回顧歷史，我們不難發(fā)現(xiàn)，技術(shù)的每一次進(jìn)步都伴隨著教育理念的更新和教學(xué)實踐的優(yōu)化。當(dāng)前，生成式人工智能（GenAI）異軍突起。這場新興的技術(shù)變革浪潮，給教育領(lǐng)域帶來了前所未有的機遇與挑戰(zhàn)。我們必須直面以下核心問題：如何確保生成式人工智能真正服務(wù)于教育核心價值，而不會成為束縛思維的枷鎖？如何避免技術(shù)應(yīng)用的泛化和教條化？這些問題的答案關(guān)乎教育的未來。幸運的是，DeepSeek以其開源、低成本、專業(yè)化等優(yōu)勢，正在成為教育領(lǐng)域變革的新動力，為構(gòu)建深度學(xué)習(xí)的教育生態(tài)、創(chuàng)新學(xué)生高階思維培育方式提供了有力支持。在此背景下，本文主要探討如何科學(xué)利用DeepSeek等先進(jìn)技術(shù)，激活學(xué)生學(xué)科學(xué)習(xí)的高階思維，促進(jìn)學(xué)生思維的發(fā)展和核心素養(yǎng)的提升。

一、教育技術(shù)演進(jìn)的歷史鏡鑒

教育技術(shù)的演進(jìn)，從簡單的教學(xué)工具到復(fù)雜的數(shù)字化媒介，不僅帶來了教育方式的革新和學(xué)習(xí)內(nèi)容的深刻變革，更重要的是，它推動了人類思維的進(jìn)化。分析甲骨文“教”字的構(gòu)型，左邊部分像學(xué)生在手執(zhí)木棒（作為計數(shù)工具）學(xué)習(xí)，右邊部分像教師在手持教鞭（作為指示工具）教學(xué)，直觀地展現(xiàn)了古代教學(xué)活動中師生教學(xué)互動的場景。為追求教育效果的快速提升，近現(xiàn)代相繼出現(xiàn)了幻燈片、投影儀、交互式白板等教學(xué)輔助工具，學(xué)生的學(xué)習(xí)資源也相應(yīng)地由傳統(tǒng)的文本、圖片、影像轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗝襟w等數(shù)字化資源。

近年來，生成式人工智能憑借大語言模型在語義分析和圖文聲像智能生成方面的突出表現(xiàn)而迅速崛起，有力地推動了學(xué)習(xí)方式向更加個性化、系統(tǒng)性、創(chuàng)新性、生成式的方向發(fā)展。其中，受機器學(xué)習(xí)啟發(fā)的深度學(xué)習(xí)模式正在引領(lǐng)新一輪認(rèn)知方式的變革。深度學(xué)習(xí)進(jìn)一步融合項目式學(xué)習(xí)和問題導(dǎo)向?qū)W習(xí)，為學(xué)生深人構(gòu)建知識體系、形成學(xué)科技能、培養(yǎng)學(xué)科思維以及發(fā)展核心素養(yǎng)提供了新的契機。但與此同時，因受大語言模型技術(shù)性能、幻覺控制、使用成本等方面的限制，GenAI在教育領(lǐng)域的應(yīng)用一直未能廣泛深人。2025年初，GenAI終于迎來大爆發(fā)，國產(chǎn)大語言模型DeepSeek以開源、低成本、專業(yè)化的語料庫及清晰的推理過程等優(yōu)勢，迅速成為新一代人工智能技術(shù)的風(fēng)向標(biāo)，帶動了GenAI在教育領(lǐng)域的普及應(yīng)用。

在這波新的教育技術(shù)變革浪潮來臨之際，我們教育一線工作者迫切需要審視歷史經(jīng)驗，規(guī)避以往教育變革中出現(xiàn)的技術(shù)泛化傾向、工具教條應(yīng)用等問題，盡量消除技術(shù)變革初級階段極易產(chǎn)生的目標(biāo)盲目與活動虛化現(xiàn)象。比如，在教育信息化進(jìn)程中，曾出現(xiàn)過電化教學(xué)片面強化媒體展示、多媒體灌輸削弱思維過程、技術(shù)整合流于形式等實踐偏差。實踐表明，脫離學(xué)科本質(zhì)的淺表化技術(shù)應(yīng)用，往往導(dǎo)致教學(xué)過程缺乏深度，不利于學(xué)生高階思維的發(fā)展。而這又需要經(jīng)過長期實踐的試錯與校準(zhǔn)，才能回歸技術(shù)為學(xué)科核心價值服務(wù)的初心。當(dāng)前，人工智能賦能學(xué)科教育正在重構(gòu)教學(xué)生態(tài)，初顯破解傳統(tǒng)教育困境的潛能。為此，探討如何構(gòu)建深度學(xué)習(xí)的教育生態(tài)，創(chuàng)新學(xué)生高階思維培育方式，有利于突破“新瓶（GenAI）裝舊酒（傳統(tǒng)認(rèn)知）”的局限，讓人工智能賦能學(xué)生思維的深化與發(fā)展。

二、借助GenAl激活學(xué)科學(xué)習(xí)高階思維的實例分析

本研究基于中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)實踐，通過典型案例分析，揭示人工智能在學(xué)科教學(xué)中的潛力及其對未來教育發(fā)展的影響。中學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)科的特點是基礎(chǔ)性強，但因其內(nèi)容具有挑戰(zhàn)性，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中常會遇到認(rèn)知困境。數(shù)學(xué)課堂上知識容量又較大，學(xué)生過度集中于解題訓(xùn)練，缺乏將數(shù)學(xué)應(yīng)用于工程實踐的體驗，從而制約了其數(shù)學(xué)思維的提升。借助GenAI，學(xué)生擁有了自主高效尋找問題解決方案及解決路徑的機會，能夠及時獲取清晰的解題思路與步驟，并通過生活應(yīng)用來學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)原理，這對提升學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)大有裨益。

（一）促進(jìn)學(xué)生自主構(gòu)建個性化學(xué)習(xí)路徑

數(shù)學(xué)學(xué)科的地位和特點決定了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中需要完成大量作業(yè)。在家庭作業(yè)中，學(xué)生常常陷人“已會題目反復(fù)做，不會的題目總不會”的困境。這是因為數(shù)學(xué)學(xué)科難度較大，學(xué)生在課外又難以得到家長和教師的及時指導(dǎo)?，F(xiàn)如今，學(xué)生可利用手機或平板電腦拍照，借助GenAI實現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)。大模型的智能生成能力在個人答題分析、錯誤糾正以及針對性練習(xí)方面尤為突出。基于DeepSeek（或豆包、元寶、扣子等）天模型的優(yōu)質(zhì)智能體及GenAI管理平臺（如ima），能夠幫助學(xué)生構(gòu)建個性化的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)路徑，形成反饋機制，進(jìn)而促進(jìn)其解決難題的思維能力發(fā)展。

（二）化抽象為具象，有效培養(yǎng)數(shù)學(xué)思維

天工、豆包等融合DeepSeek的智能平臺，可將數(shù)學(xué)公式和幾何圖形轉(zhuǎn)化為生活化場景的問題解決、動態(tài)模擬演示等。這非常有利于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維。

為培養(yǎng)學(xué)生的直觀想象能力，教師可使用DeepSeek生成折線圖實例，以此闡釋函數(shù)的增減性；生成積木拼接等實例，幫助學(xué)生理解立體幾何的體積關(guān)系，增強他們對數(shù)學(xué)對象的空間感知與動態(tài)變化的理解等。

為提升學(xué)生的邏輯推理能力，教師可借助DeepSeek生成生活案例，引導(dǎo)學(xué)生歸納一般規(guī)律，如讓學(xué)生觀察生成的數(shù)列來尋找通項公式，或根據(jù)生成的拼圖動畫來驗證勾股定理等。教師還可引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)象中抽象出邏輯結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生的歸納與演繹推理能力、問題解決能力，如運用DeepSeek生成用方程表示運動的實際情境，生成畫線作圖程序來解決行程路線問題，或生成用概率數(shù)據(jù)來分析堵車等復(fù)雜事件發(fā)生可能性的計算與推理程序，等等。

為提高學(xué)生的數(shù)學(xué)建模能力，教師可引導(dǎo)學(xué)生遵循“抽象（理解） $$ 具象（應(yīng)用） $$ 抽象（解決）”的遞進(jìn)式過程，主動利用DeepSeek進(jìn)行學(xué)習(xí)探索，逐步將思考引向深人。如學(xué)生可先用“切餅”來理解分?jǐn)?shù)運算，再逐步脫離實物操作符號，從具體經(jīng)驗中提煉本質(zhì)屬性，最終形成抽象概念。

為激活學(xué)生的創(chuàng)新思維，教師可利用DeepSeek生成多種具象化實例，打破學(xué)生的思維定式。例如：生成折紙策略，以便學(xué)生探索幾何對稱性；生成交互式七巧板組合動畫，幫助學(xué)生探索幾何變換的可能性；生成網(wǎng)頁展示數(shù)軸的動態(tài)，揭示極限思想，激發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)概念的多樣化聯(lián)想與創(chuàng)新等。

DeepSeek通過生成具象化的示例，能將抽象的數(shù)學(xué)符號轉(zhuǎn)變?yōu)橹庇^的思維工具，從而有效地幫助學(xué)生構(gòu)建從具體到抽象的完整認(rèn)知路徑。例如，用DeepSeek生成生活事例，教師就可以很容易地說明正切函數(shù)等抽象原理的使用方法。經(jīng)過多輪推理，它能展示正切函數(shù)在多個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用：一是測量建筑物高度，學(xué)生可利用太陽的仰角測量旗桿高度，高度（對邊） Σ=Σ 影子長度 ?×tanθ ；二是物理中的摩擦角應(yīng)用，學(xué)生可根據(jù)物體在斜面上即將滑動時的臨界角度求動摩擦因數(shù)；三是電子學(xué)中的相位差應(yīng)用，學(xué)生可通過正切函數(shù)分析交流電路的響應(yīng)特性；四是藝術(shù)與攝影的透視計算、廣角鏡頭視野范圍的計算等。

針對一個函數(shù)的多種實際應(yīng)用，會讓學(xué)生的認(rèn)知更具象化，原理也因此不再生澀難懂。

（三）生成多種解題思路，發(fā)展問題解決的高階思維

數(shù)形結(jié)合、逆向思維等策略，既能夠拓寬學(xué)生學(xué)習(xí)的廣度，又能深化其思維層次，是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的重要方法之一。例如，對于求解圓內(nèi)接正三角形之外的圓內(nèi)面積，DeepSeek給出了基于幾何公式直接計算的原解法、坐標(biāo)系行列式法、向量叉積法等多種解答方法。學(xué)生可以進(jìn)一步提出自己的設(shè)想，如“不用三角函數(shù)，而用相似三角形法的詳細(xì)步驟”，或要求“用三角函數(shù)來計算涉及的定理詳解”等。初中生以學(xué)習(xí)相似三角形法為主，但也能了解到更多的方法，拓展了其思維的寬度；高中生可通過比較三角函數(shù)法與相似三角形法的優(yōu)勢，實現(xiàn)從邏輯推理向數(shù)理計算的思維發(fā)展。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生有任何不理解之處（如用到的勾股定理、正弦定理、海倫公式等原理），都可以通過進(jìn)一步追問，讓GenAI細(xì)化分析。

可見，人與GenAI協(xié)同研究，能將單一題目擴展為專題式的微項目學(xué)習(xí)。學(xué)生不僅可以參考GenAI的推理過程（包括解題過程中GenAI自我糾錯的過程）來探究多種解題方法，還可以借助多個大模型交叉驗證來深化理解。從求解一道題到解決一類問題，學(xué)生的思維能力會在此過程中逐漸進(jìn)階。

（四）生成跨學(xué)科融合學(xué)習(xí)情境，在綜合應(yīng)用、設(shè)計中發(fā)展數(shù)學(xué)思維

DeepSeek等GenAI可將數(shù)學(xué)與編程、藝術(shù)、科學(xué)結(jié)合，激發(fā)學(xué)生興趣。以幾何圖形設(shè)計為例，當(dāng)需要創(chuàng)作對稱圖案、分形圖形或螺旋圖形時，學(xué)生可向DeepSeek提問“用HTML語言動態(tài)繪制一個漂亮的原點對稱圖形，并給出數(shù)學(xué)原理”。DeepSeek生成的HTML代碼支持即時預(yù)覽運行效果，同時提供下載保存功能。學(xué)生可將.htm1文件保存至本地，以便在瀏覽器中反復(fù)觀察動態(tài)圖形的運行效果。當(dāng)然，學(xué)生還可用記事本修改文件中不同的 x 坐標(biāo)或 y 坐標(biāo)參數(shù)，從而實現(xiàn)數(shù)學(xué)模型的優(yōu)化理解，并可通過進(jìn)一步追問，生成更多其他原理的圖形或現(xiàn)象。對作為數(shù)字原住民的中小學(xué)生來說，這是用前沿技術(shù)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)原理的有趣方式。在輕松實現(xiàn)又不依賴于專業(yè)工具的過程中，他們自然會在數(shù)學(xué)原理、代碼控制，以及物理、音樂、美術(shù)等跨學(xué)科學(xué)習(xí)中，獲得豐富的學(xué)科理解，進(jìn)而促進(jìn)核心素養(yǎng)的發(fā)展（如圖1）。

圖1生成的代碼與不同參數(shù)的動態(tài)運行效果

可見，用GenAI賦能數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)，會打破以往按部就班的解題和學(xué)習(xí)路徑，拓展出更有寬度、更開放、更前沿的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生在綜合應(yīng)用、設(shè)計中發(fā)展數(shù)學(xué)思維。

（五）以深度學(xué)習(xí)構(gòu)建知識、技能與思維融合的認(rèn)知過程

數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的難點之一在于，它要求學(xué)生具備較強的空間想象能力和綜合分析能力。這對于受到人工智能機器學(xué)習(xí)算法的啟發(fā)而形成的深度學(xué)習(xí)策略而言，具有顯著的優(yōu)勢。以繪制圖形研究“切線”為例。學(xué)生可首先將綜合問題分解為子問題，利用GenAI生成解決基礎(chǔ)知識，如“在圓上某點處繪制切線”（如圖2）。隨后，不斷在追問中探索子問題的解決方案，如“在圓上拖動點到任意位置繪制切線，并顯示當(dāng)前切線的斜率”（如圖3）。在對問題的持續(xù)分解與深人探究中，他們建構(gòu)學(xué)習(xí)進(jìn)程，如“繪制拋物線上任意點的切線，并顯示切線的斜率”（如圖4）等。由此，逐步構(gòu)建起一個將知識、技能和思維融為一體的深度學(xué)習(xí)過程，從而促進(jìn)核心素養(yǎng)的培育。

可見，未來利用GenAI的學(xué)習(xí)將更加注重以深度學(xué)習(xí)來不斷生成知識、追問方案，運用高階思維建構(gòu)認(rèn)知過程，形成學(xué)科核心素養(yǎng)。這樣的學(xué)習(xí)方式會更有利于學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展。

圖2生成圓上某點處的切線

圖3生成斜率及拖動點動態(tài)畫切線

圖4生成其他曲線上拖動點動態(tài)畫切線

三、DeepSeek技術(shù)應(yīng)用路線對學(xué)科學(xué)習(xí)賦能的影響

DeepSeek大模型的開源，正有力推動著人工智能的普及進(jìn)程。對于需求相對集中的學(xué)?；驒C構(gòu)，為滿足校本化智能學(xué)習(xí)需求，可以通過本地化部署大模型，實現(xiàn)特色的GenAI應(yīng)用。對個人來說，由于GenAI平臺均已接人DeepSeek深度搜索模型（如通過天工、納米搜索、ima等平臺的“深度思考”模式），已能夠結(jié)合圖片、文檔等來應(yīng)用DeepSeek模型推理，實現(xiàn)更全面的知識學(xué)習(xí)與應(yīng)用創(chuàng)新，因此，師生在選擇應(yīng)用方式時，要考慮其便捷性、實用性和低成本等要素。例如，在課堂教學(xué)中，教師可以通過微信登錄教室一體機上的個人ima賬號，管理學(xué)習(xí)小組的課程，輔助探究與創(chuàng)新。對有條件的學(xué)校，師生可以預(yù)設(shè)班級平板電腦的適用App及公用賬號開展小組合作學(xué)習(xí)。當(dāng)然，學(xué)生在課外活動或在家時間，可選擇平板電腦、手機、家庭電腦等方便地使用GenAI技術(shù)。隨著技術(shù)的不斷演進(jìn)，技術(shù)應(yīng)用的門檻會不斷降低，GenAI的幻覺也會得到有效控制。這些都將使其應(yīng)用逐漸日?；?。而如何科學(xué)地應(yīng)用GenAI技術(shù)將成為關(guān)鍵。

綜上所述，科學(xué)地利用DeepSeek要注重學(xué)習(xí)理念與方式的同步變革，要著眼培養(yǎng)學(xué)生高階思維，這對于各個學(xué)科的學(xué)習(xí)都是適用的。即使有提升成績的學(xué)習(xí)需求，一樣需要進(jìn)行類似 ×× 重點內(nèi)容系統(tǒng)化分析、 ×× 命題趨勢推演、×× 高頻考點的規(guī)律解讀等互動問答，而不是一道道題的模仿、記憶和公式的教條套用。因此，人工智能在教學(xué)中的作用，關(guān)鍵在于通過人機協(xié)同，高效利用大模型的資源優(yōu)勢、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)推理能力和自然語言的語義理解與創(chuàng)新能力，將人們從繁重的知識搜索、原理理解、描述表達(dá)等低級思維中解放出來，專注于更高階、更有深度的思維訓(xùn)練，用更多時間和空間去提升自身的智慧，成為未來知識應(yīng)用與創(chuàng)新的主導(dǎo)者和受益者。我們堅信，這將是今天的教育變革對未來文明發(fā)展的光榮使命。

（作者系山東省青州第一中學(xué)信息技術(shù)特級教師、正高級教師，山東省教育科學(xué)研究院兼職教研員）

責(zé)任編輯：牟艷娜