本书针对高等院校教育类专业教学需要，以智能技术的教育应用为核心，从基础理论、应 用方法和教学实践三个层面阐述了智能化技术如何促进教育效能。本书有助于读者更好地掌握 智能教育技术的基本理论和实践应用能力。
       本书内容分为理论、应用和实践三部分，共十章。第1~3章为理论部分，提出了智能教育 技术的概念与理论基础，论述了教育中常用的智能技术。第4~7章为应用部分，从智能辅助教 育方面阐释智能技术如何应用于教育场景。第8~10章为实践部分，通过不同学科和教法案例， 阐释智能技术的教育实践。
       本书配有丰富的实训案例及数字化学习资源，配套的师范类本科通识课程“现代教育技术 应用”可在学银在线平台访问。本书适合作为高等院校教育学类专业教材，也可作为中小学教 师在职培训和继续教育的教材，或供数字化教育等领域的专业人员参考。

       以人工智能、大数据等为代表的新一代信息技术及其应用在飞速发展，已经开始 对社会的各个领域进行渗透，其中自然也包括教育领域。

       自 2010 年以来，陆续出台的《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020 年）》《国务院关于加强教师队伍建设的意见》《中共中央国务院关于全面 深化新时代教师队伍建设改革的意见》《教育信息化 2.0 行动计划》《教育部办公 厅关于开展人工智能助推教师队伍建设行动试点工作的通知》《深化新时代教育评 价改革总体方案》《中国教育现代化 2035》等文件，均要求深化教师教育改革， 促进教师教育内涵发展，全面提高教师教育质量，提高教师队伍整体素质。党的 二十大报告提到要“办好人民满意的教育”，习近平同志在中央政治局第五次集体 学习时也强调“加快建设教育强国”，这些都对未来的教育场景和过程提出了新的 要求。
       本书为“普通高等院校‘十四五’教育类专业系列教材”之一，是全国高等院校 计算机基础教育研究会“人工智能教育应用”项目（XGJJ-TD2022102）的建设成果， 成书过程中得到了湖南省教育科学“十四五”规划重点课题（XJK23AXX001）、湖 南省高校教学改革重点课题（HNJG-20230227）的资助。
       本书内容分为理论、应用和实践三部分，共十章。
       第 1~3 章为理论部分，提出了智能教育技术的概念与理论基础，论述了教育中常 用的智能技术，主要包括智能教育技术概念内涵、发展趋势、理论基础、常用技术， 以及新时代教师应具备的教育技术能力。通过对理论部分的学习，学生可以掌握智能 教育技术的基本概念、基本理论、基本技术，学会以智能教育技术的理念处理教学实 践问题。
       第 4~7 章为应用部分，从智能辅助教育的几个方面论述智能技术如何应用于教育 场景，主要包括智能化学习资源设计、智能教育环境支持、智能教学设计和智能课堂 教学等。通过对应用部分的学习，学生可以了解并掌握智能化技术如何赋能教育教学 活动，以及如何选择相应的工具和场景开展智能化教学活动。
       第 8~10 章为实践部分，通过不同学科和教法案例，阐释智能技术的教育实践， 主要包括以语文教学为例的智能化翻转课堂教学实践、以信息技术教学为例的智能化 问题驱动研究型教学实践，以及以数学教学为例的智能化混合式教学实践。通过对实践部分的学习，学生可以提升实际教学场景中的智能化技术应用能力。
本书主要特色如下：
        1. 本书是国内首批系统提出并介绍智能教育技术概念与理论的师范类通识课 教材。
        2. 理论基础与实践应用并重，以使用不同教学方法的不同学科课程为例进行智能 教育技术实践。
        3. 配套资源丰富。为方便师生进行线下教学和学习，本书提供了案例的实操素材， 以及课程的教学大纲、PPT 教学课件、教学教案等资源，可在中国铁道出版社教育资 源数字化平（https://www.tdpress.com/51eds）下载。
       本书与师范类高校本科通识课程“现代教育技术应用（智能教育技术应用）”配 套使用。该课程部署在学银在线（https://www.xueyinonline.com/detail/244572205）， 教师可依托平台组织教学。
       本书由刘帅任主编，刘娟、付维娜任副主编，北京大学教授贾积有、西南大学教 授刘革平主审。具体编写分工为：刘帅编写第 1、2、4、6 章，并负责统稿；付维娜 编写第 3、5、7 章；刘娟编写第 8、9、10 章；刘娟、刘帅负责完成数字教学资源开发。 书中参考了大量学者的研究成果和互联网的教学资源，在此表示诚挚的谢意。
       由于智能化技术的快速发展以及教育教学理论涉及的知识面非常宽泛且深入，加 之写作水平和时间有限，书中难免有不妥之处，恳请广大同仁和读者不吝赐教。




编 者
2025 年 1 月

第 1 章 绪论................................................................................................................... 1
1.1  智能教育技术概念及内涵 ......................................................................................2
1.1.1 什么是教育技术 ................................................................................................ 2
1.1.2 什么是智能教育技术 ........................................................................................ 3
练习与思考 .................................................................................................................... 3
1.2  智能教育技术的发展..............................................................................................4
1.2.1 早期教育技术 .................................................................................................... 4
1.2.2 现代教育技术 .................................................................................................... 5
1.2.3 智能教育技术 .................................................................................................... 6
练习与思考 .................................................................................................................... 7
1.3  人工智能时代教师教育技术能力 ...........................................................................7
1.3.1 信息素养 ............................................................................................................ 7
1.3.2 信息技术应用能力 ............................................................................................ 8
1.3.3 智能化教学能力 ................................................................................................ 9
练习与思考 .................................................................................................................. 10
1.4  智能教育技术的应用现状、发展趋势与挑战.......................................................10
1.4.1 智能教育技术的应用现状与趋势 .................................................................. 11
1.4.2 智能教育技术面临的挑战 .............................................................................. 15
练习与思考 .................................................................................................................. 18

第 2 章 智能教育技术理论基础 .................................................................................... 19
2.1  学习理论 ..............................................................................................................20
2.1.1 行为主义理论 .................................................................................................. 20
2.1.2 认知主义理论 .................................................................................................. 21
2.1.3 建构主义理论 .................................................................................................. 23
2.1.4 人本主义理论 .................................................................................................. 24
练习与思考 .................................................................................................................. 25
2.2  教学理论和教育传播理论 ....................................................................................25
2.2.1 教学理论 .......................................................................................................... 26
2.2.2 教育传播理论 .................................................................................................. 29
练习与思考 .................................................................................................................. 32
2.3  系统科学理论 .......................................................................................................32
2.3.1 一般系统理论 .................................................................................................. 32
2.3.2 新兴系统理论 .................................................................................................. 34
练习与思考 .................................................................................................................. 36
2.4  智能教育理论 .......................................................................................................37
2.4.1 多元智力理论 .................................................................................................. 37
2.4.2 智能化素养发展 .............................................................................................. 38
2.4.3 人工智能伦理 .................................................................................................. 40
练习与思考 .................................................................................................................. 41

第 3 章 教育中的智能技术 ........................................................................................... 42
3.1  知识图谱 ..............................................................................................................43
3.1.1 知识图谱概述 .................................................................................................. 43
3.1.2 知识图谱的关键技术 ...................................................................................... 44
3.1.3 知识图谱工具 .................................................................................................. 45
3.1.4 知识图谱赋能教育 .......................................................................................... 46
练习与思考 .................................................................................................................. 47
3.2  自然语言处理 .......................................................................................................47
3.2.1 NLP 概述.......................................................................................................... 48
3.2.2 NLP 关键技术.................................................................................................. 49
3.2.3 NLP 常用工具.................................................................................................. 49
3.2.4 NLP 赋能教育.................................................................................................. 50
练习与思考 .................................................................................................................. 52
3.3  计算机视觉...........................................................................................................52
3.3.1 计算机视觉概述 .............................................................................................. 52
3.3.2 计算机视觉关键技术 ...................................................................................... 55
3.3.3 计算机视觉在教育领域的应用 ...................................................................... 57
练习与思考 .................................................................................................................. 57
3.4  通用大模型...........................................................................................................57
3.4.1 通用大模型概述 .............................................................................................. 57
3.4.2 大模型关键技术 .............................................................................................. 59
3.4.3 常见的通用大模型 .......................................................................................... 60
3.4.4 大模型在教育领域中的应用 .......................................................................... 61
练习与思考 .................................................................................................................. 62

第 4 章 智能化学习资源设计与应用............................................................................. 63
4.1  智能化学习资源概述............................................................................................64
4.1.1 智能化学习资源概念 ...................................................................................... 64
4.1.2 智能化学习资源特点 ...................................................................................... 65
练习与思考 .................................................................................................................. 66
4.2  学习资源智能化检索............................................................................................66
4.2.1 学习资源大平台 .............................................................................................. 66
4.2.2 学习资源智能化检索工具 .............................................................................. 67
4.2.3 学习资源智能化检索模式 .............................................................................. 68
练习与思考 .................................................................................................................. 69
4.3  学习资源智能化生成............................................................................................69
4.3.1 当前教学的资源制作困境 .............................................................................. 69
4.3.2 智能辅助教学资源生成 .................................................................................. 70
练习与思考 .................................................................................................................. 74
4.4  智能化微课设计与开发 ........................................................................................74
4.4.1 智能化微课概念 .............................................................................................. 74
4.4.2 智能化微课设计 .............................................................................................. 74
4.4.3 智能化微课开发 .............................................................................................. 77
练习与思考 .................................................................................................................. 80

第 5 章 智能教育技术的应用环境 ................................................................................ 81
5.1  智慧教室 ..............................................................................................................82
5.1.1 智慧教室概述 .................................................................................................. 82
5.1.2 智慧教室基本结构 .......................................................................................... 83
5.1.3 智慧教室教学支持 .......................................................................................... 86
练习与思考 .................................................................................................................. 87
5.2  智慧微格教室 .......................................................................................................87
5.2.1 智慧微格教室概述 .......................................................................................... 87
5.2.2 智慧微格教室基本结构 .................................................................................. 88
5.2.3 智慧微格教室支持 .......................................................................................... 88
练习与思考 .................................................................................................................. 90
5.3  智慧校园 ..............................................................................................................91
5.3.1 智慧校园概述 .................................................................................................. 91
5.3.2 智慧校园基本结构 .......................................................................................... 91
5.3.3 智慧校园服务支持 .......................................................................................... 94
练习与思考 .................................................................................................................. 99
5.4  智能虚拟环境 .......................................................................................................99
5.4.1 网络学习平台 .................................................................................................. 99
5.4.2 虚拟现实学习环境 ........................................................................................ 101
5.4.3 智能公共服务设施 ........................................................................................ 102
练习与思考 ................................................................................................................ 104

第 6 章 智能化技术在教学设计中的应用.................................................................... 105
6.1  教学设计概述 ..................................................................................................... 106
6.1.1 教学设计简介 ................................................................................................ 106
6.1.2 教学设计模式 ................................................................................................ 107
练习与思考 ................................................................................................................ 110
6.2  信息化教学设计 ................................................................................................. 110
6.2.1 信息化教学设计简介 .................................................................................... 110
6.2.2 信息化教学设计模式 .................................................................................... 111
练习与思考 ................................................................................................................ 115
6.3  智能化教学设计 ................................................................................................. 115
6.3.1 智能化教学设计简介 .................................................................................... 115
6.3.2 智能化教学设计模式 .................................................................................... 117
6.3.3 自适应课堂教学设计流程 ............................................................................ 121
练习与思考 ................................................................................................................ 123

第 7 章 智能化技术在课堂教学中的应用.................................................................... 124
7.1  智能化教学实施 ................................................................................................ 125
7.1.1 智能化课堂考勤 ............................................................................................ 125
7.1.2 数智化学习情境 ............................................................................................ 127
7.1.3 类人工课堂答疑 ............................................................................................ 129
7.1.4 个性化课堂学习评价 .................................................................................... 130
练习与思考 ................................................................................................................ 135
7.2  智能化评价与辅导 ............................................................................................. 135
7.2.1 学习效果智能评价 ........................................................................................ 135
7.2.2 智能学习辅导系统 ........................................................................................ 138
7.2.3 基于知识图谱的辅导模型构建 .................................................................... 140
练习与思考 ................................................................................................................ 142

第 8 章 智能化翻转课堂教学实践——以语文教学为例 .............................................. 143
8.1  智能化翻转课堂教学设计 .................................................................................. 144
8.1.1 学习资料准备 ................................................................................................ 144
8.1.2 课程教学资源整合与生成 ............................................................................ 145
8.1.3 翻转课堂教学设计生成 ................................................................................ 153
练习与思考 ................................................................................................................ 155
8.2  智能化翻转课堂教学实施 .................................................................................. 155
8.2.1 精准课前预习指导 ........................................................................................ 156
8.2.2 智能化课中内化 ............................................................................................ 159
8.2.3 个性化课后巩固 ............................................................................................ 160
练习与思考 ................................................................................................................ 166
8.3  智能化翻转课堂教学测试 .................................................................................. 166
8.3.1 试题生成工具 ................................................................................................ 166
8.3.2 试卷生成案例——以《鸿门宴》为例 ........................................................ 167
练习与思考 ................................................................................................................ 173

第 9 章 智能化问题驱动研究型教学实践——以信息技术教学为例 ............................ 174
9.1  智能化 PBL 教学设计 ........................................................................................ 175
9.1.1 PBL 教学设计 ................................................................................................ 175
9.1.2 基于 PBL 的智能化教学设计生成 ............................................................... 176
9.1.3 课程教学资源生成 ........................................................................................ 178
9.1.4 问题情境资源的智能化辅助生成 ................................................................ 181
练习与思考 ................................................................................................................ 184
9.2  智能化 PBL 教学实施 ........................................................................................ 185
9.2.1 智能化辅助驱动性问题解决 ........................................................................ 185
9.2.2 问题解决可视化 ............................................................................................ 186
练习与思考 ................................................................................................................ 192
9.3  智能化 PBL 学习评价 ........................................................................................ 192
9.3.1 基于行为的学习评价 .................................................................................... 192
9.3.2 基于文本的学习评价 .................................................................................... 195
练习与思考 ................................................................................................................ 199

第 10 章 智能化混合式教学实践——以数学教学为例................................................ 200
10.1  智能化混合式教学设计 .................................................................................... 201
10.1.1 混合式教学设计 .......................................................................................... 201
10.1.2 基于大模型的混合式教学设计生成 .......................................................... 202
10.1.3 课程教学资源生成与整合 .......................................................................... 207
练习与思考 ................................................................................................................ 215
10.2  智能化混合式教学实施 .................................................................................... 215
10.2.1 智能在线学习平台 ...................................................................................... 215
10.2.2 智能技术赋能线下教学 .............................................................................. 219
练习与思考 ................................................................................................................ 226
10.3  智能化混合式教学评价 .................................................................................... 226
10.3.1 智能化在线学习评价 .................................................................................. 226
10.3.2 智能化线下学习评价 .................................................................................. 230
10.3.3 基于评价的智能学习者画像 ...................................................................... 233
练习与思考 ................................................................................................................ 238
参考文献 ...................................................................................................................... 239

       刘帅，教授，博士，博士生导师，湖南师范大学教育信息化与智能化交叉科学研究团队负责人，兼任全国教育规划课题评审专家、国自科通讯评审专家、教育部学位论文评审专家。IEEE高级会员、中国计算机学会（CCF）杰出会员、中国人工智能学会（CAAI）终身会员，担任中国教育技术协会信息技术教育专委会常务理事、中国教育学会智慧教育研究分会理事、CAAI教育工作委员会委员、CCF教育分委会执行委员、湖南省人工智能学会教育工作委员会副主任委员，连续入选全球前2%高影响力科学家榜单（斯坦福大学2021—2024）、2021年度全国百篇最高影响力国际学术论文作者榜单（中信所2022年），以及多项人才称号。主要研究方向为智能化教育技术、教育信息化、数字化与智能化等，发表SCI检索论文80余篇，被引7000余次，是多个SCI期刊的编委会成员，是Artificial Intelligence and Education、教育管理与创新学报等教育类期刊主编。

1.北京大学贾积有教授、西南大学刘革平教授担任主审。
2.本书是国内首批系统提出并介绍智能教育技术概念与理论的师范类通识课 教材。
3.理论基础与实践应用并重，配套资源丰富。