浅析人工智能与教育教学深度融合的策略

天津市第九中学   张瑞霞

近年来，人工智能技术正以惊人的速度影响着教育领域，从教学方式的变革到教育资源的管理，再到学生学习体验的优化，人工智能技术正深刻地重塑整个教育生态。在当今数字化时代，以ChatGPT为代表的自然语言处理模型以及视频生成模型Sora等前沿技术的涌现，也已揭示出人工智能在教育领域的无限潜力和广阔前景。这些先进技术的出现，不仅预示着教育领域即将迎来一场由人工智能驱动的革命性变革，也为实现更高质量、更个性化的教育提供了强有力的技术支持。

人工智能与教育教学的深度融合具有多方面的积极意义，不仅能够提升教育的质量和效率，还能够在促进教育公平、推动教学模式创新以及培养学生的综合素养等方面发挥重要作用。如何将人工智能与教育教学深度融合，这正是摆在每一位教育工作者面前的问题，下面我从三个方面浅析一下自己的体会。

一、构建适合教育场景的人工智能大模型

构建适合教育场景的人工智能大模型是实现人工智能与教育教学深度融合的关键。首先，我们在构建教育大模型的时候需要大量的高质量教育数据来进行训练，这些数据不仅包括学科知识，还包括学生的学习行为、教师的教学方法以及各种教育场景的数据。例如：在用人工智能分析学生的行为习惯和学习难点方面，我首先运用智学网搜集学生的学习成绩，通过汇总曲线了解学生的学习情况变化，并运用VisuTrack软件NIH算法实时跟踪学生在线上学习平台的轨迹，通过学生的浏览行为（如点击、停留时间、页面跳转）、学习材料的搜集方向等，从原始数据中提取有用的特征，如学习时间、学习进度、登录频次、作业提交频率、学习材料类型、阅读时长等。接着，我使用特征选择算法，通过分析学生行为，进一步了解学生的学习习惯，再使用聚类算法将学生划分为不同的群体，在这里我发现学生的学习困难点，利用关联规则挖掘算法，通过利用“雨课堂”app，在课下制作“预习课件”，并向学生手机端推送。预习材料发送给学生后，我的手机端收到“已将PPT发送至班级” 的提醒。 我点击该提醒（或通过本课程的教学日志列表，进入日志详情页），随时查看学生预习完成情况、习题作答数据、学生留言反馈等信息，为课堂教学给予学习支持。这样教育大模型就更好地理解和处理了教育领域特有的问题，提供更加精准和有效的教学支持。

在技术实现方面，我认为教育大模型可以采用多种方法进行训练和优化：一种方法是利用教育领域的专业数据，专门训练用于解决教育任务的专用大模型；另一种方法是基于通用大模型，使用P-Tuning、LoRA等方法进行参数微调训练，使通用大模型获得教育专业知识能力。

二、提升课堂教学环境

提升课堂教学环境是实现人工智能与教育教学深度融合的重要环节。一方面，丰富叙事方式可以显著提高学生的学习兴趣和参与度。传统的讲授式教学往往难以吸引学生的注意力，而通过人工智能技术，教师可以呈现出生动、直观、立体化的教学内容。例如：在教学中，我利用人工智能技术展示复杂的案例，让学生不仅通过文字信息了解案例，还可以观看与案例相关的图片、视频和三维模型，进一步加深对理论知识的理解。此外，我还引入VR和AR，为学生构建学习场景，深化其对理论知识的认识，并激发学生的情感共鸣，从而实现把对学生核心素养的培养作为课堂教学的目标。

另一方面，人工智能技术打破了时空限制，使得教学不再局限于教室。通过腾讯、钉钉等教学平台，我可以与学生进行在线沟通和交流，为学生提供灵活便捷的学习方式。这种学习方式不仅方便了学生，还促进了师生之间更广泛的互动和合作。例如：我可以通过在线平台发布课程资料，布置作业，并实时接收学生的反馈，及时调整教学策略。同时，学生也可以随时随地访问学习资源，进行自主学习，提高了学习的灵活性和效率。我还在腾讯会议里开辟讨论空间，由课代表发起分组讨论，将参会学生分成若干小组，每个小组内的讨论信息仅小组内成员可见，讨论结束后返场回到班级平台，各小组派代表陈述观点。这样的方式既增强了学生对于知识的多方位理解，又训练了学生学会倾听的技能，还培养了同学们团结协作的精神。

三、增强教师的教学实效

人工智能在对教师专业发展特质外延不断“削减”的同时，对其内涵提出了更加多元、丰富与深刻的诉求。因此，增强教师的教学实效是实现人工智能与教育教学深度融合的重要目标之一。

首先，人工智能技术可以显著提高备课效率。例如：我使用Kim，只需要输入本节课的教学目标、角色设定、教学环节及具体要求，AI就自动生成一份详尽的教案。我还通过输入一些关键提示词，让AI自动生成一份直接可用的PPT。在备课过程中发现不足的地方，我及时与AI进行沟通，对内容进行修改和优化。例如：在信息技术必修一第一单元第三节《数据科学与大数据》这一节中，我利用AI工具将教材和课件中的部分文字内容转化为语音，又将部分文字描述生成教学场景的图片，增强了教学内容的直观性和吸引力，将一节学生认为枯燥的理论学习课，成功地转变为生动的学习体验课程。这不仅节省了我的讲解时间，还提升了教学内容的准确性和趣味性，满足了不同学生的学习需求，提高了学习效率。

其次，人工智能技术可以提升课堂教学效果。通过应用人工智能技术，教师可以观察和捕捉学生的学习状态，如表情和微动作，及时调整教学方法和策略，确保学生全面掌握知识。例如：我曾利用智能辅助系统“极域电子教室”监控学生的学习进度，及时发现学生学习中的薄弱环节，并提供P-T-P辅导。此外，它还可以帮助我进行课堂管理，如自动记录学生的出勤情况和课堂表现，以及协助我进行课堂小测等，这样大大提高了教学效率。

最后，实时反馈与动态指导是人工智能技术在教学中的重要应用。通过数据分析，我可以实时了解学生的学习情况，并根据反馈进行动态调整。同时我重视培养学生的社会性，避免他们只学到空洞、冷漠的知识，从而形成淡漠的人格，确保学习者在虚拟学习环境中完成自我构建后，能够回归现实生活，在真实的社会情境中进行更深入的互动和建构。这样可以帮助他们在实际生活中更好地应用所学知识，并发展出更加丰富和积极的人际交往能力。

人工智能与教育教学的深度融合具有多方面的积极意义，它不仅推动学生的学习方式从“探索即学习”向“对话式学习”转变，更为教师提供了个性化的智能辅助。从教育生态系统的长期影响来看，人工智能与教育教学的深度融合必将为教育的未来发展开辟更加广阔的前景。

综上所述，我们可以充分发挥人工智能在教育领域的潜力，实现教育的现代化和智能化。正如习近平总书记在国际人工智能与教育大会上指出，积极推动人工智能和教育深度融合，促进教育改革创新，充分发挥人工智能优势，加快发展伴随每个人一生的教育、平等面向每个人的教育、适合每个人的教育、更加开放灵活的教育。未来，随着技术的不断进步，人工智能一定会在教育领域发挥更大的作用，为学生提供更加优质和个性化的学习体验。