，如童话剧本、绘画、绘本、童话剧、童话微电影、童话研究报告PPT等。人工智能赋能项目中的问题化学习、沉浸式学习、实践体验式学习、项目化学习、跨学科学习等不同的学习方式，共同构成了一个丰富多元的学习体验。【关键词】人工智能；人机协同教学；微电影；项目式学习2024年全国教育工作会议召开，对全年教育工作重点任务作出部署，其中明确提出“要不断开辟教育数字化新赛道。坚持应用为王、走集成化道路，以智能化赋能教育治理，拓展国际化新空间，引领教育变革创新”[1]。近年来，人工智能技术在教育领域的应用日益广泛，从智能辅导系统、个性化学习推荐到自动评分和监控学习进度等。生成式人工智能以其强大的内容生成和创新能力，为教育领域注入了新的活力。广州市电化教育馆正高级教师王同聚等，将AI课程教学空间（Space，实体空间与虚拟空间融合），AI课程教学形式（Style，线上教学与线下教学融合），AI课程教学策略（Strategy，项目式学习与跨学科学习融合）进行有机融合，构建了中小学人工智能师资培训“AI-3S”教学模式[2]。人工智能课程的教学采用“三师课堂”教学模型，即由虚拟数字人教师、智能机器人教师、人类教师三体合一组成的“三师协同”教学团队共同完成授课任务。基于国内外人机协同教学的研究基础，通过人机协同授课、协同测评、协同辅导、协同批阅、协同评价等方式，进行项目式学习实践研究。问题化学习与人机协同教学五年级科学上册“灭绝的远古动物”这一课让学生了解恐龙和化石。六年级下册第五单元表达教学训练要素是展开想象写科幻故事，习作题目为“插上科学的翅膀飞”，引导语中写了“如果你能用时光机穿越时空回到恐龙时代，会发生些什么”，题目旨在用你的故事把读者带进一个神奇的科幻世界。人教版小学语文三年级上册第三单元让学生感受童话世界丰富的想象，试着自己编童话、写童话，学生学习了四篇童话故事，习作内容为“我来编童话”。根据不同年级不同学段学生的学习情况，学校开展创作科普童话剧本和微电影的项目式学习。学校以三年级语文习作“我来编童话”为主题，让学生通过问童话、写童话、画童话、讲童话、评童话、练童话、演童话、拍童话、剪童话、童话研究汇报等一系列活动，全面体验童话创作的乐趣，提高学生的表达能力、创新能力、动手能力和团队合作能力。在教师的引导下，开放性问题的挑战任务是创作一个科幻童话剧本，激发学生的好奇心和探究欲，让学生主动提问与主动学习，学生被鼓励提出自己对于任务的疑问，比如对剧本情节、角色设定、语言表达、结尾设计等方面的问题。学生会提出一黑板杂乱无章的问题，以学生问题为起点，学科问题为基础，教师问题为引导，三位一体聚焦核心问题，解决有效学习的难题。学生学习如何区分核心问题和非核心问题，优先解决决定故事质量和创作方向的关键问题。通过教师的指导，学生学会将问题分类，识别并集中精力解决那些对完成项目目标最为关键的问题。根据学生特长，项目组分配任务，按照提示词小组讨论童话剧本创作和项目组分工。如童话文学大师写童话剧本，童话插画大师画分镜头脚本，童话故事大师进行童话台词表演，童话评论大师评童话，童话摄像大师拍童话，童话剪辑大师进行后期制作以及智能助教虚拟交互语文智能助教、“安徒生童话大师”智能助教与人类教师人机协同教学指导微电影项目小组活动。项目组建立生成式人工智能教育应用的班级教师管理责任制，确保人机协同教学模式的健康发展。“三师协同”课堂微电影项目实践在微电影项目中，人类教师与虚拟数字人教师和智能助教人机协同授课，学生是项目探究的主体，虚拟数字人教师的角色是知识主讲，在项目的不同阶段承担可以提前预设、没有挑战的任务。人类教师的角色是主导，在项目的不同阶段承担项目规划统筹、关注学生情感体验、关注小组合作交流效果、规范助教、调控进度、调节技术与教学目标平衡点、监控学情、精准教学、因材施教、关注学生思维方式和学习方法、解决疑难问题等任务。智能助教教师的角色是跨学科知识丰富的项目组主持，在项目的不同阶段承担为每个项目组创造沉浸式学习环境、个性化的答疑辅导和技术指导，进行数据的采集和分析、诊断学习障碍、人机共创等内容。三种不同类型的教师共同协作，形成一个高度整合的教学团队，共同完成跨学科微电影项目式授课任务。在这个过程中，并不是简单、无目标的问答。在微电影创作的多个环节，从确定主题、收集资料、根据拍摄计划明确分工、策划、编剧、拍摄以及后期制作等过程中，教师对设备操作、构图、景别、表演、虚拟混合现实拍摄、智能剪辑等内容进行指导，学生主动提问、聚焦核心问题、学会追问、构建问题系统、学会合作解决问题、规划与反思。通过问题化学习，经历了主动学、有效学、持续学、深度学、互动学、自我设计学，培育适应人工智能学习的持久学习动力系统。人机协同教学模式，如图1所示。图1"北京第一实验小学人机协同教学模式人机协同评价与人机共创在教育领域，评价是衡量学习成果的重要手段。传统的教学评价方式往往依赖于纸笔考试和教师主观评判，这可能导致评价结果的偏差和学习反馈的周期长等问题。通过人工智能技术的支持，人机协同评价在“我来编童话”微电影项目中的实践，可以实现评价过程的自动化和即时性。在项目中，教师运用智能平台实现智能化管理评价环节。“课程数据”页面，教师可以看到“总体概览”“进展趋势”和“小组对比”可视化数据看板。例如，学生讲童话剧本的过程中，智能评价会生成多维度评价，学生的童话剧本可以进行多维度智能批改。基于数字画像的学习评价，与人类教师富有情感、温度、鼓励的激励评价体系共同参与评价过程。根据评价修改完善剧本，学生画的分镜头脚本通过人工智能进行有声绘本人机共创，通过一幅幅声情并茂的有声绘本画面，学生的微电影分镜头脚本更加具象化，同时增强他们对剧本结构和情节叙述的理解，为微电影的拍摄和制作提供了有力的保障。虚拟混合现实技术与制作微电影学生把手绘的童话剧本主角转化为生动活泼的动画角色，利用虚拟混合现实技术，让自己画的恐龙动起来，如动态的霸王龙出现在图书馆的时空隧道中走进看书的学生们。学校还实景融合虚拟的海底世界，这些虚拟混合现实技术让科幻童话剧本的拍摄成为现实，让学生能够身临其境地体验童话故事的世界。学生根据完善的科幻童话有声绘本进行童话表演、童话拍摄、童话智能剪辑、完成科幻童话微电影，有了更丰富的感官体验和情感联结，利用虚拟现实技术，学生可以沉浸在自己创作的虚拟童话世界中，扮演故事角色，直观地体验故事情节，增强学习体验，沉浸式体验故事创作，身临其境地激发创意灵感，达到良好的学习效果和长期记忆效果。学生无法拍摄的镜头画面，在教师的指导下，利用文生图、图生视频、文生视频等形式进行镜头画面的智能创作，利用天宫AI智能创作微电影的片头曲和片尾曲，剪映软件一键智能添加字幕、智能配音、智能剪辑等方式完成微电影制作。项目展示与成果分享每个小组合作完成PPT研究汇报，智能PPT制作、资源整理、插入艺术字、图片、视频、改善播放效果。每个团队通过演示文稿向全班展示自己的童话项目成果，童话作文、绘画、绘本、童话剧、童话微电影、童话研究报告PPT等。教师引导学生思考在项目过程中学到了什么，存在哪些挑战和收获，并鼓励学生将自己的童话成果分享、参赛，例如绘画比赛、创作比赛、微电影比赛等，如图2所示。人工智能赋能项目中存在多种学习方式。在“我来编童话”微电影项目式学习中，人工智能赋能不同的学习方式可以体现在项目不同的环节和内容上，多种学习方式