【中國高教研究】姜瀾：智能時代“教師-學生-AI-環境-文化”五元教育模式的構建探索
發布日期：2025-10-11 供稿：中國高教研究 編輯：吳楠 閱讀次數：
摘 要：人工智能技術對傳統以師生為核心的教育結構帶來根本性挑戰，亟需構建新的教育模式?！敖處?學生-AI-環境-文化”五元教育模式提出，智能時代的教育邏輯應從傳統師生二元傳授向多要素協同互動網絡轉變。五元教育模式以學生為中心、AI為核心，通過重塑學習方式、教學方式、環境生態與文化氛圍，培養學生創新創造力等駕馭AI和超越AI的“十一力”核心素養。結合北京理工大學前期探索，該模式為智能時代培養拔尖創新人才提供了有效的實踐路徑。
關鍵詞：高等教育；人工智能；五元教育模式；“十一力”核心素養
當今世界面臨百年未有之大變局，新一輪科技革命和產業變革加速演進，以人工智能（AI）為核心驅動力的新一代信息技術，正以前所未有的深度與廣度滲透至經濟社會各領域，并引發教育的系列變革。從教育的基本要素（教育主體、教育對象、教育空間等）來看，人工智能作為教育類主體，已經與傳統教育主體以共在形式存在并構成教育意義。這就對教師權力與教育權威形成挑戰，“教師在知識經驗上的絕對優勢由此喪失，教師的權力被AI瓜分，教育權威也因此弱化”。在此過程中，大數據強化了學生選擇的自主性，人機互動增強了學生認知的能動性，萬物互聯提升了學生實踐的創造性。甚至，教育的數字化轉型將重構教育的空間形態，創造出一個巨大的融合空間。從教育的主要范疇（教育目標、教育過程、教育評價等）來看，生成式人工智能將帶來教育目標、教育場景、教育評價等諸多改變。其中，一部分改變是顛覆性的。比如，人工智能的“個性化服務”對傳統“齊步走”教學方式的挑戰便是如此，它要求實現教學方式的根本變革，即從傳統的規?；瘜W習到大規模個性化學習的躍遷。
在此背景下，高等教育作為人才培養和科技創新的主陣地，面臨著比以往任何時候都更為迫切的使命——構建適應智能時代特征的新型人才培養范式。因此，本研究在回應智能教育變革必然性的基礎上，提出“教師-學生-AI-環境-文化”五元教育模式，并結合北京理工大學的初步實踐，為扎根中國大地培養擔當民族復興大任的時代新人提供理論參考與實踐路徑。
一、智能時代教育變革的必然性：傳統教育結構的動搖
（一）傳統教育結構的主要特點
從教育基本要素的角度來看，一項教育活動往往包括教師、學生、環境、文化、技術等要素。傳統教育中各要素的組織往往呈現出一種“圈層”結構，師、生構成了教育關系的核心，圍繞此核心的是為師生提供互動場所的教室、校園等物理環境，最外層則是包括社會文化、學科文化、校園文化等在內的文化，技術作為“圈層結構”各要素的支撐往往處于從屬的位置。
長久以來，學校教育正是以這種圈層結構得以持續發揮影響，其具體特征表現為：首先，環境的相對隔離。從空間視角看，教育制度化的過程正是一個學校從流動空間、固定空間到專屬空間的演化過程。專屬的學校空間，是教育專業化的物理基礎。一方面，它通過物理邊界，阻擋或過濾了來自社會場域的干擾因素，打造了一個相對純凈、專注的“象牙塔”；另一方面，它通過教育性環境的精心設置，以期最大程度地實現教育意圖。教育者能夠通過對空間的設計，引導學生的注意力甚至是行為模式，正如蘇霍姆林斯基所說，“要使學校的每一面墻壁說話，發揮出人們期望的教育功能”。其次，文化的有序傳遞。盡管文化育人具有彌散性和滲透性的特點，可以通過不同渠道對學生產生影響，但在傳統學校教育中，教師往往扮演著至關重要的“文化守門人”的角色。這種中介作用不僅體現在教師在課堂中的價值傳遞，而且體現在教師作為學校文化的設計者，總是有意識地為學校各種文化活動賦予價值意蘊，讓學生在潛移默化間獲得價值引領?？梢姡幕m然處于圈層外圍，但其影響核心教育過程的路徑常常是由教師把關的，教師通過其專業權威和組織權力，努力確保在學校之內的文化內容都是安全的、正確的，從而維系了文化傳遞在傳統教育中的有序性。最后，技術的從屬服務。在傳統教育中，技術往往作為輔助性工具，服務于教師的教育教學活動。技術的選擇和運用，主導權在于教師。教師根據個人理解、教學習慣和操作水平，決定在何時何地、以何種方式來使用技術，目的在于提升既定教學流程的效率，如投影和多媒體教學手段的使用等。
（二）AI技術對傳統教育結構的挑戰
技術革新常常為教育者所利用，成為教育創新的抓手。然而，以知識圖譜、大語言模型等為代表的AI技術的深度介入，其特性和影響力已經發生質的躍遷。技術不再是單純的效率工具，而是展現出自主生成、情境交互等“類主體”的特點，這就對傳統教育的穩定結構帶來了前所未有的挑戰。
1. 對師生關系親密性的沖擊。傳統教育圈層結構的核心在于師生之間面對面的互動，但AI技術的應用，給這種互動帶來了沖擊。一方面，AI教師和個性化學習助手憑借其“24小時在線、海量知識儲備”等特點成為學生隨時可以求助的對象，客觀上降低了學生對教師求助的需求，尤其是生成式人工智能所展現的強大的內容生成能力與問題解決能力，使得學生可以不再單獨依賴教師的知識傳遞和課后指導，而是依靠AI的幫助就能夠自主展開某些領域的探索。在此過程中，AI不只是被動的客體，而是成為教學活動中繼教師與學生之后的第三類主體。另一方面，AI技術減輕了學生主動求助教師的心理壓力，傳統師生互動中雖然包含溫柔的眼神交流、溫暖的即時反饋，但也不乏嚴厲的批評，后者往往給學生帶來消極的情緒體驗，這就使得學生愈發愿意跟AI進行互動。
2. 對物理空間唯一性的削弱。傳統教育中，“教育性環境”往往只限于學校的物理空間，但AI技術的運用，使得“教育性環境”存在于任何有網絡連接的地方，學生不再受限于所處的位置和場所，能夠隨時隨地接入高質量的教育資源。甚至，學習場域的界限也逐漸模糊，不僅存在物理空間的“知識場”，還發展出現實情景融合虛擬空間的“意義場”和虛實結合融入泛在空間的“生活場”等龐大學習空間。沉浸式虛擬學習環境在模擬實驗、場景復原等學習活動中成為一種“替代性場所”，這就進一步使得學校物理空間作為“教育場所”的唯一性和不可替代性被顯著削弱。
3. 對文化滲透有序性的挑戰。一直以來，教師作為“文化守門人”，通過有序傳遞價值信息，使得學生能夠持續接受正向的價值引領。但AI技術，尤其是算法推薦系統和開放網絡生態對這一機制帶來了巨大挑戰。一方面，學生在AI的個性化推薦中極容易形成“信息繭房”。當學生一旦被裹挾在算法構建的、符合其偏好卻可能狹隘的信息流中，接觸多元化、批判性觀點的機會就大大減少。另一方面，生成式人工智能使得海量未經驗證的價值信息涌入，AI的回答通?？赡馨侵髁饔^點和文化偏見，但學生在學習和使用這些信息時往往缺少足夠的鑒別能力，尤其當不同意識形態的價值信息出現時，他們未必能夠快速察覺并作出正確的價值判斷和合理的價值選擇，甚至在一些學生群體中出現價值理性消融、價值分化加劇、價值偏見滋生等新問題。
綜上所述，AI時代引發的深刻變化，使傳統教育所呈現的圈層結構面臨不可小覷的挑戰，并在容納和整合AI這一新要素時顯露出諸多不適應：教師與學生這對核心關系在AI介入下需要重新定義；物理空間的劃界與功能在數字技術推動下不斷模糊；文化傳遞的路徑、內容與影響力變得空前復雜。這種結構的動搖表明，僅僅在原有框架內進行局部優化，例如，視AI為技術要素的輔助工具，已難以有效回應時代提出的系統性挑戰。教育迫切需要探索一種能夠系統性整合AI、深刻理解環境泛在化、主動應對文化復雜化的新型組織邏輯和關系網絡。
二、智能時代教育模式變革：“教師-學生-AI-環境-文化”五元模式
習近平總書記強調，“積極推動人工智能和教育深度融合，促進教育變革創新，充分發揮人工智能優勢，加快發展伴隨每個人一生的教育、平等面向每個人的教育、適合每個人的教育、更加開放靈活的教育”，這一重要指示明確了智能時代教育模式變革的根本方向和核心要求：以終身化、公平化、個性化和開放化為教育目標，以AI為驅動力重構教育生態系統，通過AI與教師、學生、環境、文化等教育各要素的全方位深度融合實現教育模式的根本性變革，推動教育從單向知識傳授向綜合能力培養、從規模標準化向規模個性化、從封閉式向開放式根本性轉變。
（一）邏輯重構：從“教師作為關鍵中介”到“AI作為核心動力”
以往的技術變革之所以未能帶來傳統教育結構的煥新，主要是因為其并沒有從根本上改變“學校作為相對封閉的教育場所，教師作為擁有相對權力的教育主體”的狀況。傳統教育結構典型的“圈層式”特征，賦予教師“中間層”的關鍵位置，教師不僅是知識的傳遞者，更承擔著對外圍環境、文化資源以及技術工具的篩選、解釋與調控功能。物理空間的設計、教學技術的使用、文化內容的傳遞，往往經由教師的“過濾”與“轉譯”，才能抵達學生。這種結構在相當長的歷史時期內保障了教育過程的效率，但也因其高度中心化的特征，抑制了學生主體性、環境參與性以及文化多樣性的發揮。
以人工智能為核心驅動的五元教育模式強調教育要素間關系的重構。傳統圈層結構中，教師是絕大部分教育關系的調度者，技術、環境和文化要素對學生產生教育影響的方式與程度，主要取決于教師個體的認知水平、教學理念與實施能力。而在五元教育模式中，AI不再是技術層面的輔助工具，而是成為連接學生、教師、環境、文化等要素的核心動力，促使教育系統從“封閉控制型”向“開放變革型”轉變。
這一方面意味著教育過程“中介邏輯”的重構。傳統模式下，教師幾乎是知識傳授、能力養成與價值引導的唯一合法中介，形成了一種以人為樞紐的線性控制結構。而AI的介入，使得教育過程不再僅僅依賴于教師的經驗判斷與主觀篩選，而是能夠借助全樣本數據分析與算法推演，形成對學習過程的持續追蹤與動態調適。這使得教育過程從依賴教師的唯一中介，轉向依靠AI為核心動力的實踐。但教師的中介功能并未消失，而是被重新定位為在AI支持下的引導者、協商者與共創者。
另一方面，AI通過創造新型聯結方式，重構了教育生態系統的運行邏輯。傳統教育結構具有明顯的封閉性。正如生態位理論所提出的，“如果同一生態位中出現了兩個物種，則必然會發生激烈的種間競爭”。由于傳統教育在封閉的環境和有限的時間中展開，教師作為主導性影響力量，其作用的強化就意味著環境、文化等要素的弱化。而在AI驅動的五元教育開放系統中，由于技術打通了原有圈層結構的壁壘，拓展了教育作用的時空維度，各教育要素之間不再局限于零和博弈的競爭邏輯，而是轉向共生共贏的協同關系。AI的強力加持不僅未削弱教師、環境、文化等要素的獨立價值，反而通過建立多層次、高彈性的互動網絡，使每一要素的教育影響力均得到增強。
（二）系統革新：以AI為核心的協同互動機制
“教師-學生-AI-環境-文化”五元教育模式構建了以學生為中心、以AI為核心技術變革手段的開放系統。五元教育模式本質上是以多元主體、多維環境、價值引領、智慧變革和學生中心為核心特征，通過重塑要素間的關系結構，形成動態協同的新型教育生態系統，如圖1所示。
五元教育模式中，AI不再是單純的技術工具，而是與學生、教師、環境、文化構成四種基本的協同互動關系。首先，AI與學生的協同關系表現為個性化學習與自主發展的深度融合，AI助學，基于學習分析技術為每位學生提供精準的學習路徑規劃和實時反饋，學生駕馭AI，在AI的支持下自主學習和個性化發展，實現從“被動接受者”向“主動創新者”的轉變。其次，AI與教師的協同關系體現為智能增強與專業互補，AI助教，通過數據分析、個性化推薦、智能評估等功能增強教師的教學能力和決策水平，而教師則發揮價值引領、情感陪伴、創新啟發等AI無法替代的專業優勢“增智AI”，形成“人機協同”的教學新模式，實現從“知識傳授者”向“學習組織者”的轉變。再次，AI與環境的協同關系推動了學習空間的智能化重構，AI技術使物理環境與虛擬環境深度融合，創造出“虛實融合”的智能學習AI空間，同時通過物聯網、傳感器等技術實現環境的自適應調節，為學習者提供最優的“使用AI”的學習體驗，實現從“物理校園空間”向“泛在智慧生態”的轉變。最后，AI與文化的協同關系促進了價值傳遞的智能化與精準化，AI能夠分析學生的價值傾向和文化背景，為文化教育提供個性化“AI思政”方案，同時在價值傳遞過程中接受文化的規范與引導，AI鑄魂，確保技術發展與文化價值的協調統一，實現立德樹人從“傳統精神傳承”向“智慧動態浸潤”的轉變。
在四種基本協同關系的基礎上，五元教育模式形成了三條核心的協同路徑，實現了教育要素間的有機整合和動態互動。首先，啟智探究路徑（教師-學生-AI）以認知能力培養為核心，通過教師的啟發引導激發學生的探究興趣和問題意識，進而借助AI的智能分析和資源推薦深化學習過程。這一路徑中，教師發揮“啟智者”的作用，運用蘇格拉底式對話、項目式學習等方法引導學生發現問題、分析問題；學生在教師啟發下形成探究動機，主動運用AI工具進行深度學習和知識建構；AI則提供個性化的學習資源、智能化的分析工具和及時的反饋評價，支持學生的探究活動。其次，沉思對話路徑（文化-學生-AI）以價值觀塑造為重點，通過文化熏陶促進學生的價值反思，并借助AI技術實現價值教育的個性化和精準化。文化通過校園環境、課程內容、實踐活動等載體潛移默化地影響學生的價值觀念和行為方式，學生在文化浸潤中形成價值認知和道德判斷，并通過與AI的對話交流深化價值理解和自我反思，AI基于自然語言處理和情感計算技術為學生提供個性化的價值引導和道德教育支持。第三，沉浸交互路徑（AI-學生-環境）以實踐探究為核心，通過AI創造的沉浸式學習環境促進學生與文化、教師的深度互動。AI運用虛擬現實、增強現實等技術創建高度仿真的學習情境，為學生提供豐富的實踐體驗；學生在沉浸式學習中進行探索和實踐，并與環境支撐和教師指導形成良性互動；這一過程中，教師給予專業指導和情感支持，共同促進學生的全面發展。
在實現機制上，五元教育模式協同效應的實現有賴于協同共治、融匯活化和虛實融合三種機制。協同共治機制使AI、教師、學生、環境、文化五個要素不再是簡單的線性關系，而是形成網絡化的協同創新體系，每個要素既是其他要素的服務對象，也是協同創新的參與主體，共同創造教育價值。融匯活化機制通過AI技術的連接和整合，使原本相對獨立的教育要素實現深度融合，激發出新的教育活力，文化與技術融合產生智慧文化，環境與AI結合形成智能空間，教師與AI協同創造智慧教學。虛實融合機制則通過AI技術打破物理空間與虛擬空間的界限，創造出虛實融合的學習環境，學生可以在物理空間中體驗虛擬內容，也可以在虛擬空間中進行真實實踐，實現學習體驗的立體化和多維化。
（三）能力塑造：培養AI不具備的能力和使用AI的能力
無論是我國古代儒家的“為己之學”，還是斯賓塞的經典之問“什么知識最有價值”，抑或是近年來哈佛大學教育心理學教授珀金斯主張“教和學對生活有價值的知識”，都指向教育的目標。傳統師生二元知識傳授模式沿襲了工業化生產的規則和邏輯，教育以記憶、理解等基本的認知能力培養為目標。智能時代，由于五元教育模式重構了要素關系，因而形成了新的教育目標及其培養框架。（見圖2）這一框架的基本邏輯在于既注重培養AI不具備的獨特人類能力，也強調培養學生有效使用AI的技術素養，形成“人機協同、優勢互補”的能力發展新格局。
1. 認知增智能力域：啟智探究的深度學習。認知能力域對應布魯姆分類學中的分析與創造等高階認知層級，旨在塑造人類智能的核心優勢。首先，雖然AI已經具備了一定的推理和決策力，但仍不具備人類邏輯思考的情境適應性、價值導向性和創造性等人類邏輯思維力的特征。其次，問題分析力是人類利用自身及外部的條件因素，深度理解世界并解決問題的思維能力，是洞察問題本質的核心能力和高階思維的重要組成部分。最后，創新創造力涉及想象力、直覺力等AI難以模擬的認知特征，是引領未來的核心驅動力。增智思維引擎能力需要五元要素協同發揮各自優勢，塑造學生理性分析的基石。
認知增智能力域的培養主要通過啟智探究路徑實現，充分發揮AI主賦能的分析與創造功能，而協同共創機制使得教師的教育智慧、學生的認知潛能和AI的計算能力形成有機整合，產生了超越單一要素的協同效應。具體而言，教師運用啟發式教學方法激發學生的問題意識和探究動機，引導學生形成批判性思維和創新意識；學生在教師啟發下主動運用AI工具進行深度學習，通過與AI的交互對話深化對復雜問題的理解；AI則基于強大的數據分析能力和知識圖譜，為學生提供多維度的信息支持和邏輯推理輔助。
2. 價值決策能力域：沉思對話的價值建構。價值決策能力域對應布魯姆分類學中的評價能力，是人類在智能時代不可或缺的最終“把關”能力。具體包括評價選擇力和自我驅動力，即面對AI提供的多個可行性選項，能夠基于多元價值準則、道德倫理和文化背景進行權衡、審辨與選擇，并對選擇后果負責的最終決策能力，是確保技術向善的根本保障。自我驅動力是AI無法替代的人類品質，是結合學生內在抽象動機與具體實踐，實現知識、能力衍新增效的關鍵能力。
價值決策能力域的培養主要依托沉思對話路徑，突出文化主賦能的自我與評價功能；這一過程中，融匯活化機制使得文化智慧與現代AI技術深度融合，形成智慧文化的新形態，既保持了文化傳承的連續性，又實現了價值教育的精準化和個性化。具體而言，學生的自我驅動力在文化感召和AI個性化激勵中得到激發，評價選擇力在文化AI的雙重支持下得到提升，學生學會運用文化智慧和理性分析相結合的方式進行價值判斷。文化通過校園環境、課程內容、實踐活動等多元載體，潛移默化地影響學生的價值觀念和道德判斷；學生在文化浸潤中形成價值認知，并通過與AI的深度對話進行價值反思和自我審視；AI基于自然語言處理和情感計算技術，為學生提供個性化的價值引導和道德推理支持。
3. 執行協作能力域：沉浸交互的實踐鍛煉。執行協作能力域主要對應布魯姆分類學中的應用層級。執行協作能力域要求將高階思維與社會性、情感性要素結合，是在AI輔助下，實現復雜任務和社會協作的關鍵。規劃制定力是綜合考慮目標、資源、環境、風險等因素，進行價值判斷的認知能力。行動執行力是學生主體性和能動性的體現，容納了堅強的意志品質、靈活的應變能力和持續的自我管理能力，是AI時代具身化的實踐能力。表達溝通力既包含情感交流、價值傳遞和文化溝通的人文內涵，也是多模態溝通經驗的融合，是人機共生時代情感交流的社會能力。組織領導力不僅是管理技能，更是愿景構建、價值引領、人格魅力的綜合體現，是AI時代深厚人文素養、敏銳社會洞察和堅定價值信念的綜合能力。
執行協作能力域的培養主要通過沉浸交互路徑實現，體現教師主賦能的組織與行動特色，而虛實融合機制創造了更加豐富和安全的協作學習環境，學生可以在無風險的虛擬環境中進行高風險的決策練習，在多樣化的情境中提升跨文化協作能力。AI運用虛擬現實、增強現實等技術創建高度仿真的協作學習環境，為學生提供豐富的團隊合作和領導實踐機會；學生在沉浸式環境中進行探索和實踐，與教師和環境的形成良性互動。
4. 技術素養能力域：環境賦能的全程支撐。技術素養能力域主要對應布魯姆分類學中的記憶、理解的認知層級，但在AI時代被賦予了全新的內涵。知識獲取力不同于以往被動的知識習得，而是需要整合人類的價值判斷與AI的信息處理，具備多源信息整合和持續學習的能力，是智能時代學生的學習能力。工具使用力表現為對AI的駕馭能力，其實質則是對AI的綜合理解能力，學生不僅通過觀察AI的使用過程習得觀察經驗，通過學習AI的原理獲得抽象經驗，更能夠在與AI協同互動中開展工具使用實踐；在“人人會AI、人人用AI”的氛圍中，學生能夠整合三類經驗不斷提升工具使用力。
技術素養能力域的培養貫穿三條協同路徑中，體現了環境主賦能的獲取與運用特征。智能化學習環境通過物聯網、傳感器、云計算等技術，為學生提供泛在的學習支持和個性化的資源推送；學生在與智能環境的持續交互中，逐步掌握信息獲取、處理和運用的技能；AI、教師、文化等要素在智能環境的支撐下，能夠更加精準地響應學生的學習需求，提供個性化的技術指導。具體而言，學生的知識獲取力在智能環境的信息推送和AI的內容篩選中得到強化，從被動接受信息發展到主動搜索、篩選、整合信息的能力；工具使用力在環境提供的多樣化技術工具和教師的使用指導中得到發展，學生不僅掌握工具的操作技能，更重要的是培養工具選擇和工具創新的能力。
“人在怎樣的程度上學會改變自然界，人的智力就在怎樣的程度上發展起來”。四個能力域十一項核心能力是智能時代人的智力發展的復合能力體系，是對傳統教育關系變革的系統回應。“十一力”的培養，不僅體現在學生這一主體角色的轉變上，還需要五元要素發揮協同作用，把握最新的社會發展需求以激活學生核心能力塑造的主動性、建構學生能力的系統性、促進學生發展的綜合性。
三、北京理工大學五元教育模式的實踐探索
北京理工大學（以下簡稱“北理工”）作為全國最早開展AI教學科研與人才培養的高校之一，在智能時代人才培養領域積累了深厚的實踐基礎和豐富的探索經驗。學校瞄準智慧社會發展方向和教育變革趨勢，持續推動人工智能在教育教學中的深度應用，積極探索“教師-學生-AI-環境-文化”五元教育模式的創新實踐路徑。在平臺建設方面，學校擁有自主智能無人系統首批標桿全國重點實驗室、首批國家人工智能產教融合創新平臺等12個人工智能領域國家級平臺。在學科專業建設方面，學校是全國首批設立人工智能本科專業的高校，首批入選中關村學院、創智學院和河套學院共建高校，首批設立智能科學與技術一級交叉學科點，形成了完整的人工智能人才培養體系。在協同創新方面，學校聯合66所國內知名高校及相關領域企事業單位成立中國高等教育學會智慧教育研究分會，與華為、百度等行業龍頭企業建設長期性聯培基地，構建了AI賦能、產學研深度融合的協同育人體系。2025年，學校成立集研究院、產業園、實體學院功能于一體的人工智能學院，承擔引領全校智慧變革的重要使命，體現了學校在人工智能時代推動高等教育變革的戰略決心和實踐擔當。這一系列舉措為學校探索形成五元教育模式提供了堅實的基礎條件和有力的組織保障。
啟智探究路徑的實踐中，學校基于人機協同理念，致力于促進學生從被動知識接受者向主動創新者的角色轉變。學校充分發揮AI的分析與創造功能，構建了以“精工智教”教學大模型為核心的智能化教育生態。具體教學實踐中，通過優質教育資源整合、強化教學過程管理、個性化課程設計等，構建出以能力培養為目標、以問題解決為核心、以知識體系為基礎、以教學資源為支撐的“4A-4S”培養體系。“4A-4S”體系包含兩個維度：泛在學習維度（4A）實現隨需而學（Anything）、隨處可學（Anywhere）、人人愛學（Anyone）、隨時可學（Anytime）的學習生態；自主發展維度（4S）促進學生學習自關注（Self-Attention）、知識自生成（Self-Generation）、人才自成長（Self-Growth）、卓越自追求（Self-Excellence）的全方位能力建構。通過AI學伴全天候在線服務、數字教師實時指導、多語課堂互動等技術手段，為學生主動創新提供全方位支撐，為實現“一生一策”個性化培養奠定了平臺基礎。實踐成果方面，學生在人工智能技術驅動下取得了一系列創新成果。其中，學生團隊開發的“元宇宙”大型沉浸式數字交互空間斬獲第十三屆“挑戰杯”中國大學生創業計劃競賽金獎；3名學生共同一作，融合智能傳感、計算軟件與AI算法等跨學科技術，提出本質安全的智能電池新結構，相關研究成果發表于《Nature》，體現了啟智探究路徑在培養學生創新能力和科研素養方面的顯著效果。
通過沉浸交互路徑，學校充分發揮教師的組織與行動功能，推動教師角色從傳統的知識直接傳授者向學習過程的組織者與引導者轉變，這一轉變體現了五元教育模式中教師職能的重新定位。北理工率先構建了數字化創新知識中心，建成了涵蓋35個一級學科、73個專業本研貫通知識圖譜，推進“教育、科技、人才”一體化科教中心建設，旨在重構和強化基本教學單元，深度促進科教融合，為知識傳授和能力培養提供系統性支撐。在人工智能科教中心、前沿交叉科教中心等創新平臺建設實踐中，學校采用項目制牽引模式，帶動多學科深度交叉融合，體系化構建了本研貫通的學科專業知識大模型。大模型為不同學科背景的學生快速掌握跨領域的項目知識提供強有力支撐，體現了五元教育模式中AI要素對傳統教學方式的革新作用。具體實施過程中，教師通過課程定制開發、提煉典型場景、能力導向實戰、團隊協作實訓等多元教學組織形式，實現知識學習的全方位組織和能力培養的全過程參與，為超常規培養具有綜合交叉能力的領軍領導人才奠定了堅實基礎。通過這一創新路徑，學校為孕育國家戰略急需方向科學家、企業家和國防總師等“原生領軍人才”提供了重要的人才培養底座，體現了五元教育模式在培養高層次創新人才方面的顯著優勢。
沉思對話實踐中，學校充分挖掘“延安根、軍工魂”紅色文化資源的教育價值，構建了文化傳承與智能技術深度融合的價值教育新模式，這一模式體現了五元教育模式中文化要素與AI技術要素的有機結合，為新時代思想政治教育提供了創新范式。學校建設的“五館合一”文化學習和交流中心，通過整合文博館、藝術館、校史館、體育館、圖書館等功能，形成了立體化、多維度的文化教育空間，突破了傳統單一場館的功能局限，為學生提供了沉浸式的文化體驗環境。在具體實踐中，學校打造了多個具有標志性意義的文化教育空間：例如，全國首個全景式展現人民軍工發展歷程的“黨領導的人民軍工”展館，開創了高校博物館發展新形態；全國首個載人航天文化展廳，使一批珍貴航天影像資源落戶學校；全國高校首個自主研發的校史類VR大空間項目“夢回杜甫川——延安自然科學院VR大空間項目”，再現自然科學院創校辦學時期的艱苦歲月；延河藝術文化館作為承載“藝術文化共享”理念的創新空間，進一步豐富了文化教育的內涵與外延。在技術賦能方面，學校成立了“校史研究中心”，構建思政教育大模型，深度挖掘和有效利用紅色育人資源。通過打造“錢學森大腦”數字化平臺，借助ChatBIT大模型實現了與師生的跨時空交流；數字人老院長徐特立以生動的敘述方式，向師生講述校史和延安時期的感人故事。同時，“載人航天文化展”和“黨領導的人民軍工展”通過互動式場景設計，實現了文物的動態展示和歷史場景的生動再現，有效提升了文化教育的感染力和影響力。這一創新實踐充分體現了五元教育模式在價值教育領域的應用效果，通過文化傳承與智能技術的深度融合，為培養具有深厚文化底蘊和堅定理想信念的時代新人提供了重要支撐。
貫穿啟智探究、沉浸交互、沉思對話三條路徑的核心在于充分發揮環境要素的獲取與應用功能。在環境與AI的深度互動中，五元教育模式強調物理環境與數字環境的有機融合，旨在構建支持泛在學習的智慧教育生態。學校深入推進校園治理科學轉型與智慧變革，通過多校區辦學資源共享和管理服務的智慧化升級，有效促進了教育信息化轉段躍升。這一實踐充分體現了五元教育模式中環境要素與AI技術要素的協同效應。學校在校園食堂部署的“具身智能機器人服務系統”通過提供精準、個性化的智能服務，為師生創造了可觸、可感的具身智能應用場景，在校園日常生活中潛移默化地營造了“人人用AI”的技術文化氛圍，推動了AI技術在教育環境中的自然融入。在數字環境層面，學校構建的智慧課堂和泛在學習空間有效打破了校區間的地理界限和傳統教學的時空限制，實現了跨校區“同上一堂課”的常態化教學模式，拓展了教育教學的空間維度，為師生提供了更加靈活多樣的學習環境。以“金融工程”課程為例，學生課后AI學伴的總體使用率超過90%，生均使用時長超4小時，充分表明AI技術與學習環境的深度融合有效延伸了學習發生的時空場域，實現了學習活動從課堂向課外、從校內向校外的全面拓展。可以看出，通過物理環境與數字環境的協同優化，五元教育模式能夠為學習者提供更加豐富、便捷、個性化的學習支持，為構建面向未來的智慧教育生態奠定了堅實基礎。
四、結論與展望
智能時代，人工智能與高等教育的深度融合已成必然趨勢?！敖處?學生-AI-環境-文化”五元教育模式通過重新定義教育要素的角色定位和互動關系，形成了以學生為中心、以AI為核心的開放教育網絡，有效回應了智能時代人才培養的現實挑戰，為未來高等教育變革提供了新的理論視角和實踐方案。
五元教育模式超越了僅將AI視為賦能工具的技術應用范式，而是將其視為重構教育生態的核心行動者，為系統思考智能時代人才培養模式重構提供了分析框架。五元教育模式及其在北理工的創新實踐，為智能時代人才培養的深化探索提供了啟示和思考。首先，重新審視和調整人才培養的價值取向，更加注重培養學生的邏輯思維、創新創造、價值判斷等人類獨有的核心品質，同時強化學生運用AI工具的能力。其次，轉變傳統的教師專業發展模式，將AI素養提升、人機寫作技能、智能化教學設計等融入教師培訓體系，幫助教師從單一的知識傳遞者轉變為學習過程的設計者和學生發展的促進者。再次，智慧化教育環境的建設需要統籌考慮技術先進性與教育適用性的平衡，在推進校園數字化轉型的過程中，既要充分利用AI、大數據、虛擬現實等前沿技術的優勢，又要確保技術服務于教育目標，避免為技術而技術的傾向。最后，文化育人功能在智能時代尤為重要。面對AI可能帶來的價值多元化和文化碎片化挑戰，高等教育應當更加主動地承擔起文化傳承和價值引領的使命。通過創新文化傳播載體、豐富文化體驗形式、強化文化認同教育，確保學生在掌握先進技術的同時，始終堅持正確的價值導向和深厚的文化底蘊。
智能時代的教育變革不僅是技術層面的革新，更是教育哲學和育人觀念的重構。五元教育模式是高校在智能時代主動應對挑戰和變革的積極探索，隨著AI技術的持續演進和教育需求的不斷變化，該模式也將在動態調整中不斷衍新和發展。作為一個開放動態的教育系統，五元教育模式或能夠激發更多關于未來高等教育的思考與實踐。