AIGC有效促進(jìn)個(gè)性化學(xué)習(xí)的信息科技教學(xué)實(shí)踐

摘要：AIGC作為一種新興的人工智能技術(shù)，通過(guò)個(gè)性化教學(xué)、精準(zhǔn)化知識(shí)傳授和培養(yǎng)問(wèn)題解決能力等方式，為教育教學(xué)帶來(lái)了革新。本文結(jié)合研究基礎(chǔ)和實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了利用AIGC有效促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的實(shí)施路徑，并通過(guò)初中信息科技具體教學(xué)實(shí)踐，依托AIGC教學(xué)平臺(tái)，舉例驗(yàn)證了AIGC在促進(jìn)個(gè)性化學(xué)習(xí)中發(fā)揮的有效作用，最后反思了AIGC在教學(xué)應(yīng)用中存在的困境。

關(guān)鍵詞：AIGC；信息科技；個(gè)性化學(xué)習(xí)；教學(xué)實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 論文編號(hào)：1674-2117（2024）23-0000-03

生成式人工智能（Artificial Intelligence Generated Content）（簡(jiǎn)稱“AIGC”）作為一種創(chuàng)新的人工智能應(yīng)用形態(tài)，以其獨(dú)特的能力和優(yōu)勢(shì)，正在逐步改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式。《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”）提倡培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和信息素養(yǎng)[1]，AIGC能為學(xué)生提供實(shí)踐和探索的機(jī)會(huì)，有效促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)其批判性思維、創(chuàng)新思維和問(wèn)題解決能力。[2]所以，筆者嘗試在教學(xué)中運(yùn)用AIGC，探究AIGC在初中信息科技教學(xué)中的教學(xué)實(shí)踐價(jià)值，探索其促進(jìn)學(xué)生成長(zhǎng)的路徑。

AIGC有效促進(jìn)個(gè)性化學(xué)習(xí)的研究基礎(chǔ)

當(dāng)前，AIGC在教育領(lǐng)域的應(yīng)用呈現(xiàn)多元化、智能化的特點(diǎn)，涵蓋教學(xué)設(shè)計(jì)、課程資源開發(fā)、學(xué)習(xí)過(guò)程支持、評(píng)估反饋等多個(gè)環(huán)節(jié)。[3]借助AIGC的強(qiáng)大能力，可以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)內(nèi)容的即時(shí)生成，滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

1.知識(shí)傳授的精準(zhǔn)化

AIGC可根據(jù)學(xué)生的個(gè)體差異，精準(zhǔn)匹配教學(xué)內(nèi)容與難度，實(shí)現(xiàn)“因材施教”。AIGC可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，自動(dòng)調(diào)整教學(xué)路徑，確保每個(gè)學(xué)生都能在最適合自己的節(jié)奏和方式下學(xué)習(xí)，提高知識(shí)傳授的效率與效果。AIGC具備快速處理和理解大量信息的能力，能夠在短時(shí)間內(nèi)生成高質(zhì)量的教學(xué)內(nèi)容，如自動(dòng)編寫教案、講解復(fù)雜的概念等，減輕了教師的工作負(fù)擔(dān)。AIGC還能實(shí)現(xiàn)與學(xué)生的深度交互，提供個(gè)性化的解釋和示例，模擬真實(shí)的專家輔導(dǎo)情境。

2.個(gè)性化學(xué)習(xí)的強(qiáng)化

AIGC能夠根據(jù)學(xué)生的興趣、能力和學(xué)習(xí)目標(biāo)，定制個(gè)性化的學(xué)習(xí)計(jì)劃與資源。AIGC能夠根據(jù)每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)風(fēng)格、知識(shí)水平和興趣偏好，動(dòng)態(tài)生成個(gè)性化的學(xué)習(xí)路徑和內(nèi)容。教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展和反饋，實(shí)時(shí)調(diào)整教學(xué)策略和內(nèi)容，形成動(dòng)態(tài)適應(yīng)的學(xué)習(xí)路徑。

3.問(wèn)題解決能力的培養(yǎng)

AIGC能夠模擬真實(shí)情境，創(chuàng)建沉浸式學(xué)習(xí)環(huán)境，如虛擬實(shí)驗(yàn)室、交互式編程游戲等，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)其實(shí)踐操作和問(wèn)題解決能力。[4]同時(shí)，在與AIGC互動(dòng)的過(guò)程中，還能培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維、創(chuàng)新思維等高級(jí)認(rèn)知能力。

AIGC有效促進(jìn)個(gè)性化學(xué)習(xí)的實(shí)施路徑

《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》提出教育信息化的基本理念，強(qiáng)調(diào)因材施教?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”時(shí)代的新型教育觀要求教育者關(guān)注學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)和發(fā)展，培養(yǎng)個(gè)性化人才。[5]如何利用人工智能等技術(shù)自動(dòng)高效識(shí)別學(xué)生特征，高效地組織和分配學(xué)習(xí)資源，為每一位學(xué)生規(guī)劃個(gè)性化路徑，是當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。[6]白雪梅等認(rèn)為AIGC賦能可從學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)、答疑解惑、學(xué)習(xí)反饋五個(gè)方面大規(guī)模個(gè)性化學(xué)習(xí)。[7]宋美霞等提出以ChatGPT為代表的AIGC技術(shù)通過(guò)介入教學(xué)模式、學(xué)習(xí)方式、資源供給、學(xué)情分析、路徑指導(dǎo)、內(nèi)容匹配、評(píng)價(jià)反饋、教學(xué)交互等，實(shí)現(xiàn)人工智能技術(shù)與個(gè)性化學(xué)習(xí)的深度融合。[8]高琳琦則設(shè)計(jì)了AIGC分構(gòu)造提示、生成推薦和評(píng)價(jià)結(jié)果三個(gè)步驟促進(jìn)個(gè)性化學(xué)習(xí)的應(yīng)用模式。[9]可見，AIGC能夠從教與學(xué)的多個(gè)方面促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)，覆蓋了學(xué)習(xí)前、中、后三個(gè)階段。筆者所在區(qū)域近年來(lái)積極探索人工智能，尤其是AIGC與學(xué)科的深度融合。因此，筆者基于上述研究和實(shí)踐設(shè)計(jì)了利用AIGC有效促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的實(shí)施路徑，如圖1所示。

AIGC有效促進(jìn)信息科技個(gè)性化學(xué)習(xí)的教學(xué)實(shí)踐

1.學(xué)習(xí)前：自動(dòng)推薦信息科技學(xué)習(xí)資源，實(shí)現(xiàn)個(gè)性定制

AIGC具有個(gè)性支持和智能輔助功能，可以幫助學(xué)生獲取更貼合需求的學(xué)習(xí)內(nèi)容。例如，筆者所在區(qū)域使用的信息科技教學(xué)平臺(tái)不僅包括豐富的系列課程資源，如教學(xué)課件、習(xí)題庫(kù)、配套資料等，還擁有創(chuàng)意實(shí)驗(yàn)室、Python實(shí)驗(yàn)室、硬件實(shí)驗(yàn)室和AI實(shí)驗(yàn)平臺(tái)等專業(yè)的學(xué)習(xí)工具，為學(xué)生提供個(gè)性化學(xué)習(xí)的各類資源，讓學(xué)生由“要我學(xué)”變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”。

2.學(xué)習(xí)中：智能拓展信息科技知識(shí)，輔助交流展示

AIGC在信息科技課堂上可以實(shí)時(shí)解答學(xué)生的疑問(wèn)，提供即時(shí)反饋，增強(qiáng)了教學(xué)的互動(dòng)性。例如，七年級(jí)“互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與創(chuàng)新”模塊強(qiáng)調(diào)要讓學(xué)生了解常用互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中數(shù)據(jù)的構(gòu)成，能夠使用適當(dāng)?shù)臄?shù)字化工具對(duì)網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行編輯和發(fā)布?！毒W(wǎng)頁(yè)的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)》一課需要體驗(yàn)CSS設(shè)置的效果，認(rèn)識(shí)樣式表，了解樣式表的作用和基本結(jié)構(gòu)，并且理解使用CSS降低網(wǎng)頁(yè)代碼耦合度所帶的便捷。對(duì)初中學(xué)生來(lái)說(shuō)，在有限的時(shí)間內(nèi)掌握這些基礎(chǔ)技能具有一定的困難，而依托AIGC平臺(tái)，學(xué)生不需要深入理解標(biāo)簽和CSS的對(duì)應(yīng)關(guān)系，也不需要掌握復(fù)雜的各類標(biāo)簽、布局、樣式屬性等，就可以快速制作不同類型的網(wǎng)頁(yè)作品。此外，學(xué)生還可以根據(jù)AIGC生成的網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行不斷調(diào)整和完善，在實(shí)踐中逐步認(rèn)識(shí)CSS的作用和基本結(jié)構(gòu)，以及它對(duì)網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)的解耦性帶來(lái)的影響，如上頁(yè)圖2所示。

3.學(xué)習(xí)后：智能診斷學(xué)生學(xué)習(xí)中的問(wèn)題，生成評(píng)價(jià)報(bào)告

AIGC作為信息科技課程的知識(shí)講解或答疑工具，能夠培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑能力和批判性思維。例如，學(xué)生利用Python的turtle庫(kù)創(chuàng)意編程實(shí)踐，AIGC平臺(tái)會(huì)先檢測(cè)代碼的語(yǔ)法錯(cuò)誤，給出詳細(xì)的錯(cuò)誤報(bào)告，然后對(duì)代碼的結(jié)構(gòu)合理性、算法效率、代碼風(fēng)格等進(jìn)行評(píng)估，并與同類優(yōu)秀代碼對(duì)比分析，自動(dòng)指出代碼存在的問(wèn)題，提供改進(jìn)的示例代碼和相關(guān)解釋。

再如，“AI思辨觀察室”能夠根據(jù)課堂錄像精準(zhǔn)評(píng)估教學(xué)效果。教師通過(guò)錄播系統(tǒng)上傳課堂視頻，平臺(tái)利用S-T課堂教學(xué)分析法和弗蘭德斯互動(dòng)分析法深入分析教學(xué)過(guò)程。該平臺(tái)將課堂觀察理論與AIGC巧妙結(jié)合，自動(dòng)生成詳盡的課堂觀察分析報(bào)告，幫助教師多維度、多角度評(píng)估學(xué)生的表現(xiàn)，提升了教學(xué)評(píng)價(jià)的客觀性和公平性。同時(shí)，平臺(tái)還可以幫助教師認(rèn)識(shí)自身的不足，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)一步提升教學(xué)效率，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化、智能化的教育發(fā)展目標(biāo)。

總結(jié)與展望

盡管AIGC在信息科技教學(xué)中展現(xiàn)出諸多優(yōu)勢(shì)，但在其應(yīng)用過(guò)程中仍面臨一些挑戰(zhàn)。首先，AIGC尚處于發(fā)展階段，可能存在生成結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性不足等問(wèn)題，這可能在一定程度上影響教學(xué)效果。AIGC在某些特定領(lǐng)域（如自然語(yǔ)言處理、圖像生成等）已取得顯著進(jìn)展，但在教育場(chǎng)景下，如何確保其生成的教學(xué)內(nèi)容準(zhǔn)確無(wú)誤、符合教學(xué)大綱要求，且能適應(yīng)初中生的認(rèn)知特點(diǎn)與學(xué)習(xí)需求，仍需進(jìn)一步研發(fā)與優(yōu)化。[10]其次，教育資源的整合與更新也是一大挑戰(zhàn)。AIGC系統(tǒng)需要不斷吸收、融合各類優(yōu)質(zhì)教育資源，以保持內(nèi)容的新鮮度與前沿性。這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)離不開教育機(jī)構(gòu)、教師、開發(fā)者等多方的深度合作與持續(xù)投入。最后，教師角色轉(zhuǎn)變與技術(shù)培訓(xùn)亦不容忽視。智能時(shí)代對(duì)教師的專業(yè)素養(yǎng)、技術(shù)操作能力以及教育理念提出了新要求。教師需要從知識(shí)的直接傳遞者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)的引導(dǎo)者與技術(shù)的支持者，這一轉(zhuǎn)變需要配套強(qiáng)大的師資培訓(xùn)體系予以支持。展望未來(lái)，AIGC在初中信息科技教學(xué)中的應(yīng)用前景廣闊，必將發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]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.

[2]李鋒.新版課程標(biāo)準(zhǔn)解析與教學(xué)指導(dǎo)·初中信息科技[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

[3]國(guó)務(wù)院新聞辦公室.新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃［EB/OL].（2017-07-08）[2023-10-10].https：//www.gov.cn/gongbao/content/2017/content_5216427.htm.

[4]趙月，劉昱彤.教育元宇宙支持下的高校在線教育高質(zhì)量發(fā)展[J].繼續(xù)教育研究，2024（03）：58-62.

[5]劉和海，戴濛濛.“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代個(gè)性化學(xué)習(xí)實(shí)踐路徑：從“因材施教”走向“可因材施教”[J].中國(guó)電化教育，2019（07）：46-53.

[6]云岳，代歡，張育培，等.個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑推薦綜述[J].軟件學(xué)報(bào)，2022，33（12）：4590-4615.

[7]白雪梅，郭日發(fā).生成式人工智能何以賦能學(xué)習(xí)、能力與評(píng)價(jià)？[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2024，34（01）：55-63.

[8]宋美霞，張帥帥.ChatGPT賦能個(gè)性化學(xué)習(xí)的本質(zhì)意涵、現(xiàn)實(shí)境遇與優(yōu)化路徑[J].高等繼續(xù)教育學(xué)報(bào)，2023，36（05）：73-80.

[9]高琳琦.生成式人工智能在個(gè)性化學(xué)習(xí)中的應(yīng)用模式[J].天津師范大學(xué)學(xué)報(bào)：基礎(chǔ)教育版，2023，24（04）：36-40.

[10]湯倩雯，張浩.生成式人工智能何以助力初中信息科技課程——來(lái)自《教育與研究領(lǐng)域生成式人工智能指南》的啟示[J].教育參考，2024（02）：21-27.