生成式人工智能如何與教學(xué)深度融合

　　編者按

　　隨著生成式人工智能的快速發(fā)展，越來越多的學(xué)校正在積極探索通過安全、可靠的方式將生成式人工智能與教學(xué)深度融合。生成式人工智能如何影響教學(xué)模式？將推動教育呈現(xiàn)何種圖景？圍繞這些問題，智慧教育�？s請專家、學(xué)者展開討論。

　　“效率”和“質(zhì)量”一直是課堂教學(xué)改革關(guān)注的兩個核心要素。當(dāng)前，我國基礎(chǔ)教育課程教學(xué)仍存在教師備授課負(fù)擔(dān)重、學(xué)生探究不足、教學(xué)質(zhì)量不高等問題。在過去的兩年間，迅速發(fā)展的生成式人工智能為教育高質(zhì)量發(fā)展打開了新賽道，點燃了大眾對未來教育的期待，也成為了教育者關(guān)注的熱點。

　　為什么要在教學(xué)中應(yīng)用生成式人工智能

　　作為新質(zhì)生產(chǎn)力代表，生成式人工智能以其豐富的語料庫與強(qiáng)大的交互理解和對話能力，為破解教學(xué)難題、革新教學(xué)樣態(tài)帶來了機(jī)遇，主要優(yōu)勢體現(xiàn)在以下4個方面。

　　一是高效文本處理，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計。生成式人工智能具備在特定語境中進(jìn)行邏輯推理、歸納總結(jié)以及演繹分析的能力，能夠推導(dǎo)出多樣化的答案或問題解決方案。教師可以利用星火、文心一言、豆包等生成式人工智能產(chǎn)品，高效檢索教學(xué)資源、自動生成教案，實現(xiàn)自身減負(fù)，進(jìn)而將時間與精力投入到更有價值的課程設(shè)計與學(xué)生輔導(dǎo)中。教師也可以將生成式人工智能當(dāng)作學(xué)科專家，對教案進(jìn)行多維度分析評價，幫助教師更好地把握教學(xué)重難點，精準(zhǔn)設(shè)計學(xué)習(xí)活動和靶向作業(yè)。

　　二是多模態(tài)信息加工，生成數(shù)字資源。生成式人工智能具備對文本、圖像、音頻、視頻等多模態(tài)數(shù)據(jù)的理解能力，能夠?qū)崿F(xiàn)跨模態(tài)的語義解析與轉(zhuǎn)換，生成多模態(tài)數(shù)字資源。借助生成式人工智能，每位教師都將成為數(shù)字資源的創(chuàng)作者，無須掌握專業(yè)的媒體制作技術(shù)，也可以輕松、獨立生成個性化的數(shù)字資源。特別是隨著Sora等產(chǎn)品的推出，各種教學(xué)短視頻、動畫以及3D模型等資源也可以根據(jù)教師需求自動生成，為教師提供了更強(qiáng)的資源定制化服務(wù)。

　　三是流暢的人機(jī)對話，助力學(xué)生深度探究。生成式人工智能具有強(qiáng)大的情境理解和連續(xù)對話能力。教師可以據(jù)此引導(dǎo)學(xué)生開展素養(yǎng)導(dǎo)向下的個性化探究與思辨學(xué)習(xí)。學(xué)生課前梳理問題，利用生成式人工智能解答問題。課中教師有針對性地組織課堂討論，引導(dǎo)學(xué)生與生成式人工智能開展合作探究、質(zhì)疑批判等，幫助澄清概念誤解，擴(kuò)展知識邊界。此外，生成式人工智能還可以給出啟發(fā)性問題，自動調(diào)整問題難度，在連續(xù)的追問循環(huán)中促進(jìn)學(xué)生對知識的深度理解和創(chuàng)意加工。

　　四是擬人智能代理，提升學(xué)習(xí)趣味性。當(dāng)前很多生成式人工智能產(chǎn)品都提供了智能體功能，用于構(gòu)建定制化的虛擬角色。教師可以根據(jù)教學(xué)需求構(gòu)建教學(xué)智能體，通過文字、語音等多種形式實現(xiàn)學(xué)生與智能體的自然對話交流，解答學(xué)生疑問，引導(dǎo)學(xué)生開展活動。相比通用大模型，教學(xué)智能體可以設(shè)定不同的人物身份，例如“小學(xué)三年級語文教師”“初中生物特級教師”等，通過模擬真實人物形象、聲音和動態(tài)行為，加強(qiáng)與學(xué)生之間的情感聯(lián)系，進(jìn)而提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和參與度。

　　教學(xué)中如何應(yīng)用生成式人工智能

　　為更好地發(fā)揮上述技術(shù)優(yōu)勢，防范潛在風(fēng)險與應(yīng)用弊端，生成式人工智能賦能教學(xué)應(yīng)遵循如下3條基本原則。

　　其一，提升人機(jī)交互的認(rèn)知主動性和深度。人機(jī)交互的核心宗旨在于激發(fā)學(xué)生的積極思考與主動探索，旨在最大限度地喚醒學(xué)生的思維活力，而非讓人工智能取代其思考與創(chuàng)意產(chǎn)出。若生成式人工智能的應(yīng)用不當(dāng)，可能導(dǎo)致學(xué)生對技術(shù)的過度依賴，從而逐漸削弱其思維能力與創(chuàng)新能力。為規(guī)避負(fù)面影響，確保技術(shù)真正促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展，教師必須準(zhǔn)確識別學(xué)生在人機(jī)互動中的認(rèn)知主動性與深度。認(rèn)知主動性體現(xiàn)學(xué)生在創(chuàng)編人工智能提示語過程中的積極參與，而認(rèn)知深度則涉及學(xué)生對人工智能生成內(nèi)容的思維加工與處理水平。

　　其二，平衡“課前預(yù)設(shè)”與“動態(tài)生成”的配比。隨著生成式人工智能的引入，課堂中生成性的內(nèi)容更加動態(tài)、隨機(jī)，且不可控。為此，教師需要合理設(shè)定預(yù)設(shè)性教學(xué)內(nèi)容與生成性學(xué)習(xí)活動在課堂教學(xué)中的時間比例，保障課堂教學(xué)的有序進(jìn)行。對于低齡學(xué)生，教師可通過提高課堂預(yù)設(shè)性內(nèi)容的比重，輔助他們構(gòu)建對基礎(chǔ)概念的認(rèn)知。依據(jù)學(xué)生知識掌握情況，教師可適度引導(dǎo)學(xué)生運用人工智能進(jìn)行自主探索。對于中高年級學(xué)生，教師可以增加生成性學(xué)習(xí)活動的比重，借助開放性問題、項目化學(xué)習(xí)、自主編程、自由創(chuàng)作圖片等多種方式，促進(jìn)學(xué)生在課堂上進(jìn)行更廣泛深入的探究。

　　其三，強(qiáng)化生成內(nèi)容的真?zhèn)舞b別和安全使用。訓(xùn)練生成式人工智能所涉及的大規(guī)模數(shù)據(jù)集來源廣泛，但由于受算法偏見、語料質(zhì)量等因素影響，無法保證生成內(nèi)容的真實性與準(zhǔn)確性，輸出的信息易出現(xiàn)錯誤或虛構(gòu)。因此，師生在使用生成式人工智能的過程中，應(yīng)杜絕“盲信盲從”，需要審慎評估生成的內(nèi)容，加強(qiáng)對信息準(zhǔn)確性和權(quán)威性的甄別，避免課堂教學(xué)出現(xiàn)科學(xué)性錯誤。此外，師生都需要了解并重視生成式人工智能使用帶來的數(shù)據(jù)安全和隱私泄露問題，培養(yǎng)安全意識，增強(qiáng)防范能力。

　　教學(xué)中應(yīng)用生成式人工智能需要注意哪些問題

　　生成式人工智能賦能教學(xué)應(yīng)強(qiáng)調(diào)“效果導(dǎo)向”，不能為了用而用。一線教師需要熟練應(yīng)用各種智能工具，重點從規(guī)范使用提示語、設(shè)計深度化學(xué)習(xí)任務(wù)、強(qiáng)化技術(shù)有效性、創(chuàng)建助學(xué)角色、選擇應(yīng)用時機(jī)等方面深入實踐。

　　提升學(xué)生規(guī)范化使用提示語的能力。有效人機(jī)互動依賴于用戶能夠通過提示語，清晰、準(zhǔn)確地表達(dá)需求，教師應(yīng)教會學(xué)生正確、規(guī)范使用提示語。根據(jù)人機(jī)互動中的認(rèn)知主動投入度從低到高排序，提示語編寫可以采用“直接使用已有提示語”“基于模板，根據(jù)需求修改提示語”“自己編寫提示語，由人工智能潤色修改”“完全重新編寫提示語”等方式。教師可根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平選擇合適的起始點，并引導(dǎo)學(xué)生從較低的認(rèn)知投入方式逐漸過渡到較高的認(rèn)知投入方式。低年級學(xué)生在使用生成式人工智能時，應(yīng)在教師的引導(dǎo)下通過“直接使用已有提示語”或“基于模板進(jìn)行修改”的方式開始人機(jī)互動的嘗試。

　　設(shè)計具有認(rèn)知加工深度的學(xué)習(xí)任務(wù)。為了減少人工智能使用可能誘發(fā)的學(xué)生思維惰性，教師需要從提升學(xué)生認(rèn)知加工深度的視角出發(fā)，全面革新傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計觀念。具體策略包括：設(shè)計富有創(chuàng)造性和分析性的學(xué)習(xí)任務(wù)，盡量避免單一、固定答案的題目，采用設(shè)計開放式、非結(jié)構(gòu)化的問題和項目；在評價學(xué)習(xí)任務(wù)結(jié)果時，應(yīng)采用多元化的評價方法，如口頭報告、小組討論、同伴互評等；培養(yǎng)學(xué)生對自我認(rèn)知的監(jiān)控能力，引導(dǎo)學(xué)生在使用人工智能完成學(xué)習(xí)任務(wù)后進(jìn)行自我查驗和評估，反思自己在學(xué)習(xí)過程和成果中的認(rèn)知加工深度。

　　高度關(guān)注技術(shù)應(yīng)用的有效性問題。為確保課堂上生機(jī)交互的有效性，教師需要在課前進(jìn)行學(xué)習(xí)任務(wù)的認(rèn)知加工深度分析，明確完成任務(wù)所需的最低認(rèn)知投入度，并制定對學(xué)生使用人工智能生成內(nèi)容的反饋預(yù)案。教師要精心策劃學(xué)生使用人工智能的學(xué)習(xí)活動場景及任務(wù)類型與順序，確保生成性內(nèi)容能夠促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)。例如，在小學(xué)三年級語文寫作課中，教師設(shè)計了活動“學(xué)生發(fā)揮想象力，口語描述秋天景色，使用大模型通過語音輸入生成創(chuàng)意圖片”。在具體實施時，盡管學(xué)生對自主生成的圖片表現(xiàn)出了濃厚興趣，但教師未針對當(dāng)堂生成圖片的畫面特征，及時總結(jié)學(xué)生口語表達(dá)中所運用的描景語言。雖然人工智能應(yīng)用激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，但在實現(xiàn)語文學(xué)科目標(biāo)方面尚顯不足。

　　創(chuàng)建豐富的學(xué)科化的助學(xué)角色。生成式人工智能在課堂教學(xué)中可扮演多樣化角色，包括學(xué)科專家、輔導(dǎo)教師、學(xué)習(xí)伙伴、口語陪練等。教師可以利用生成式人工智能設(shè)置適合不同學(xué)科特點的各類職業(yè)、社會身份的教學(xué)智能體，如虛擬工程師、虛擬研究員、虛擬導(dǎo)游等，有助于極大提升項目化學(xué)習(xí)、跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的真實沉浸感。當(dāng)然，課堂作為主要的育人場所，在師—生—機(jī)的三元互動關(guān)系中，人機(jī)互動應(yīng)始終扮演輔助的角色，師生之間的真人互動應(yīng)處于教學(xué)活動的核心地位。真實交流互動中的情感體驗和人文關(guān)懷，是生成式人工智能再豐富的擬人智能體都無法替代的。

　　選擇適切的教學(xué)應(yīng)用時機(jī)。雖然生成式人工智能可以提升課堂教學(xué)的互動性、動態(tài)性和參與性，但其應(yīng)用并不適合所有的教學(xué)環(huán)節(jié)。過早或隨意引入生成式人工智能可能會破壞教學(xué)秩序，影響教學(xué)質(zhì)量。一般而言，生成式人工智能課堂應(yīng)用有3個適切時機(jī)：一是學(xué)生對知識的理解陷入困惑，一籌莫展時；二是開展有一定挑戰(zhàn)度的小組探究任務(wù)時；三是教師依據(jù)教學(xué)進(jìn)程和學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)變化需要活躍課堂氣氛時。當(dāng)然，具體時機(jī)的把握需要教師結(jié)合學(xué)情、學(xué)科特點、目標(biāo)達(dá)成、內(nèi)容難度等因素綜合考慮、靈活處理。

　�。ㄗ髡邨瞵F(xiàn)民系中國教育技術(shù)協(xié)會學(xué)術(shù)委員會秘書長、江蘇省教育信息化工程技術(shù)研究中心常務(wù)副主任，丁杰系江蘇師范大學(xué)智慧教育學(xué)院講師）