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生成式人工智能在中小学教学中的应用路径研究

摘要：从生成式人工智能的特征出发，基于文献分析、案例总结和工具应用，构建生成式人工智能在教学设计、资源生成、情境创设、学习创新、成果生成、学习评价中的应用路径，阐述其应用方法，推动生成式人工智能与教学深度融合，助力教学提质增效。

关键词：生成式人工智能；中小学教学；教学创新

0引言

自2022年ChatGPT问世以来，生成式人工智能对教育产生了极大影响。生成式人工智能不仅极大地拓宽了教育的边界，还为提升教育质量、优化教育效率、促进教育公平提供了创新性的途径和策略[1]，正成为创新教育教学的重要手段。2024年3月，教育部启动四项人工智能赋能教育行动，实施教育系统人工智能大模型应用示范行动，推动大模型从课堂走向应用。面对新技术的快速发展，应牢牢把握生成式人工智能为教学革新带来的契机，发挥好人工智能在教学领域的优势，以应用为导向，探索生成式人工智能工具如何深入融入教学全过程。

本文从生成式人工智能的特征出发，在文献分析、案例总结和工具应用的基础上，从教学设计、资源生成、情境创设、学习创新、成果生成、学习评价六个维度探索生成式人工智能赋能中小学教学创新路径，推动生成式人工智能与教学深度融合，助力教学提质增效。

1生成式人工智能的内涵与特征

生成式人工智能（GenerativeArtificialIntelligence，GAI）是一种基于深度学习技术的人工智能模型，通过人工智能相关技术，自动化生成文本、图像、视频、音频等多模态数据[2]。生成式人工智能技术的进步得益于技术革新的持续驱动影响，集成了先进的生成算法、强大的预训练模型和灵活的多模态处理能力。

生成式人工智能具有以下特征。首先，多模态数据处理的创新潜能[3]。生成式人工智能以强大算力和算法为支撑，能对多模态信息进行融合处理、存储、再创造。教师和学生能以图片、文档、表格等多种格式上传内容，由生成式人工智能进行信息读取、分析、学习、模仿。其次，智能动态交互[4-5]。生成式人工智能基于极强的学习能力和逻辑语言处理能力，打破传统交流模式，对情感、角色、情境等多元素进行深度理解[6]，作出“类人化”应答。教师可利用其智能交互能力开展创新性教学活动，如寻找教学灵感、搭建创新人机互动性课堂环境、进行学生个性化学习评价等。最后，创新性内容生成。生成式人工智能能够根据不同的输入和情境，自适应地生成所需内容，且生成能力、生成内容质量和多样性可随着生成式人工智能的不断学习而提高。教师可利用生成式人工智能的创造性进行资源生成、成果生成，如生成教学所需的教案、PPT、图片、音频等资源[7]，生成科研报告、总结等。

2生成式人工智能在中小学教学中的应用路径

具备多模态数据处理、智能交互、创造性内容生成等功能的生成式人工智能能深度融入中小学教学过程，赋能教学设计、资源生成、情境创设、学习创新、成果生成、学习评价创新，推动教学提质增效。

2.1教学设计：赋能教师高效备课

教学提质增效是落实“双减”政策的保障，教学设计是实现教学提质增效的重要起点。生成式人工智能具备超凡的认知交互力和高效的任务执行

力[8]，能深入理解和高效执行复杂任务，赋能教师教学设计创新，助力教学提质增效[9]。主要体现在以下几方面。

1）赋能精准学情分析。生成式人工智能能基于多轮对话中的上下文信息，准确把握用户的意图和对话背景，给予逻辑性强且连贯的回应[2]，有助于赋能教师精准分析学情。一方面，可按需生成测验、问卷、量表等，帮助教师快速进行学情统计与分析，高效掌握学生学情。另一方面，教师引导学生与生成式人工智能开展多轮对话，利用其收集、分析学生的知识基础、能力现状、认知特点等数据，提升学情分析精准度。

2）个性化任务设计。生成式人工智能能自动分析用户输入的任务，并相应地调整自身输出的内容，以适应学生的学习水平[10]。如“智谱清言”可支持教师根据需求和偏好定制专属智能体AI助理，根据学情数据生成个性化学习任务，支撑学习的任务支架、拓展资源等，精准满足教学需求。

3）赋能教案智能生成。生成式人工智能可帮助教师快速生成定制化的教学设计方案。具体步骤如下：先拟定提示语，如“我是一名小学老师，请生成一份气球动力小汽车主题的教学设计方案，包含教学目标、教学内容、教学过程等”。随后，生成式人工智能便会生成一份教案。教师应针对教案中的内容继续追问，并完善相关内容。最终生成一份符合需求的教学设计方案。生成式人工智能可成为智能教学助理，为教师在创意生成、数据分析、材料制作等方面提供支持与帮助，提升教师的备课效率与授课质量[11]。

2.2资源生成：按需定制数字教学资源

随着技术快速发展、知识爆炸式增长，教师面临教学资源更新速度慢、个性化程度低、开发耗时费力等难题，难以满足智能时代教学需求。