【摘"" 要】人工智能與學(xué)科教學(xué)的深度融合能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，有效提升教學(xué)效率和學(xué)習(xí)效果，滿足學(xué)生個性化的學(xué)習(xí)需求。在具體的教學(xué)中，教師須從人工智能與學(xué)科教學(xué)融合的切入點、應(yīng)用點和問題點三個方面進行分析，探索人工智能與學(xué)科教學(xué)的深度融合，有效提升教學(xué)效率和質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】人工智能；學(xué)科教學(xué)；深度融合；學(xué)習(xí)效率

隨著科技的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，以人工智能賦能課堂教學(xué)正逐步成為教育創(chuàng)新和改革的重要方向。教師應(yīng)重視大數(shù)據(jù)和人工智能對教學(xué)改革的推動作用，促進教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。人工智能與學(xué)科教學(xué)的融合可以極大地豐富教學(xué)內(nèi)容，提升教學(xué)效率。具體而言，人工智能可通過對大數(shù)據(jù)的分析、對自然語言的處理、對視頻模型的構(gòu)建，為教師提供精準(zhǔn)的教學(xué)建議，使教學(xué)更加系統(tǒng)化和科學(xué)化。同時，人工智能還可根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進度和個性化需求為學(xué)生量身定制學(xué)習(xí)計劃和學(xué)習(xí)資源，并提供有針對性的輔導(dǎo)。因此，探索人工智能與學(xué)科教學(xué)的深度融合具有重要的研究價值和實際意義，能夠有效提升課堂教學(xué)效果，促進學(xué)生的多元化發(fā)展。

一、探索人工智能與學(xué)科教學(xué)融合的切入點

人工智能與學(xué)科教學(xué)的融合可以從以下三個角度切入。

（一）從情境創(chuàng)設(shè)的角度入手

現(xiàn)實生活中的實際問題常涉及多個學(xué)科的知識。人工智能技術(shù)可以把各學(xué)科知識融入一個虛擬的情境中，幫助學(xué)生直觀地理解抽象概念，引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)知識解決跨學(xué)科問題。教師可利用人工智能技術(shù)創(chuàng)建智能化的學(xué)習(xí)場景和學(xué)習(xí)任務(wù)，為學(xué)生帶來個性、高效、有趣的學(xué)習(xí)體驗。

（二）從個性學(xué)習(xí)的角度入手

每個學(xué)生都有獨特的學(xué)習(xí)需求和感興趣的學(xué)習(xí)內(nèi)容。教師可從個性化學(xué)習(xí)的角度入手，合理利用人工智能技術(shù)，根據(jù)學(xué)生的興趣愛好，為他們提供訂單式的跨學(xué)科融合學(xué)習(xí)內(nèi)容。這樣，學(xué)生在學(xué)習(xí)知識的同時，能夠拓展視野，獲得個性化發(fā)展。

（三）從創(chuàng)新實踐的角度入手

創(chuàng)新實踐是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和實踐能力的重要途徑。教師可從創(chuàng)新實踐的角度切入，利用人工智能技術(shù)的優(yōu)勢，激活學(xué)生的創(chuàng)新思維，引導(dǎo)學(xué)生進行跨學(xué)科實踐研究，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力與核心素養(yǎng)。

二、研究人工智能與學(xué)科教學(xué)融合的應(yīng)用點

人工智能與學(xué)科教學(xué)融合的應(yīng)用可以從以下三個方面入手。

（一）教學(xué)輔助，創(chuàng)設(shè)情境

人工智能技術(shù)可以通過文本生成視頻、動畫、圖片，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個與學(xué)科知識相關(guān)的情境，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和好奇心，為后續(xù)的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

Sora是人工智能視頻模型，能夠通過簡單的文本命令生成生動逼真、包含復(fù)雜背景和多角度鏡頭的視頻。Sora集人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等前沿技術(shù)于一體，可以通過獨特的算法和數(shù)據(jù)處理能力，快速分析、處理大量的信息。教師借助Sora技術(shù)設(shè)計了小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)情境“叢林?jǐn)?shù)學(xué)探寶”，該內(nèi)容源自人教版小學(xué)數(shù)學(xué)一年級下冊第七單元“找規(guī)律”，具體如表1所示。

Sora的強大渲染能力創(chuàng)設(shè)了逼真的虛擬環(huán)境，學(xué)生仿佛置身于真實的叢林中。他們在輕松愉快的氛圍中學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，提升了對數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。同時，Sora的個性化學(xué)習(xí)和實時反饋功能可以幫助學(xué)生更好地理解和掌握數(shù)學(xué)知識，提高學(xué)習(xí)效果。

（二）互動學(xué)習(xí)，激發(fā)興趣

利用人工智能技術(shù)和ChatGPT，可以開發(fā)具有趣味性和互動性的教學(xué)游戲，使學(xué)生在輕松愉快的氛圍中學(xué)習(xí)。游戲化學(xué)習(xí)能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的參與度與專注度。利用游戲中的各種挑戰(zhàn)和競爭任務(wù)，可以培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新思維能力。教師將人工智能與數(shù)學(xué)教學(xué)深度融合，設(shè)計了“分?jǐn)?shù)探險島”游戲，該內(nèi)容源自人教版小學(xué)數(shù)學(xué)五年級下冊第六單元“分?jǐn)?shù)的加法和減法”。

學(xué)生扮演勇敢的探險家，探索一個神秘的島嶼。島上布滿了各種數(shù)學(xué)難題和挑戰(zhàn)，只有成功解決這些難題，才能繼續(xù)前進，最終找到分?jǐn)?shù)運算的奧秘。游戲中設(shè)置了多個由人工智能驅(qū)動的角色。這些角色不僅可以與學(xué)生進行對話，提供解題線索或建議，還可以根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)調(diào)整對話內(nèi)容，如根據(jù)學(xué)生的錯誤給出有針對性的提示或解釋。學(xué)生每完成一個任務(wù)或挑戰(zhàn)，人工智能都會實時給出反饋和評估，包括取得的分?jǐn)?shù)、所用的時間、錯誤的次數(shù)等。學(xué)生可以根據(jù)反饋結(jié)果調(diào)整自己的解題策略，提高解題能力。在分項任務(wù)設(shè)計中，學(xué)生通過拼圖游戲?qū)W習(xí)分?jǐn)?shù)的組成，通過射擊游戲練習(xí)分?jǐn)?shù)的加減運算，等等。人工智能根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進度和學(xué)習(xí)水平，推薦合適的任務(wù)和挑戰(zhàn)項目，確保每個學(xué)生都能得到個性化的學(xué)習(xí)體驗。

通過“分?jǐn)?shù)探險島”這樣的教學(xué)游戲，可以將原本枯燥的數(shù)學(xué)知識轉(zhuǎn)化為富有趣味性和互動性的游戲任務(wù)，讓學(xué)生在游戲中學(xué)習(xí)和成長，享受學(xué)習(xí)帶來的樂趣。人工智能技術(shù)的應(yīng)用使得游戲更具智能性和個性化，更好地滿足了不同學(xué)生對知識的需求。

（三）智能輔導(dǎo)，創(chuàng)新提效

教師可以利用人工智能的語音識別和自然語言處理技術(shù)，為學(xué)生提供實時的答疑和解題指導(dǎo)。當(dāng)學(xué)生遇到難題時，人工智能可以即時解答并提供詳細(xì)的解題步驟和思路，還可以對學(xué)生的作業(yè)和測試內(nèi)容進行自動批改和評分。通過智能輔導(dǎo)與反饋，學(xué)生及時糾正錯誤，鞏固所學(xué)知識，提高學(xué)習(xí)效率。

數(shù)字人技術(shù)是以數(shù)字形態(tài)存在于數(shù)字空間中，具有真人的外貌、行為和特點的虛擬人物，也被稱為“虛擬人”。隨著人工智能技術(shù)的不斷進步，數(shù)字人越來越具備與人一樣的交流能力，能夠很好地與用戶進行對話和協(xié)作。教師利用數(shù)字人技術(shù)，設(shè)計了“計算面積”知識點講解環(huán)節(jié)，該內(nèi)容源自人教版小學(xué)數(shù)學(xué)三年級下冊第五單元“面積”，具體過程如表2所示。

教師用Sora構(gòu)建了虛擬的數(shù)學(xué)課堂環(huán)境，使學(xué)生在一個沉浸式環(huán)境中學(xué)習(xí)解題步驟和思路。學(xué)生在與數(shù)字人的互動中，不僅能學(xué)到解題的方法，還能提升自己的邏輯思維能力和問題解決能力。這種教學(xué)方式有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，促進他們?nèi)姘l(fā)展。

三、思考人工智能與學(xué)科教學(xué)融合的問題點

雖然人工智能賦能課堂教學(xué)為教育領(lǐng)域帶來了巨大的變革，但也面臨著一些挑戰(zhàn)和問題。

（一）技術(shù)層面的問題

目前，人工智能技術(shù)仍處于快速發(fā)展的階段，部分人工智能教學(xué)工具和平臺可能存在著功能不完善、性能不穩(wěn)定的問題，將對教學(xué)產(chǎn)生一定的影響。同時，在人工智能融合教學(xué)的過程中，學(xué)生的個人信息和學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)可能會被收集和分析。如何確保這些數(shù)據(jù)的安全，避免數(shù)據(jù)泄露，是一個亟待解決的問題。

（二）教學(xué)實施層面的問題

將人工智能技術(shù)引入教學(xué)過程，要求教師必須具備一定的人工智能知識和技能。但是，目前大部分教師缺乏相關(guān)的培訓(xùn)和技術(shù)支持，無法有效地使用人工智能技術(shù)。同時，如何根據(jù)自身的教學(xué)特點和需求，選擇合適的人工智能教學(xué)資源，確保其與教學(xué)內(nèi)容緊密聯(lián)系，是一個需要關(guān)注的問題。

（三）學(xué)生發(fā)展層面的問題

人工智能技術(shù)可以幫助學(xué)生實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)，但是過度依賴人工智能可能會導(dǎo)致學(xué)生缺乏自主思考和解決問題的能力。因此，在融合人工智能技術(shù)的同時，教師需要關(guān)注學(xué)生的全面發(fā)展，培養(yǎng)他們的綜合素質(zhì)，提升他們的核心素養(yǎng)。如何引導(dǎo)學(xué)生正確使用人工智能技術(shù)，避免產(chǎn)生負(fù)面影響，同樣也是一個需要重視的問題。在融合人工智能技術(shù)的過程中，教師需要加強對學(xué)生的道德引導(dǎo)，幫助他們樹立正確的觀念。

展望未來，人工智能在教育教學(xué)中具有許多潛在的優(yōu)勢，但也面臨著一些問題。隨著技術(shù)的進步和教育理念的更新，期待更加智能化、個性化和高效化的教學(xué)模式和學(xué)習(xí)方式的出現(xiàn)。同時也要關(guān)注人工智能與學(xué)科教學(xué)融合過程中可能出現(xiàn)的各種挑戰(zhàn)。

參考文獻：

［1］吳大釗，李夢文.小學(xué)人工智能課程與智慧課堂深度融合的實踐探索［J］.中小學(xué)數(shù)字化教學(xué)，2022（8）：66-68.

［2］張云香.人工智能與小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的深度融合的策略研究［J］.考試周刊，2022（26）：98-101.

［3］ 梁云真，劉瑞星，高思圓.中小學(xué)“人工智能+X”跨學(xué)科融合教學(xué)：理論框架與實踐策略［J］.電化教育研究，2022，43（10）：94-101.

（浙江省寧波市北侖區(qū)華山小學(xué)）