理论中原｜赵志勋：人工智能驱动下大中小学思政课一体化虚拟实验室构建路径探究
□赵志勋
在新时代教育发展语境之下，强化大中小学思政课一体化建设是落实立德树人根本任务的关键之策。随着科技的迅猛发展，人工智能技术逐渐深入教育领域，其应用潜力不容小觑。将人工智能技术融入大中小学思政课一体化建设，构建虚拟实验室，可突破传统教学在时空维度、资源配置、互动形式等方面的固有局限，为学生开辟更加丰富多元、生动形象且个性化的学习体验路径，进而提升思政教育的针对性、实效性与吸引力。
大中小学思政课一体化虚拟实验室建设之必要性
契合新时代思政教育目标诉求。新时代思政教育肩负着培育有理想、有本领、有担当的社会主义建设者和接班人之重任，学生需构筑扎实的理论根基、秉持正确的价值观以及锤炼较强的实践能力。虚拟仿真实验室凭借模拟真实社会场景、历史事件等功能，能使学生身临其境地领略马克思主义理论的实践伟力，深化对中国特色社会主义理论体系的认知理解，强化政治认同、家国情怀与社会责任感，精准适配新时代思政教育目标达成之需求。
弥补传统思政教学固有缺憾。传统思政课堂教学以教师讲授为重心，学生参与度受限，教学内容呈现形式单一。对于抽象的理论概念与复杂的实践问题，学生难以直观把握。加之不同学段的思政课教学资源相对割裂，缺乏系统整合与有效衔接，致使学生知识体系呈现碎片化。而虚拟仿真实验室依托人工智能技术，可整合大中小各学段优质教学资源，借助丰富多样的虚拟场景与交互方式，将抽象理论具象化、静态知识动态化，助力学生深度学习与知识体系构建。
激发学生学习兴趣与自主性。身处信息技术飞速发展的时代，学生对科技充满浓厚兴趣。虚拟仿真实验室以其新颖性、趣味性与互动性吸引学生主动投入学习。学生置身虚拟环境，自主探索、尝试多元解决方案、应对各类任务挑战，由此激发学习积极性与主动性，实现从 “要我学” 到 “我要学” 的转变，为思政课教学注入蓬勃活力。
人工智能赋能大中小学思政课一体化虚拟实验室之优势彰显
人工智能作为一种新型的技术形态利用机器模拟、延伸和扩展人的多种能力主要包括感知能力、理解能力、行动能力、学习能力。同时，人工智能作为一种集成式技术形态，离不开数据、算法、算力的支撑，决定了人工智能是与互联网技术、物联网技术、大数据技术、云计算技术等密切相关的技术。因此，人工智能赋能思政课一体化虚拟仿真实验室之优势能够在智能教学内容生成、沉浸式学习环境营造、资源智能整合共享、精准学习过程监测等方面彰显。
智能教学内容生成与优化效能。人工智能技术依仗大数据分析与自然语言处理技术，依据大中小不同学段学生的认知水平、学习需求与课程标准，自动生成个性化教学资源，涵盖虚拟课件、案例分析、练习题等。同时，实时优化教学内容，及时纳入时政热点、学术前沿成果等信息，保障教学内容的时效性与精准性，促使思政教育紧贴时代脉搏。
沉浸式学习环境营造。借助虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、混合现实（MR）等技术，融合人工智能场景建模与智能交互功能，构建高度逼真的虚拟学习场景，如革命历史纪念馆、社会问题调研现场等。学生佩戴相应设备进入虚拟场景，与虚拟角色互动交流、参与实践活动，深切感悟思政知识在实践中的运用，增强学习沉浸感与代入感，提升学习质效。
资源智能整合与共享。人工智能可以对大中小学分散的虚拟仿真资源进行智能整合和分类，建立统一的资源管理平台。通过语义分析、知识图谱等技术，将不同学校、不同学科的思政教育资源进行关联和匹配，实现资源的高效共享。同时，人工智能还可以根据用户的需求，自动筛选和推送合适的资源，提高资源的利用效率。
精准学习过程监测与评价体系构建。人工智能驱动的虚拟仿真实验室可实时监测学生学习行为数据，包括学习时长、操作流程、答题表现、探索路径等。经由深度数据挖掘与分析，勾勒学生学习画像，全面洞察学生学习进度、知识掌握程度、学习难点与优势。基于此，教师能够为学生量身定制学习建议与个性化辅导方案，助力教学方法与策略优化。
人工智能驱动下大中小学思政课一体化虚拟实验室构建路径
（一）资源整合与平台搭建策略
跨学段资源整合：系统整合大中小学各学段思政课教材、教学大纲、优质教学案例、学术著作等教育资源，构建统一思政教育资源库。同时，广泛采集社会资源，如博物馆、纪念馆、红色教育基地数字化资料，以及新闻媒体、学术机构发布的时政资讯、研究报告等，拓展教学资源边界。运用人工智能技术实施资源分类、标注与语义分析，实现资源智能化管理与检索，助力教师依教学需求迅速调用组合资源，构建连贯教学体系。
虚拟仿真实验室平台架构：择优选取 Unity、Unreal Engine 等技术平台，结合人工智能算法库与开发工具，搭建大中小学思政课一体化虚拟仿真实验室平台。该平台需兼具良好兼容性与扩展性，支持多种虚拟现实设备接入，为用户提供更加优质的虚拟场景渲染、物理引擎模拟、智能交互等基础功能。同步开发简便用户界面，涵盖虚拟场景导航、资源检索管理、教学活动组织、学习数据记录分析等功能模块，便利教师与学生操作使用。
（二）人工智能关键技术引入
自然语言处理技术应用。在虚拟仿真实验室中嵌入自然语言处理技术，实现虚拟角色与学生智能对话交互。虚拟角色依据学生提问或对话内容，结合思政知识点，生成逻辑严谨且具有教育价值的回复。同时，运用情感分析功能，识别学生情感状态，给予适切情感回应与激励，优化学生学习体验与情感认同。
智能推荐系统构建。基于学生学习画像与行为数据，运用协同过滤、基于内容推荐等智能算法，为学生个性化推荐虚拟仿真实验项目、学习资料、学习伙伴等。例如，依学生对社会热点的兴趣，推荐虚拟调研、学术文章及志同道合的同学开展小组讨论，促进自主与合作学习，提升学习效率。
虚拟场景智能生成与优化。借助计算机视觉与生成对抗网络（GAN）技术，依教学主题与需求自动生成虚拟场景，并实时优化调整。如生态文明教育中，按生态环境案例生成虚拟自然场景，动态模拟生态变迁，使学生直观感知环境问题与可持续发展理念。同时，依据学生反馈与学习效果评估，智能调整场景教学元素，如增添提示、优化交互流程，强化教学效果。
（三）教师培训与能力建设计划
人工智能技术培训。组织大中小学思政课教师参与人工智能技术培训课程，邀请技术与教育信息化专家授课，涵盖人工智能基础、虚拟现实原理、虚拟仿真实验室操作、教学资源整合、智能教学应用等内容。运用线上线下融合、案例分析等多元培训模式，助力教师掌握人工智能技术在思政教学中的应用，提升技术应用能力。
教学设计与创新能力培育。开展教学设计工作坊与研讨活动，引导教师融合人工智能技术与思政教学理念，探索创新教学方法模式。鼓励教师借助虚拟仿真实验室平台，设计趣味性、挑战性与教育性兼具的虚拟仿真实验项目与教学方案，如虚拟历史事件重现、社会问题解决方案设计、政治决策模拟等。同时，建立教师教学创新激励机制，对表现突出教师予以表彰奖励，驱动教师教学设计与创新能力进阶。
（四）实践应用与持续改进举措
试点推广与实践应用。遴选部分大中小学校作为虚拟仿真实验室试点，开展实践教学。试点期间，收集师生反馈，观察教学效果与学生表现，及时化解问题。鼓励试点学校加强交流合作，共享经验与资源，逐步扩大应用范围，推动大中小学思政课一体化教学改革。
持续改进与优化机制。构建虚拟仿真实验室持续改进机制，依据实践反馈与教育政策动态，定期评估优化资源内容、功能模块、教学流程等。持续引入新技术与教学理念，更新虚拟场景与资源，完善智能交互，提升性能与用户体验，保障虚拟仿真实验室契合大中小学思政课一体化教学需求，稳固思政教育支撑。
人工智能技术为大中小学思政课一体化虚拟实验室建设注入强大动力。经由资源整合强化、关键技术引入、教师培训开展以及实践应用推进等路径探索，可构建具备沉浸式体验、智能交互、个性化学习、精准评价等功能的虚拟实验室，有效整合大中小学思政课资源，打破学段隔阂，增强思政教育吸引力与实效性。在建设进程中，需持续聚焦技术与教育的深度融合，妥善应对技术伦理与数据安全挑战，持续完善建设运营模式，充分发挥其在大中小学思政课一体化建设中的关键效能，培育更多信念坚定、品德高尚、知识扎实的社会主义建设者和接班人。（作者单位：平顶山学院，本文为河南省高等教育教学改革研究与实践项目“大中小学思政课一体化虚拟实验室作用发挥机制创新研究”，编号：2024SJGLX1077）
