人工智能视域下 AI 数字人“双师课堂”的项目化教学模式构建及应用

郭雅静
（青岛幼儿师范高等专科学校，山东青岛 266318）

摘要：本研究依托人工智能技术与职业教育教学深度融合这一背景，构建起 AI 数字人“双师课堂”的项目教学体系，采用整合 AI 数字人技术与项目化教学理念的方式，形成以“知识建构 – 双师协同 – 评价反馈”为一体的教学框架，该模式在优化教学质量、造就学生跨学科能力及促进教育技术创新等方面成效颇佳，为职业教育数字化转型提供了可推广借鉴的实践案例。

关键词：人工智能；AI 数字人；双师课堂；项目化教学；职业教育

一、引言

1.研究背景

在教育数字化转型的浪潮中，人工智能技术正深刻重塑教学模式。2022 年科技部将智能教育纳入首批人工智能示范应用场景，2024 年教育部公示中小学人工智能教育基地名单，政策层面持续推动“人工智能+教育”的深度融合。传统课堂教学面临师资分布不均、实践场景匮乏、学生个性化需求难以满足等挑战，而 AI 数字人技术的发展为破解这些问题提供了新路径。

2.研究意义

理论上，本研究将 AI 数字人纳入教学要素，拓展了传统教育理论体系，填补了 AI 数字人在“双师课堂”中项目化教学应用的理论空白。实践中，该模式通过 AI 数字人与人类教师的协同教学，有效提升了课堂教学质量，增强了学生的就业竞争力，为职业院校教学改革提供了创新范例。

3.国内外研究现状

国外研究中，Mitchell 等人探讨了机器学习算法在学生数据分中的应用，Papamitsiou 等开发了自适应学习平台， Kopp等指出AI数字人教师能为混合式学习带来个性化教学优势。国内研究中，郑南宁强调人工智能赋能教育的混合增强智能架构，杨宗凯提出“差异化的教、个性化的学”的教育新范式，黄甫全、付艳芳等对“双师课堂”的不同模式进行了探索。然而，将 AI 数字人深度融入项目化教学的系统性研究仍显不足。

二、理论基础与技术支撑

1.核心理论架构

（1）建构主义学习理论：强调学生在真实情境中的主动知识建构，本模式通过项目化活动设计，为学生提供“做中学”的实践场景，促进知识的意义建构。

（2）跨学科学习理论：人工智能的综合性特征要求整合多学科知识，模式设计注重学科跨界互补，培养学生的工程思维、计算思维等核心素养。

（3）混合增强智能理论：AI 数字人与人类教师形成协同系统，AI 数字人负责知识传递与个性化辅导，人类教师聚焦情感引导与实践指导，实现“人机共育”。

2.技术支撑体系

（1）AI 数字人技术：基于“华为云”数字人大模型，集成自然语言处理、语音合成、多模态交互等技术，实现AI 数字人的智能授课与情感表达。

（2）项目化教学平台：搭建融合 AI 数字人展示、项目管理、资源推送、学习分析等功能的教学平台，采用分布式云计算技术保障系统稳定性，加密协议确保数据安全。

（3）多模态交互技术：支持语音、表情、动作等多模态信息交互，AI 数字人可通过超拟人化形象与学生进行自然互动，提升课堂沉浸感。

三、教学模式的构建与实施

1.模式框架设计

本模式以“知识建构、双师课堂、教学评价”三位一体为核心，包含五大要素：真实项目活动设计、学生自主知识建构、“双师课堂”协同教学、跨学科能力培养、多元化学习评价。项目流程遵循“发现问题-定义问题-方案设计-原型制作-测试改进-分享评价”六阶段循环，形成迭代优化的教学闭环。

2.关键要素解析

（1）真实项目活动设计

融入人工智能设计思维，项目主题紧密结合企业实践与学生生活。如《摄影摄像技术》课程中，以“AI 数字人产品宣传照拍摄”为项目，引导学生在发现问题阶段开展学情分析，在方案设计阶段整合摄影技术与 AI 数字人特性，通过“设计-制作-测试”的循环迭代提升方案质量。

（2）”双师课堂” 协同机制

①AI 数字人教师：承担起视频授课与理论引导工作，涉及“课前预习推送、课中知识讲解、课后针对性复习”的全流程，好比借助 3D 动画演示硬件的组装流程，突破传统课堂空间的禁锢。

②人类教师：着重项目规划跟实操辅导，应对硬件设计、软件编程等技能的难题，也重视学生心理上的需求，倘若在作品调试阶段开展分组辅导，聚焦解决共性问题。

③跨学科能力培养：以人工智能为桥梁整合多学科知识，如同“智能家居系统设计”项目，其融合了传感器技术、编程算法及用户体验设计，造就系统思维与创新才干。

④多元化评价体系：构建“过程、总结、多元”相结合的立体评价模型，将 AI 数字人所采集的交互数据（例如提问的次数、资源访问的记录）与传统项目成果评估相组合，实现知识把握、技能提升、团队合作等多方面评测。

3.实施流程

（1）准备阶段：组建教育技术、人工智能、职业教育等多学科团队，完成文献综述与研究方案设计。

（2）需求分析阶段：对 5 所高职高专院校开展调研，收集师生对 AI 数字人教学的需求，评估现有 AI 数字人技术的教学适用性。

（3）模式设计与资源开发阶段：构建教学模式框架，开发 AI 数字人课件 3 套、项目案例库（含 8 个企业真实项目），搭建教学平台原型。

（4）实验验证阶段：选取数字媒体专业 100 名学生分为实验组（AI 数字人“双师课堂”+项目化教学）与对照组（传统教学），进行为期 3 个月的教学实验。

（5）优化推广阶段：根据实验数据优化模式，形成可推广的教学方案与资源包。
四、研究成果与实证分析

1.理论成果

（1）构建教学模式理论框架：提出 AI 数字人“双师课堂”项目化教学的“三维九要素”模型，明确 AI 数字人角色定位、双师协同机制及项目化教学实施路径，为同类研究提供理论参考。

（2）形成技术应用理论体系：阐述 AI 数字人在教学中的智能生成机制、多模态交互原理及与项目化教学的适配性，填补了人工智能教育应用的理论空白。

2.实践成果

（1）教学质量显著提升：实验数据显示，实验组学生的项目成果优秀率（82.5%）较对照组（57.3%）提升 25.2%，实践操作考核平均分提高 18.6 分。学生对 AI 数字人授课的满意度达 91.3%，认为其“讲解清晰”“资源推送及时”。

（2）学生能力全面发展：通过跨学科项目实践，实验组学生的计算思维、设计思维能力测评得分分别提高 23.4%和 19.7%，团队协作能力评分提升 21.5%，显著优于对照组。

（3）教师能力迭代升级：开发教师培训课程 3 门，参与教师的 AI技术应用能力测试平均分从62 分提升至 89 分， 90%的教师能独立设计 AI 数字人辅助的项目化教学方案。

3.技术成果

（1）AI 数字人教学微课：制作《摄影摄像技术》、《MG动画技术》、《图形图像处理技术》等 3 门数字人微课。

（2）多模态交互技术应用：实现 AI 数字人的语音、表情、动作协同表达，语音识别准确率达 98.7%，表情动作与教学内容的匹配度超过 95%，营造出沉浸式课堂体验。

五、创新点

1.技术融合创新

首次将超拟人化 AI 数字人技术与项目化教学深度融合，通过多模态交互技术实现 AI 数字人的“类人化”教学互动，突破了传统 AI 教学工具的单向交互局限。华为云大模型、有言平台的引入，使 AI 数字人具备精准学情分析（准确率 92%）与个性化资源推荐能力，实现“千人千面”的教学服务。

2.教学模式创新

构建一套“双师三阶段”教学模式：项目初始的导入阶段，AI 数字人揭晓行业前沿案例，引发学习热情；AI 数字人给予理论层面的支持，人类教师对实操进行指导；双方共同介入成果评估工作，该模式冲破了传统课堂的时空方面的约束，达成了“线上理论学习 + 线下实践指导”的无间衔接。

3.评价体系创新

创建“智能 + 多元”评价体系，采用 AI 数字人采集学习行为的相关数据，将教师评价、学生彼此互评与自我评估相结合，形成多维的评价报告，在“AI 数字人动画制作” 项目当中，系统自行分析学生跟 AI 数字人的对话内容，考核其知识掌握水平，把过程性评价的占比从 30%提高至60%。

六、推广应用价值

1.模式示范效应：为职业院校提供了能复制的智能化教学模式，引领课程变革，可打造“一校一特色”的教学创新格局。

2.资源优化配置：AI 数字人可实现无限复制的特性缓解了优质师资不足困境，让偏远地区院校得以享用高水平教学服务。

3.产学研协同创新：形成“高校搞研究 + 企业搞开发 + 院校搞应用”的闭环生态。

七、结论与展望

本研究构建并形成了 AI 数字人“双师课堂”项目化教学模式，经由理论创新、技术结合与实践验证，证实这种模式在提高教学质量、培养创新人才上效果明显，未来研究将聚焦于三个方面展开：进一步增强 AI 数字人的情感交互能力，实现师生间自然的情感共鸣；扩大模式在基础教育跟终身教育当中的应用，搭建全学段的智能教学体系架构；探寻AI 数字人与虚拟现实技术相融合，构建元宇宙沉浸式学习空间。

人工智能跟教育融合起来是深刻变革，该模式为教育完成智能化转型提供了可行渠道，伴随技术增进与模式优化，该创新教学范式将对培养适应智能时代的高素质人才发挥更大效能。

参考文献：
【1】郑南宁.人工智能与教育的融合——现状、挑战与前景[J].中国工程科学，2020,22(05):1-8.
【2】KoppS,WachsmuthI.Socialrobotsineducation[J]. Interaction Studies,2014,15(3):478-503.
【3】杨宗凯.人工智能赋能教育的范式变革与路径选择[J].中国电化教育，2021(01):1-6.
【4】PapamitsiouZ,SchwarzS.Adaptivelearningplatforms:Asyst ematicreviewofthestateoftheart[J].Computers&Education,2016,9 4:283-297.
【5】黄甫全，王凯.人工智能教师的内涵、结构及发展趋势[J].中国电化教育，2018(07):1-7.

本文系 2025 年山东省电化教育馆人工智能教育研究课题一般自筹项目《人工智能视域下 AI 数字人“双师课堂”的项目化教学模式构建及应用》（编号：SDDJ202501167）的支撑性论文之一。
作者简介：郭雅静（1989 年 7 月-）女，山东淄博人，硕士研究生，讲师，研究方向：数字媒体领域教育教学方法与实践应用。