【摘 要】本文以第七屆全國(guó)初中信息科技優(yōu)質(zhì)課交流展示活動(dòng)“標(biāo)桿課”為例，深入分析人工智能輔助跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)“人工智能助力野生動(dòng)物保護(hù)”一課中的備課策略與實(shí)踐效果。該課程在創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境、準(zhǔn)備教學(xué)資源及學(xué)情分析等多個(gè)環(huán)節(jié)，充分利用AI技術(shù)，如虛擬數(shù)字人、大語(yǔ)言模型、語(yǔ)音合成等，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容與方法的創(chuàng)新，有效促進(jìn)了學(xué)生核心素養(yǎng)的達(dá)成。通過(guò)對(duì)該課例的深入剖析，本文旨在提煉出可借鑒的人工智能技術(shù)輔助優(yōu)質(zhì)課備課策略，為一線教師提供參考，進(jìn)一步推動(dòng)人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】人工智能技術(shù)；優(yōu)質(zhì)課備課；策略

【中圖分類(lèi)號(hào)】G434" "【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

【論文編號(hào)】1671-7384（2025）03-055-02

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，為傳統(tǒng)教學(xué)模式帶來(lái)了深刻的變革。在追求教育高質(zhì)量發(fā)展的背景下，如何有效利用人工智能技術(shù)提升備課效率與教學(xué)質(zhì)量，成為當(dāng)前教育研究的重要課題。

常態(tài)課與優(yōu)質(zhì)課的概念界定

常態(tài)課與優(yōu)質(zhì)課在教育領(lǐng)域各有特點(diǎn)。常態(tài)課側(cè)重于學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)效果，備課時(shí)更多考慮學(xué)生的接受能力和學(xué)習(xí)需求，注重知識(shí)的系統(tǒng)性和連貫性，課堂氛圍更加自然和放松，教師和學(xué)生都能在較為自然的環(huán)境中進(jìn)行學(xué)習(xí)和交流。而優(yōu)質(zhì)課主要目的是展示教師的專(zhuān)業(yè)能力和教學(xué)技巧，備課過(guò)程中教師會(huì)深入研究課程標(biāo)準(zhǔn)和教材，確保教學(xué)內(nèi)容和方法的創(chuàng)新和高效，課堂氛圍較為正式和結(jié)構(gòu)化，強(qiáng)調(diào)教學(xué)方法的創(chuàng)新和亮點(diǎn)，通過(guò)多樣化的教學(xué)活動(dòng)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和思考能力，對(duì)學(xué)生的學(xué)情和課堂反應(yīng)有更充分的準(zhǔn)備。

人工智能輔助優(yōu)質(zhì)課備課策略

跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)“人工智能助力野生動(dòng)物保護(hù)”一課，教學(xué)內(nèi)容以北京雨燕為例，探討人工智能如何助力野生動(dòng)物保護(hù)。

1.利用虛擬數(shù)字人創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景，讓學(xué)生身臨其境

2022年版義務(wù)教育課程方案中倡導(dǎo)真實(shí)性學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)以真實(shí)問(wèn)題或項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)。因此在課程引入部分，教師利用北京雨燕的數(shù)字形象視頻進(jìn)行介紹，引導(dǎo)學(xué)生了解北京雨燕的習(xí)性特點(diǎn)，邀請(qǐng)學(xué)生幫助它們解決無(wú)處筑巢的困境。

教師備課時(shí)通過(guò)查找文獻(xiàn)資料，總結(jié)北京雨燕瀕臨消失的原因，側(cè)重北京雨燕棲息地的喪失和退化，將這些總結(jié)的材料輸入到文心一言等大語(yǔ)言模型中，輸出以第一人稱(chēng)（北京雨燕）的自我介紹。教師利用快影App等AI輔助圖生視頻工具，輸入北京雨燕的數(shù)字形象福娃妮妮的圖片，生成福娃妮妮的說(shuō)話視頻，利用剪映等嵌入人工智能功能的視頻制作平臺(tái)，將北京雨燕的自我介紹文本制作成視頻，借助剪影中“文字朗讀”功能，利用語(yǔ)音合成技術(shù)合成北京雨燕的自我介紹。在課堂上，呈現(xiàn)北京雨燕與學(xué)生對(duì)話式的問(wèn)題情境，讓學(xué)生身臨其境，激發(fā)學(xué)生的探索欲望。

2.人工智能輔助微課制作、教學(xué)素材的整理和加工，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)興趣

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中提出，引入多元化數(shù)字資源，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度[1]，因此教師可利用大語(yǔ)言模型、虛擬數(shù)字人、語(yǔ)音合成等技術(shù)制作數(shù)字資源，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在訓(xùn)練聲音分類(lèi)模型階段，學(xué)生在數(shù)字平臺(tái)上學(xué)習(xí)微課：訓(xùn)練模型的方法，利用AIBOX模型訓(xùn)練軟件加載數(shù)據(jù)、創(chuàng)建模型、訓(xùn)練模型。備課時(shí)，教師利用剪映等視頻制作平臺(tái)來(lái)制作微課，精煉微課講解語(yǔ)言形成字幕，利用語(yǔ)音合成技術(shù)合成講解語(yǔ)音，創(chuàng)造教師邊講解邊演示的氛圍，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。

教師在備課時(shí)，借助人工智能技術(shù)設(shè)計(jì)數(shù)字人科普視頻。首先，教師將史愛(ài)武博士的文章《智能時(shí)代的三要素——數(shù)據(jù)、算法和算力》輸入到大語(yǔ)言模型中，讓大語(yǔ)言模型以信息教師的身份，參考文章內(nèi)容，以初中生能夠理解的語(yǔ)言，盡量利用形象的比喻說(shuō)明人工智能與大數(shù)據(jù)的關(guān)系。其次，教師經(jīng)過(guò)多次與大語(yǔ)言模型對(duì)話，整理修改相關(guān)內(nèi)容后，利用騰訊智影等在線智能視頻創(chuàng)作平臺(tái)，創(chuàng)建虛擬數(shù)字人老師，課堂上利用多元化的教學(xué)資源輔助學(xué)生理解人工智能與大數(shù)據(jù)的關(guān)系，達(dá)成本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)。

3.利用大語(yǔ)言模型“備”學(xué)生，提升學(xué)生的參與度，營(yíng)造良好的課堂氛圍

一節(jié)優(yōu)質(zhì)課的設(shè)計(jì)需要對(duì)學(xué)生精準(zhǔn)把控，課程設(shè)計(jì)之前，教師需要對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)起點(diǎn)、學(xué)習(xí)興趣等進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，可借助大語(yǔ)言模型生成問(wèn)卷調(diào)查題目。如本次人工智能課程設(shè)計(jì)前，教師對(duì)大語(yǔ)言模型進(jìn)行提問(wèn)：“你是初二年級(jí)信息科技教師，現(xiàn)在要針對(duì)初二學(xué)生設(shè)計(jì)人工智能課程，希望了解學(xué)生對(duì)人工智能的認(rèn)識(shí)、是否學(xué)習(xí)過(guò)人工智能課、對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣以及Python編程基礎(chǔ)，請(qǐng)你設(shè)計(jì)問(wèn)卷題目?！苯處熗ㄟ^(guò)與大語(yǔ)言模型的交互，共同設(shè)計(jì)相關(guān)問(wèn)卷題目，獲得調(diào)查結(jié)果。經(jīng)過(guò)調(diào)查得知，學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到人工智能的重要性，雖然對(duì)人工智能知識(shí)和課程有過(guò)一些接觸，但是曾經(jīng)學(xué)過(guò)的知識(shí)或課程并沒(méi)有充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，因此本次系統(tǒng)化的課程設(shè)計(jì)注重提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和滿意度。只有個(gè)別學(xué)生有Python基礎(chǔ)，為了簡(jiǎn)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言學(xué)習(xí)難度，教師選擇圖形化模型訓(xùn)練平臺(tái)AIBOX開(kāi)展模型訓(xùn)練。

為了有效達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，在備課過(guò)程中，教師注重設(shè)計(jì)問(wèn)題鏈啟發(fā)學(xué)生思維，通過(guò)一系列由淺入深、層層遞進(jìn)的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索知識(shí)，培養(yǎng)批判性思維和解決問(wèn)題的能力。教師可以利用大語(yǔ)言模型測(cè)試提出問(wèn)題的有效性，確保每個(gè)問(wèn)題都能精準(zhǔn)地觸及學(xué)生的認(rèn)知盲點(diǎn)或興趣點(diǎn)，同時(shí)避免問(wèn)題過(guò)于簡(jiǎn)單或過(guò)于復(fù)雜而導(dǎo)致學(xué)生失去興趣或產(chǎn)生挫敗感。此外，教師還可以提前準(zhǔn)備學(xué)生可能的回答，準(zhǔn)備自己對(duì)學(xué)生的反饋和回答方式。在課堂上，教師能更加靈活地根據(jù)學(xué)生的實(shí)際反應(yīng)，給予及時(shí)、準(zhǔn)確且富有啟發(fā)性的反饋，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的思考熱情，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)的發(fā)生。

如在本次課例中，在需求分析階段，教師設(shè)置認(rèn)知沖突，北京雨燕塔就是為北京雨燕建造的人工巢穴，但是效果不好，引發(fā)學(xué)生思考：如果能先找到北京雨燕經(jīng)常路過(guò)的地方，再有針對(duì)性地建立人工巢穴，這樣效果可能會(huì)更好。進(jìn)而提出本次項(xiàng)目主題：如何高效且準(zhǔn)確地找到北京雨燕經(jīng)常出沒(méi)的地點(diǎn)？教師提出的問(wèn)題為開(kāi)放性問(wèn)題，教師無(wú)法預(yù)測(cè)學(xué)生課堂上的回答內(nèi)容，因此可借助大語(yǔ)言模型向其提問(wèn)：“你是初二的學(xué)生，學(xué)習(xí)了北京雨燕的習(xí)性，明確為北京雨燕建立人工巢穴是保護(hù)北京雨燕的有效措施，老師對(duì)你提問(wèn)，如何高效且準(zhǔn)確地找到北京雨燕經(jīng)常出沒(méi)的地點(diǎn)？你會(huì)怎樣回答？”經(jīng)過(guò)多輪對(duì)話，獲得答案后向大語(yǔ)言模型追問(wèn)：“如果學(xué)生分別給出結(jié)合北京雨燕的習(xí)性、現(xiàn)代科技手段、專(zhuān)業(yè)觀察者的幫助以及公眾的參與這些手段找到北京雨燕，現(xiàn)在作為老師，你會(huì)如何對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行反饋？”教師可以參考大語(yǔ)言模型給出的答案，對(duì)學(xué)生回答進(jìn)行預(yù)設(shè)，在課堂上對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行有針對(duì)性、深入的反饋，以此取代如“真棒、有道理等”這些簡(jiǎn)單的評(píng)價(jià)。

總" 結(jié)

一節(jié)優(yōu)質(zhì)課深刻地展現(xiàn)了教師在教育政策、課程標(biāo)準(zhǔn)、教育理論、學(xué)生特性、教學(xué)策略及教學(xué)方法等多個(gè)維度上的全面理解與精準(zhǔn)把握。教師不僅是課程的設(shè)計(jì)者與實(shí)施者，更是教學(xué)決策的核心，他們的智慧與創(chuàng)意是優(yōu)質(zhì)課設(shè)計(jì)的靈魂所在。當(dāng)前盡管人工智能技術(shù)在教育領(lǐng)域取得了顯著的進(jìn)展，但它尚無(wú)法完全替代教師在設(shè)計(jì)更具創(chuàng)新性、更適合學(xué)生需求的優(yōu)質(zhì)課程方面的獨(dú)特作用。然而，人工智能確實(shí)能夠在多個(gè)角度為教師提供有力的支持，與教師協(xié)同備課，共同將常態(tài)課精心打磨成優(yōu)質(zhì)課，從而進(jìn)一步提升教學(xué)質(zhì)量與學(xué)習(xí)成效。

參考文獻(xiàn)

中華人民共和國(guó)教育部. 義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）[S]. 北京：北京師范大學(xué)出版社， 2022.