AI工具的教学应用

诗与远方

引言 　　Deepseek的出现，预示着教育数字化转型的开始，以生成式人工智能为载体构建"教师-学生"双主体、"课前-课中-课后"全周期的教学新样态是很多学校和教师思考的问题。从课前备课开始，如何续写教学目标，如何融入教学过程；到课中如何使用人工智能手段激活课堂，点燃学生的兴趣；再到课后教师如何评价课堂，如何精准分析学情，学生又如何开展复习与预习，借助人工智能促进成果的迁移，实现思维从“低通路”向“高通路”的转化。从教到学，从学生到老师，从系统性到具体实践，教师可以通过“二维三段四环”生成式人工智能应用框架，为学校和教师场景化应用生成式人工智能提供一种可借鉴可复制的思路。 人工智能应用框架 　　首先，什么是“二维三段四环”生成式人工智能应用框架？其在学校和教师层面推进生成式人工智能赋能课堂有何意义？ 如图所示，“二维”即教师维和学生维是教与学的两大主体，教师端利用生成式人工智能赋能教学提升教学水平，进而促进其专业发展，反过来，教师专业发展了，更好的促进学生核心素养的落地。学生端，利用生成式人工智能辅助学习，不仅答疑解惑更是成为了解自己的学习“搭子”个性化的辅助学习，拓宽学习的路径与方式。 “三段”即课前、课中、课后三个阶段，从时空维度来看，既有时间跨度也有空间转移。课前，教师利用生成式人工智能备课，围绕课标、学情、教学目标、教学活动、评价量规展开，活动场所主要为办公室或家庭。“学教评一体化”的备课模式让基于经验的备课活动走向专业化的备课流程，标准化的流程也为生成式人工智能赋能备课提供依托。课中，主要围绕促进学生学习效果的达成，即学习目标的落实这一核心任务，以教学活动的九大教学事件为参考，从激发学生兴趣，围绕教学目标，展开活动任务，评价学习行为等方面，从经验到数据，精准赋能课堂教学，主要活动场所为教室；课后，教师端针对课堂问题进行二次备课，反思与提升；学生端则利用大模型进行作业辅导、复习和预习。人工智能的介入使得学与教的关系从简单的师生关系过渡到师机生三者共存的新生样态。在三者之间的关系中，教师角色的如何重构，学生又应该如何使用人工智能在此不做探讨，关注点应该是教与学流程中人工智能的应用场景，为教师场景化应用人工智能提供借鉴模板。 课前：教师备课 　　项目1：学情分析技术 教要站在学的起点上，学情分析是实施精准教学的前提，往往基于经验的学情分析不够科学，其颗粒度较大难以做到因材施教。利用生成式人工智能助力学情分析，通过数据统计结果制定出有效的对策。 项目准备：班级前测成绩表 Deepseek提示词：附件为班级前测成绩，内有10个题目，每个题目2分，根据得分情况统计15分以上，图中标注“掌握统计图人数比例”，10-15标注为：“基本掌握统计图人数比例”，5-10分标注“基本认识折线统计图人数比例”，5分以标注“需加强训练人数比例”，请帮我用html语言绘制出饼状图。 　　项目1：学情分析技术 教要站在学的起点上，学情分析是实施精准教学的前提，往往基于经验的学情分析不够科学，其颗粒度较大难以做到因材施教。利用生成式人工智能助力学情分析，通过数据统计结果制定出有效的对策。 项目准备：班级前测成绩表 Deepseek提示词：附件为班级前测成绩，内有10个题目，每个题目2分，根据得分情况统计15分以上，图中标注“掌握统计图人数比例”，10-15标注为：“基本掌握统计图人数比例”，5-10分标注“基本认识折线统计图人数比例”，5分以标注“需加强训练人数比例”，请帮我用html语言绘制出饼状图。 Deepseek可以快速对数据进行可视化处理，为教师进行学情分析提供重要参考依据。 项目2：目标续写技术 教学目标的续写遵循“三个依据”和“四个要素”，三个依据即学科课程标准、教材具体要求、学情研究。四个要素是指行为主体+行为表现+行为条件+行为程度。目标续写应采用可观察、可操作、可检验的行为动词来描述，如“分析”“推导”“设计”“评价”“撰写”“解决”“验证”“证明”等动词。同时也应注意，目标设计有层次，遵循学生认知能力层级的逻辑关系。确保目标简洁、清晰，不超过三条。有了上述的目标续写的依据，利用生成式人工智能就很容易找出教师在续写教学目标时存在的问题。 项目准备：教师续写的教学目标 Deepseek提示词：根据目标续写的原则（如上所述），帮我指出该教学目标存在的问题，并提出修改建议。 　　不仅能够清晰的指出教学目标存在的问题，还给出了如何进行修改后的结果，通过对比高下立判。 课中：融入课堂 　　项目3：资源生成技术 制作课件 课件生成一直是老师们最多关注的领域，目前免费且实用的平台有Kimi+Aippt（kimi.moonshot.cn）,夸克浏览器(需要下载)，橙篇（cp.baidu.com）,通义千问（tongyi.aliyun.com）值得注意，目前AI生成的课件仍有诸多不足，不能完全依赖，还需要一部分打磨和提升，但整体而言极大的缩短了课件制作的时间。 制作图片 图在课堂上起到直观展示内容的作用，其传递信息更丰富。但是图的制作是费时费力的事情，教师在制作时面临多重困难。生成式人工智能降低了“门槛”，极大的拓宽了图片的渠道来源，为复杂的、高质量的课堂呈现效果带来了“低门槛”的解决方案。 常用来制作图片的平台如即梦（jimeng.jianying.com）文生图、图生图功能完备还可以制作图片数字人；Deepseek R1可以输出html格式的各种流程图。不仅如此，图生视频让图片动起来，让课本人物“活”过来等技术也很成熟，极大的拓展教师备课素材的丰富，大大提升备课效率。 另外，备课流程中也并非只有学情分析、目标撰写和资源生成这三个场景，课标分析、教材分析、教学活动设计、评价量规制定等均可以使用AI提升分析的效率和质量。AI非常适用标准化的流程，有“标准”是AI输出的依据，有流程就可以让AI代替人类工作。 AI工具赋能教学全流程的实操指导课中 　　为负责任的使用AI，课堂限于人工智能依赖终端，呈现效果和使用方式均不一样，我们所探讨的内容，是为教师使用触控一体机等设备就可以开展的课堂融入形式。 场景：课堂任务 项目1：时空连线法 通过生成式人工智能模拟与历史人物或文学作品中的人物进行对话，帮助学生更好地理解历史事件或文学作品。其制作方法从易到难可以分为三种形式：第一种，图片说话俗称对口型，其本质上是生成了一段“人物”说话的视频，这种方法制作简单，缺点是人物不能对话，只能回答固定问题；第二种是模型驱动的“数字人”，希沃、科大讯飞都有此类应用，优点简单易用可以应答不同问题，缺点是平台固定不能做到自主定制，适用的场景有限；第三种是自定义“数字人”，可以利用智能体平台，如百度、豆包等的智能体平台教师可以自由发挥任意定制，缺点就是需要教师自己动手做的工作较多，无疑增加了门槛。 　　项目2：人机互辨法 通过生成式人工智能与学生进行辩论，提高学生的思考能力和解决问题的能力。 项目准备：教师预设辩论主题及正反方立场 提示词： 【角色设定】 你是一名辩手，将作为反方与本班学生进行1v1辩论。当前辩题：“网络游戏对小学生利大于弊” 【辩论规则】 每次只回应1个论点 2. 使用四年级小学生能理解的语言 【执行指令】 请用以下结构回应： [学生论点] → [逻辑漏洞检测] → [类比反驳] → [追问启发] 　　在需要探究和深入的话题中使用该方法，学生可以通过辩论，了解了知识背后的深层次原理，用AI之“口”，给学生以看待问题的不同的视角。 项目3：写作优化法 通过生成式人工智能帮助学生优化写作，提供写作思路、润色句子等是语文教学中普遍使用的案例。 项目准备：教师指定写作主题或学生提交初稿 　　提示词如下： 【角色设定】 你是一名语文老师，将作为写作助手指导本班学生修改作文。当前写作主题："记一次难忘的春游"。 【修改规则】 每次只针对1个段落提供分步反馈使用四年级小学生能理解的语言优先启发思考，避免直接代写保留学生原创表达的核心意图 【执行指令】 请用以下结构输出： [原文提交] → [思路拓展] → [例句润色] → [启发提问] AI给到的效果不输老师，举例如下： 学生原文：我们开车去公园，路上唱歌。到了先玩滑梯，中午野餐，下午看了一些花，很开心。 AI反馈： [原文提交] → 时间顺序完整但细节较少 [思路拓展] → 可以添加：①大巴车里的特别事件 ②滑梯的触感描写 ③野餐食物的颜色味道。 [例句润色] → "我们爬到滑梯上，过山车似的滑梯‘嗖’地冲下来，风呼呼擦过我的脸"。 [启发提问] → ①滑滑梯时，谁的笑声最大？②野餐时哪个菜被抢光了？③哪种花的颜色让你想起什么？ 项目4：知识拓展生成法 教师利用生成式人工智能为学生拓展课堂知识，提供更丰富、更贴近生活的学习内容。素养导向下的课堂以促进学生高阶思维的养成为目标，利用人工智能拓展知识维度，历史背景，研究前沿及成果都可以很容易的完成。教师将内容有机的融入课堂教学，帮助学生更好地理解深化知识。 项目准备：教师锚定核心知识点（牛顿第三定律）+学生平板提示词： 【角色设定】 你是一名科学导师，将使用知识引擎为本班学生拓展力学应用场景。当前锚点知识："作用力与反作用力定律" 【拓展规则】 每次呈现1个主案例+2个对比案例包含历史背景、当代应用、前沿探索三个维度使用四年级小学生能理解的类比说明 【执行指令】 请用以下结构呈现： [核心原理] → [生活解密] → [工程验证] → [未来猜想] 【示例对话】 学生提问：请说明牛顿第三定律的实际应用 AI反馈： [核心原理] ① 就像你推墙时手也会感到疼，每个动作都会产生大小相等、方向相反的"影子力" [生活解密] ① 拍皮球实验：手掌下压的力(作用力) ↔ 球体变形的反弹力(反作用力)② 对比案例：跳水踏板弯曲程度与腾空高度的关系（踏板变形越深，反作用力越大） [工程验证] ① 港珠澳大桥斜拉索：每根钢索承受200辆小汽车的重量时，两端桥塔产生的反向支撑力② 对比实验：搭建纸质桥梁模型，测试不同牵引角度的承重差异（45°角最稳固） [未来猜想] ①宇宙电梯设想：通过地球自转产生的离心力作为反作用力，支撑缆绳直达太空站②脑洞挑战：如果作用力和反作用力不相等，游乐场的碰碰车会怎样运动？ 以上四种教学活动不仅可以激发学习兴趣，增加课堂的深度与广度，AI在课堂活动环节给教师创造更多可能，教师善于使用可以让课堂更加有趣、有质。 课后 　　场景：课堂评价 项目1：教学反思与评价 课后反思是教学能力提升的重要手段，及时复盘可以帮助教师发现教学中存在的问题，调整教学策略，提高教学质量。但是由于受到个人水平限制反思找不到问题的本质，利用生成式人工智能的“专家”角色可以快速提升教学能力。 项目准备：文字稿课堂实录+崔允漷教授的课堂观察量表 　　提示词：依据课堂观察量表中给出的维度，以教学设计和课堂实录文字版附件内容为依据，帮助我找出我课堂教学中存在的不足，并给出修改建议。 　　提示：即便是有标准，AI给到的反馈也并非准确，负责任的使用AI而非完全依赖AI，养成对AI不断质疑的习惯，让它自证其说不失为一种更好的方法。例如：什么证据证明环节之间的衔接不够流程？ 项目2：智能批改作业 通过AI能实现作业精准诊断，构建"扫描-分析-干预"的闭环评价系统，实现个性化学习路径规划。 项目准备：教师上传单元作业（四年级数学《运算律专项练习》） 提示词： 【角色设定】 你是一名AI作业分析师，帮我批改处理本班数学作业。当前批改任务："四则混合运算步骤诊断" 【批改规则】 每题执行"步骤拆解→逻辑验证→错误溯源"三级分析按错误类型自动归类（计算错误/法则误用/符号遗漏）生成可交互的错题三维热力图（错误频率＞30%的题目标红） 【执行指令】 请用以下结构处理： [图像解析] → [步骤拆解] → [错误归因] → [数据整合] 班级共有40名同学，待所有学生评分完毕以表格的形式输出 　　“二维三段四环”生成式人工智能应用框架，是贯穿教与学整个流程的创新实践。但是AI在教育领域的应用仍处于探索阶段，仍有诸多不足之处。一方面，生成式人工智能平台的功能还不够完善，生成的教学资源质量参差不齐，教师在使用过程中需要花费一定的时间进行筛选和调整。此外，生成式人工智能的应用仍然存在一定的门槛，部分教师可能需要经过一定的培训才能熟练掌握相关工具的使用方法。