精準教學與個性化學習場景中教學支持服務框架研究*

楊重陽 武法提

精準教學與個性化學習場景中教學支持服務框架研究*

楊重陽 武法提[通訊作者]

（北京師范大學 教育學部，北京 100875）

在服務導向的智慧校園建設中，教學支持服務框架的顆粒度過粗、智能功能在教學環節中的定位不明，難以支撐精準教學與個性化學習的新型教學模式的協同開展。為了緩解當前的困境，本研究以上述教學模式為基石，通過凝練教學主體對教學支持服務的新訴求，從基礎服務、功能服務和應用服務三個維度勾勒出精準教學和個性化學習場景的教學支持服務框架，明確教師在備課、授課、研修等階段的服務內容、精準定位各教學環節的智能功能，并探討框架的可持續發展及可實踐路徑，最終助力提升教學質量、實現智慧校園的綠色發展。

智慧校園；精準教學；個性化學習；教師角色；教學支持服務

2018年教育部頒布《教育信息化2.0行動計劃》，明確指出數字校園需覆蓋各級各類學校[1]，這一舉措標志著數字校園建設將在全國范圍內開展。智慧校園是數字校園的高端形態，是數字校園發展的理想追求[2]。物聯網、教育技術等領域的部分專家學者從技術設備、環境設計等維度描述智慧校園內涵和建設方案，強調“個性服務”的共性理念[3]。通過梳理智慧教育面臨的結構性困境，構建以“云網融合”架構為基礎，以業務、數據和資源服務為核心的教育服務生態體系，來指導智慧校園建設成為趨勢[4]。自此，以“物聯感知”的環境建設為起點、以培養五育并舉的創新型人才為目標、以教育支持服務供給為抓手的智慧校園建設成為熱潮。

一 教學支持服務的內涵、現狀及問題

Boulanger等[5]提出“教育的本質即服務”的觀點與智慧校園“個性服務”的理念相契合，雙重印證了智慧校園需為管理者、教學者和學習者等多元教育主體服務的特性。智慧校園建設也逐漸從關注平臺、資源向關注服務轉型。業界傾向于從應用場景、服務主體視角深入解讀教育支持服務的內涵：①從應用場景來說，一種是在虛擬空間面向遠程教育實踐提供的支持服務，另一種是在物理空間面向實體學校教育提供的支持服務。②從服務主體來說，一種是面向教學者提供的教學支持服務[6]，即管理者和教學者作為統籌建設、維護輔助的角色，借助其權利與資本，為教師開展高質量教學給予全方位的支持；另一種是面向學習者提供的學習支持服務，即為觸發學生有效學習提供的多軌道支持服務，強調學生在學習過程中享有的各種信息、資源、人員和設施等支持服務的總和[7]。部分研究者對不同場景中學習支持服務的模式、體系等開展了系列主題研究[8][9]，但采用碎片化形式將教學支持服務混雜其中，缺少對其全面且系統的分析。值得注意的是，為教師提供教學支持服務是有效落實“雙減”政策、保障教師教育質量、激發學生有效學習、推動教學融合創新的中介變量，也是實現優質學習支持服務供給的關鍵因素。

以物聯網、大數據、人工智能、5G等為代表的智能技術的融合應用，促使教學支持服務向需求導向和應用驅動的一鍵化、個性化、精準化、智能化方向發展。物聯網的萬物互聯特性為教師教學提供了智能的環境、高效的管理和人性化的交互服務。大數據的規模、多樣、高效等特性支持平臺留存師生最真實的行為信息，經人工智能的剖析、解讀，可視化其內隱的教學規律，助力解釋教學黑箱，繼而為教育決策與精準教學提供證據支撐，并催生出全方位、個性化、便捷化的教學支持服務。為了大規模開展服務導向的智慧校園建設，諸多學者系統地梳理并構建了面向教師的教學支持服務框架，如趙燦等[10]以智慧校園的特征為基石，從教學空間、教學資源、數據決策、教師數字素養和教學管理維度構建了教學支持服務體系。李逢慶等[11][12]基于美國大學的教學支持服務框架和國內大學的發展現狀，提出教師培訓、評估與督導、信息技術支持的教學支持服務體系。綜上，研究者通常從環境特征、軟件技術應用、教師能力素養等方面構建教學支持服務框架，注重應用驅動、強調教師專業發展與素養提升，為教育教學提供全方位支撐。

教學支持服務的終極目標是培養五育并舉的創新型人才，而上述框架體系的粒度過粗且忽略了學生有效學習和素養提升等維度。精準教學、個性化學習始終是備受推崇的教與學模式，也是有效提升教師能力素養與學生綜合素養的重要途徑之一。由于網絡基礎環境的參差、智能功能的瓶頸無法突破等因素的制約，上述教學模式始終無法大規模開展。智能技術及其軟硬件成果在智慧校園的落地應用為精準教學和規模個性化學習的開展提供便捷通道。然而，智慧校園中教學空間的開放性、教學模式的復雜性、教師角色的多重性和學生訴求的多樣性等特征，加劇了教學支持服務的設計難度。為了構建系統且全面的教學支持服務框架，滿足多元主體需求、支持多維實踐效果，本研究以智慧校園環境的復雜特征為基礎，明確精準教學與個性化學習的教學模式，凝練師生的服務訴求，面向教師主體勾勒教學支持服務框架，助力教與學的質量提升和創新型人才的培養，最終推進智慧校園的高效建設與可持續發展。

二 精準教學與個性化學習的實施對教學支持服務的新訴求

1 新型教學模式：混合式精準教學與個性化學習

智能技術及其軟硬件成果在智慧校園中的落地應用，為師生構筑了一個高靈活、高適用、高個性的智慧學習環境。譬如，網絡、傳感器、智能終端等基礎設施的統一部署，大數據中心、“教育大腦”的落地應用，多功能軟件、平臺系統的一站式集成，智慧采集筆、高清攝像頭等數據采集設備的全套配備，通用教室、專用教室和智慧教室的全方位升級等，搭建了支持終端設備的高密度聯通、大規模數據的伴隨式采集、超大資源的高速率傳輸、智能功能的規模化開展的智慧校園。教學可跨越時空邊界，操作終端可實現單點登錄，軟件應用可根據自身偏好自行重組、增刪，數據的伴隨式采集、智能功能的規模化開展等功能可支持教師精準教學和學生個性化學習。因此，本研究通過梳理智能設備和智能功能賦能的精準教學和個性化學習流程，明確教師、學生和機器在教學流程的分工，加速教學模式向融合創新階段邁進。

在精準教學與個性化學習的新型教學模式中，教師以終端設備的軟件應用為載體，以問題需求為抓手，結合課程主題、知識邏輯與學情教情等信息確定教學目標，篩選適切的資源、設計精準的路徑、開展適宜的活動。課內結合“錯題溯源、盲點歸因”等功能，采用“資源推送、錯題重現、同類再測”等方式實現教學干預。課外基于人機協同的思維，為學生布置個性化學科作業，借助RFID、自主批閱和學習分析等技術實現“掃描-回收-批閱-分析”的考試全鏈條管理。經平臺獲取專題練習、考試評測或在線答疑等分析數據，針對性掌握并解決班級的共性及高頻個性化的問題，形成目標驅動與需求驅動的精準教學和個性化學習的閉環流程。該流程實現了從“教師-學生”的單向傳遞向雙向互動的轉變，從注重傳統的一刀切、靜態、自上而下和知識推動式教學向支撐個性、精準、動態和知識拉動式教學的轉變，突破了校內校外、課內課外、線上線下的教學邊界，為培養掌握決策和規劃能力、終身學習能力的學生夯實基礎，同樣有利于培養德、智、體、美、勞全面發展的創新型人才。

2 新型教學模式下教學主體對教學支持服務的新訴求

上述教學模式覆蓋了教師和學生兩類教學主體：①教師依托智能感知和終端設備中集成的精準教學與個性化學習系統、多功能教學應用軟件，開展校內校外、課內課外和線上線下融合的精準教學；②學生依托學校設備在課內參與教師的高個性化活動任務，借助家庭設備在課外完成并上傳個性化學科作業，參加考試評測、在線答疑等個性化學習活動。

教師單一的傳道、授業、解惑角色和傳統的教學職能無法有效推動新型教學模式的順利開展，這使得教師角色的多元化轉變和職能的精細化分工成為必然，也勢必加重教師的工作負擔。這種模式迫使教師額外承擔學情數據的分析者和學習需求的發現者、課程資源的建設者和開發者、學習活動的設計者和引導者、學習問題的干預者和決策者、測試評價的執行者和改良者、教學研修的協作者和研究者、軟件平臺的應用者和優化者等角色。除了具備專業技能以順利開展教學活動，教師還需通過主題教研、項目申報、優質課比賽等渠道提升數據素養，包括拓展分析需求診斷學情、設計目標開發資源、組織活動引導學習、精準干預實施決策、應用軟件人機協同、落實測評輔助答疑等新技能。為了有效施展不同角色教師的新技能，支持新型教學模式的良好運轉，學校、區域或國家需為教師提供學生群體和個體的學情分析工具、可編輯的數字資源、資源開發或五育評價平臺、培訓研修和運維管理等教學支持服務。

新型教學模式凸顯了學生的主體地位，在智能功能的賦能下支持個性化學習的規模化、高質量開展。為此，管理部門和教學實踐者亟需關注學生對終端設備的交互功能、測試評價工具的診斷功能等共性訴求，及其對個性化作業布置的滿意度、盲點定位與錯題歸因的準確度等個性訴求。學校、區域通過為學生提供統一的個性化學科作業的滿意度、盲點定位與錯題歸因的準確度等調查問卷，為教師提供問卷結果分析報告、設備與評價工具的管理等綜合服務，全方位助力師生主體的個性化任務施展。

三 面向精準教學與個性化學習場景的教學支持服務框架

智慧校園的審批建設并非以孤島的形式獨自開展，而是按省、市、區、縣級教育單位的層級進行規模申報、統籌規劃、分批建設。教育單位通過匯聚省、市、區、縣，甚至購買企業級數據、資源、平臺、設施、服務等形式，構建適用于當地的普惠性教育公共服務體系。學校可獲取該體系的通用業務服務，如可接入教育城域網、可使用一體化云平臺、可共享數字安防系統等。然而，各級各類學校的育人理念和培養目標不同，建設重點及特色也千差萬別，教育公共服務體系無法一一滿足各校的個性化需求，故常輔以傳統的申報、自主購買等形式實現定制化服務。換言之，智慧校園的公共服務源自所屬的管轄教育部門，個性服務源自學校申報或購買等渠道。

智慧校園的規模建設與快速發展加速了教學模式的融合創新，實現了教師角色及其職能的多元轉變。為推動新型教學模式在智慧校園中的大規模開展，滿足多元角色教師精準地教與學生個性地學的訴求，教育部門和學校提供的教學支持服務框架亟待改善。本研究以精準教學與個性化學習的教學模式和教師、學生主體的服務訴求為基礎，依托智能技術及其應用成果，面向精準教學與個性化學習活動場景，設計了支持教師精準教、學生個性學的服務框架，如圖1所示。該框架囊括三個維度：基礎服務，即通過租賃、購買或調用教育公共服務體系等形式支持教學的公共服務；功能服務，即結合教師個性需求組建的具備特定目標、可解決現實問題的融合服務；應用服務，即面向特定的精準教學和個性化學習場景的定制服務。

圖1 面向精準教學與個性化學習場景的教學支持服務框架

1 基礎服務：支持共性需求的公共服務

基礎設施服務（IaaS）、平臺服務（PaaS）、軟件服務（SaaS）及數據服務（DaaS）作為智慧校園綠色、規模發展的底座，用以支持“教、學、管、評、測、研”教學全鏈條應用，滿足教師教學的共性及高個性化需求。此類基礎服務為教師提供了“物聯感知”的軟硬件設備、“云網邊端”一體化的網絡環境，支持“數據管理”的教育數據中心和“數字化教學應用”的云平臺等環境。通過開放環境中資源及設備工具的訪問、使用、編輯權限和答疑、運維服務，滿足教學基本需求，助力融合創新型教學模式的探索與實踐。

2 功能服務：滿足共性與個性需求的融合服務

本研究依托智慧學習環境中學習資源、學習工具、學習社群、教學社群、學習方式、教學方式的構成要素[13]和上述基礎服務，設計了滿足教師共性和個性教學需求、支持教師專業發展且可付諸實踐的功能服務，包括基于學情分析的支持服務、基于資源的支持服務、基于設備工具的支持服務、基于交互關系的支持服務和其它綜合性支持服務。

①基于學情分析的支持服務：既是教學支持服務框架的核心要素，也是實現精準教學和個性化學習的核心服務，重點在于數據的采集處理與分析呈現。數據溯源和數據簽章機制保障了數據的安全與可靠性能，提升了分析結果的信度。該服務基于學生在多元時空中產生的諸如考試、作業、課堂行為數據，借助數據采集工具和學習分析模型，識別學生的專注度和情緒狀態信息、挖掘學生的思維方式和認知水平、定位學生的盲點并進行歸因，繼而探索科學的教與學規律，結合證據導向原則提供即時的干預服務，如基于細粒度的知識圖譜和學科錯題庫實現錯題推送與個性化作業定制等。為了直觀地了解學生及班級特色，動態掌握學生個體及班級群體的學習需求、認知程度、學習習慣、學業情緒等，優化錯題推送及個性化作業定制等功能，需繪制學生個體及班級群體畫像，設計不同角色（校長、學科教研員、班主任）、不同學科教師關注內容的可視化面板，支持教師的訪問、篩選、匯總、推送等功能，輔助教師開展精準診斷和干預。

②基于資源的支持服務：主要承載在一體化云平臺中。此類平臺匯聚了省、市、區、縣等教育資源公共服務平臺免費提供的、市場采購的及學校建設的數字資源，涉及各個階段、各個門類，囊括權威性、交互性、體驗性、生成性、工具性等特點的多類物力資源及優質師資人力資源，擁有規范化分類和模塊化呈現界面。云平臺可為教師提供精細資源檢索、優質資源推送、工具性資源應用及資源的下載、編輯、加工、管理權限等服務，以動態優化物力資源、提高資源庫活力；基于學科或活動主題組建的備課、研修、活動設計等多功能工作室，為志同道合或擁有共性目標的學科教師提供交流空間。此外，該平臺還為教師提供活動創建、宣傳組織等權限與資源推送服務，協助組建穩定的教學共同體，以強化教師專業技能、激發教師參與動力。

③基于設備工具的支持服務：在智能技術的加持下，智慧學習環境中的設備工具不再局限于多媒體、顯示屏等傳統設備，而是集成了各種微小型、嵌入型和可移動型智能設備，如智能終端、可穿戴設備、傳感設備等硬件設備和多功能交互軟件、平臺系統等軟件設備。智能終端和平臺系統、常態錄播及數據采集工具等作為課堂場景的基本設備工具，用于維持課堂的正常運轉并開展伴隨性記錄存儲；學科評價工具作為課堂場景的輔助工具，用于即時評價教學質量。智能組卷、自動掃描、智能評閱等系統在考試場景中的常態化應用，加速了傳統的紙筆組卷、閱卷等形式向數字化、智能化方向轉型，并輔以監測系統來維持考場秩序。管理者為教師提供上述設備的使用權限、答疑及運維服務，助力課堂教學和考試評閱的轉型升級。

④基于交互關系的支持服務：教學主體間長期穩定的交互關系可助力協作學習的高效開展、教學進程的優化改善。新型教學模式和多元角色教師豐富了交互關系的源頭，使其不再拘泥于物理空間中“師-師”組建的教學共同體及“師-生、生-生”組建的學習共同體，而是拓展為時空域中人與人、人與物的交互。在備課、研修活動場景中，平臺基于教師需求提供相應角色的、真實或虛擬的教學共同體，如學習需求發現者、課程資源開發者、教學活動設計者等，推送高頻使用的優質資源尤其是錯題資源，以強化專業技能、提升活動效率。同時，該平臺還可在非面對面的教學活動場景中匹配多種角色的、真實或虛擬的學習共同體，輔助學生有效開展協作學習。

為了實現教與學工作持續穩定、高效有序地運轉，管理者還需為教師配備諸如教學管理、系統運維、能力發展、問卷調研等其它綜合性支持服務。譬如，通過提供通知公告、組建排課方案、統計科目課時、申請專用教室和設備工具的使用權限等管理與運營服務，支持教學工作的穩步開展；通過開展多元主題培訓、項目課題申請等系統服務，支持教師專業技能和數據素養的提升；通過提供個性化作業的滿意度、盲點定位與錯題歸因的準確度診斷及其優化方案服務，保障學生的能力水平與個性化作業難度的高度適切，實現精準教學與個性化學習質量的優化和改善。

3 應用服務：面向精準教學與個性化學習場景的定制服務

縱觀精準教學和個性化學習流程，其核心在于目標精準、診斷精準和干預精準，重點在于教學活動設計、精準授課和個性化作業布置。作為精準教學和個性化學習的起點，學生需求和教學目標在功能服務的賦能下向精準融合的方向邁進，并催生出更加聚焦的課堂目標。其主要流程如下：①為教師設計“基于學情分析支持服務中‘盲點定位’”功能，明確班級群體的共性及學生的高個性化需求，結合教學目標、學情教情等要素確定課堂目標；②為教師提供細粒度的行為目標、生成性目標和表現性目標[14]設計原則，將其拆解為執行性高、黏度強的子目標。其中，課堂的行為目標具有精確性、具體性和可操作性特點，對學生存在共性要求，可嵌入群體共性需求；課堂的生成性目標是在教學交互過程中自然生成的，具有過程性特征，可融入課程目標；課堂的表現性目標則根植于學生的個性化表現，具有不可預知性，可內嵌于個性需求。

作為精準教學和個性化學習中需求分析的核心渠道，問題診斷和干預的自動化實現聚集了盲點定位、錯題歸因、學業預警、資源推送等多元智能功能，并精準服務于各個環節。其主要流程如下：①“基于學情分析和資源的支持服務中‘歸因功能’和‘資源推送’”等功能服務可被高頻應用于診斷干預環節。教師可基于學情信息，選擇合理的時間節點、資源內容和推送路徑進行精準干預。②“基于資源和設備工具的支持服務中‘數字資源庫’和‘軟件開發工具’”等功能服務可被多次應用于教學活動設計與精準授課環節。教師可結合教學子目標設計不同類型的教學活動（如講授式、體驗式、協作式、項目式等活動）、篩選適用的資源類型（如現場互動型或AR、VR等資源），借助終端設備和軟件工具開展教學。③個性化作業是學生開展規模個性化學習的重要渠道，往往需要“學情分析、資源、設備工具、交互關系”等多種服務的協同支持。教師采用人機協同的底線思維，將機器提供的盲點歸因、錯題權重等信息與自身經驗相結合，分類篩選系統推送的最佳題目、布置個性化作業。通過對學生開展個性化作業、盲區錯因等滿意度調查，確保個性化作業與學生能力的高度匹配。

綜上所述，智慧校園的基礎服務重在維持教學的常態化進展，功能服務重在實現部分環節的自動化呈現，并提供工具支撐——兩者相輔相成，協同支持精準教學和個性化學習的開展。

四 教學支持服務框架的應用建議

當前，“重建設、輕應用，重技術、輕服務”的智慧校園建設速度無法跟進智能技術更新迭代的速度。革新智慧校園的建設理念、調試智慧校園的創設路徑，實現以應用改進體驗、以服務驅動建設、以實效引領發展的模式，已成為智慧校園建設的新方向。為開展服務驅動的智慧校園建設、推動其可持續發展，需以精準教學與個性化學習場景的教學支持服務目標為基準，以教學支持服務框架為指導，優化網絡環境、完善基礎設施、升級智能功能，打造一套長效落地機制。

為了廣泛推動教學支持服務框架在智慧校園的落地應用，一方面，需對實踐校的教育信息化發展現狀進行調研，重點關注教育主體（如校長、學科教研員、班主任、學科教師和學生等）的實踐需求和應用偏好，結合學校辦學的理念和特色，剖析建設問題、調整功能模塊，打造出符合本校校情的服務框架，指導智慧校園建設。另一方面，服務框架需遵循匯聚共享的理念，在落地應用時要聚集多家企業力量、融合多類工具和異構資源，并通過制定規范機制、構筑聯通橋梁，以約束企業行為、破除服務壁壘，強化教學支持服務框架的穩定性、聯通性和魯棒性。

[1]教育部.教育信息化2.0行動計劃[OL]. .

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[3]胡欽太,鄭凱,林南暉.教育信息化的發展轉型:從“數字校園”到“智慧校園”[J].中國電化教育,2014,(1):35-39.

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[7]丁興富.論遠程教育中的學生學習支助服務(上)[J].中國電化教育,2002,(3):56-59.

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[11]李逢慶.美國大學教學支持服務機構的時代轉向及啟示[J].現代教育技術,2017,(11):58-63.

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[14]武法提.論目標導向的網絡學習環境設計[J].電化教育研究,2013,(7):40-46.

Research on the Teaching Support Service Framework in the Precision Teaching and Personalized Learning Scene

YANG Chong-yang WU Fa-ti

In the construction of a service-oriented smart campus, the granularity of the teaching support service framework is too coarse, and the positioning of the intelligent function in teaching links is unclear, making it difficult to support the new type of teaching model of collaborative development of precision teaching and personalized learning. In order to alleviate the current predicament, this paper used the above-mentioned teaching mode as the cornerstone and outlined the teaching support service framework of precise teaching and personalized learning scene from three dimensions of basic service, function service, and application service through condensing the new demands of the teaching subjects for teaching support services. Meanwhile, the framework defined the service contents of teachers in the stages of lesson preparation, teaching and research, and accurately located the intelligent functions of each teaching link. In addition, the sustainable development and practical path of the framework were also discussed in this paper, so as to improve the teaching quality and realize the green development of the smart campus.

smart campus; precision teaching; personalized learning; teachers role; teaching support services

G40-057

A

1009—8097（2022）01—0111—07

10.3969/j.issn.1009-8097.2022.01.012

基金項目：本文為國家社會科學基金教育學一般課題“基于人機智能協同的精準學習干預研究”（項目編號：BCA200080）的階段性研究成果。

楊重陽，在讀博士，研究方向為智慧學習環境、教育數據挖掘與學習分析，郵箱為335916127@qq.com.

2021年6月27日

編輯：衍衍