人工智能助力下的youzhi课备课策略探索

【摘要】本文以第七届全国初中信息科技优质课交流展示活动“标杆课”为例，深入分析人工智能辅助跨学科主题学习“人工智能助力野生动物保护”一课中的备课策略与实践效果。该课程在创设问题情境、准备教学资源及学情分析等多个环节，充分利用AI技术，如虚拟数字人、大语言模型、语音合成等，实现了教学内容与方法的创新，有效促进了学生核心素养的达成。通过对该课例的深入剖析，本文旨在提炼出可借鉴的人工智能技术辅助优质课备课策略，为一线教师提供参考，进一步推动人工智能技术在教育领域的应用与发展。【关键词】人工智能技术；优质课备课；策略随着信息技术的飞速发展，人工智能在教育领域的应用日益广泛，为传统教学模式带来了深刻的变革。在追求教育高质量发展的背景下，如何有效利用人工智能技术提升备课效率与教学质量，成为当前教育研究的重要课题。常态课与优质课的概念界定常态课与优质课在教育领域各有特点。常态课侧重于学生的实际学习效果，备课时更多考虑学生的接受能力和学习需求，注重知识的系统性和连贯性，课堂氛围更加自然和放松，教师和学生都能在较为自然的环境中进行学习和交流。而优质课主要目的是展示教师的专业能力和教学技巧，备课过程中教师会深入研究课程标准和教材，确保教学内容和方法的创新和高效，课堂氛围较为正式和结构化，强调教学方法的创新和亮点，通过多样化的教学活动激发学生的学习兴趣和思考能力，对学生的学情和课堂反应有更充分的准备。人工智能辅助优质课备课策略跨学科主题学习“人工智能助力野生动物保护”一课，教学内容以北京雨燕为例，探讨人工智能如何助力野生动物保护。1.利用虚拟数字人创设问题情景，让学生身临其境2022年版义务教育课程方案中倡导真实性学习，强调以真实问题或项目为驱动。因此在课程引入部分，教师利用北京雨燕的数字形象视频进行介绍，引导学生了解北京雨燕的习性特点，邀请学生帮助它们解决无处筑巢的困境。教师备课时通过查找文献资料，总结北京雨燕濒临消失的原因，侧重北京雨燕栖息地的丧失和退化，将这些总结的材料输入到文心一言等大语言模型中，输出以第一人称（北京雨燕）的自我介绍。教师利用快影App等AI辅助图生视频工具，输入北京雨燕的数字形象福娃妮妮的图片，生成福娃妮妮的说话视频，利用剪映等嵌入人工智能功能的视频制作平台，将北京雨燕的自我介绍文本制作成视频，借助剪影中“文字朗读”功能，利用语音合成技术合成北京雨燕的自我介绍。在课堂上，呈现北京雨燕与学生对话式的问题情境，让学生身临其境，激发学生的探索欲望。2.人工智能辅助微课制作、教学素材的整理和加工，提高学生的学习效率和学习兴趣《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》中提出，引入多元化数字资源，提高学生学习的参与度[1]，因此教师可利用大语言模型、虚拟数字人、语音合成等技术制作数字资源，提升学生的学习兴趣。在训练声音分类模型阶段，学生在数字平台上学习微课：训练模型的方法，利用AIBOX模型训练软件加载数据、创建模型、训练模型。备课时，教师利用剪映等视频制作平台来制作微课，精炼微课讲解语言形成字幕，利用语音合成技术合成讲解语音，创造教师边讲解边演示的氛围，提升学生的学习效率，培养学生自主学习能力。教师在备课时，借助人工智能技术设计数字人科普视频。首先，教师将史爱武博士的文章《智能时代的三要素——数据、算法和算力》输入到大语言模型中，让大语言模型以信息教师的身份，参考文章内容，以初中生能够理解的语言，尽量利用形象的比喻说明人工智能与大数据的关系。其次，教师经过多次与大语言模型对话，整理修改相关内容后，利用腾讯智影等在线智能视频创作平台，创建虚拟数字人老师，课堂上利用多元化的教学资源辅助学生理解人工智能与大数据的关系，达成本节课的教学目标。3.利用大语言模型“备”学生，提升学生的参与度，营造良好的课堂氛围一节优质课的设计需要对学生精准把控，课程设计之前，教师需要对学生的学习起点、学习兴趣等进行问卷调查，可借助大语言模型生成问卷调查题目。如本次人工智能课程设计前，教师对大语言模型进行提问：“你是初二年级信息科技教师，现在要针对初二学生设计人工智能课程，希望了解学生对人工智能的认识、是否学习过人工智能课、对课程的学习兴趣以及Python编程基础，请你设计问卷题目。”教师通过与大语言模型的交互，共同设计相关问卷题目，获得调查结果。经过调查得知，学生能够认识到人工智能的重要性，虽然对人工智能知识和课程有过一些接触，但是曾经学过的知识或课程并没有充分激发学生的学习兴趣，因此本次系统化的课程设计注重提升学生的学习兴趣和满意度。只有个别学生有Python基础，为了简化程序设计语言学习难度，教师选择图形化模型训练平台AIBOX开展模型训练。为了有效达成教学目标，在备课过程中，教师注重设计问题链启发学生思维，通过一系列由浅入深、层层递进的问题，引导学生主动探索知识，培养批判性思维和解决问题的能力。教师可以利用大语言模型测试提出问题的有效性，确保每个问题都能精准地触及学生的认知盲点或兴趣点，同时避免问题过于简单或过于复杂而导致学生失去兴趣或产生挫败感。此外，教师还可以提前准备学生可能的回答，准备自己对学生的反馈和回答方式。在课堂上，教师能更加灵活地根据学生的实际反应，给予及时、准确且富有启发性的反馈，进一步激发学生的思考热情，促进深度学习的发生。如在本次课例中，在需求分析阶段，教师设置认知冲突，北京雨燕塔就是为北京雨燕建造的人工巢穴，但是效果不好，引发学生思考：如果能先找到北京雨燕经常路过的地方，再有针对性地建立人工巢穴，这样效果可能会更好。进而提出本次项目主题：如何高效且准确地找到北京雨燕经常出没的地点？教师提出的问题为开放性问题，教师无法预测学生课堂上的回答内容，因此可借助大语言模型向其提问：“你是初二的学生，学习了北京雨燕的习性，明确为北京雨燕建立人工巢穴是保护北京雨燕的有效措施，老师对你提问，如何高效且准确地找到北京雨燕经常出没的地点？你会怎样回答？”经过多轮对话，获得答案后向大语言模型追问：“如果学生分别给出结合北京雨燕的习性、现代科技手段、专业观察者的帮助以及公众的参与这些手段找到北京雨燕，现在作为老师，你会如何对学生的回答进行反馈？”教师可以参考大语言模型给出的答案，对学生回答进行预设，在课堂上对学生的回答进行有针对性、深入的反馈，以此取代如“真棒、有道理等”这些简单的评价。总"结一节优质课深刻地展现了教师在教育政策、课程标准、教育理论、学生特性、教学策略及教学方法等多个维度上的全面理解与精准把握。教师不仅是课程的设计者与实施者，更是教学决策的核心，他们的智慧与创意