生成式人工智能在中小學教學中的應用路徑研究

摘" 要：從生成式人工智能的特征出發，基于文獻分析、案例總結和工具應用，構建生成式人工智能在教學設計、資源生成、情境創設、學習創新、成果生成、學習評價中的應用路徑，闡述其應用方法，推動生成式人工智能與教學深度融合，助力教學提質增效。

關鍵詞：生成式人工智能；中小學教學；教學創新

文章編號：1671-489X（2025）03-00-04

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2025.03.0

0" 引言

自2022年ChatGPT問世以來，生成式人工智能對教育產生了極大影響。生成式人工智能不僅極大地拓寬了教育的邊界，還為提升教育質量、優化教育效率、促進教育公平提供了創新性的途徑和策略[1]，正成為創新教育教學的重要手段。2024年3月，教育部啟動四項人工智能賦能教育行動，實施教育系統人工智能大模型應用示范行動，推動大模型從課堂走向應用。面對新技術的快速發展，應牢牢把握生成式人工智能為教學革新帶來的契機，發揮好人工智能在教學領域的優勢，以應用為導向，探索生成式人工智能工具如何深入融入教學全過程。

本文從生成式人工智能的特征出發，在文獻分析、案例總結和工具應用的基礎上，從教學設計、資源生成、情境創設、學習創新、成果生成、學習評價六個維度探索生成式人工智能賦能中小學教學創新路徑，推動生成式人工智能與教學深度融合，助力教學提質增效。

1" 生成式人工智能的內涵與特征

生成式人工智能（Generative Artificial Intelligence，GAI）是一種基于深度學習技術的人工智能模型，通過人工智能相關技術，自動化生成文本、圖像、視頻、音頻等多模態數據[2]。生成式人工智能技術的進步得益于技術革新的持續驅動影響，集成了先進的生成算法、強大的預訓練模型和靈活的多模態處理能力。

生成式人工智能具有以下特征。首先，多模態數據處理的創新潛能[3]。生成式人工智能以強大算力和算法為支撐，能對多模態信息進行融合處理、存儲、再創造。教師和學生能以圖片、文檔、表格等多種格式上傳內容，由生成式人工智能進行信息讀取、分析、學習、模仿。其次，智能動態交互[4-5]。生成式人工智能基于極強的學習能力和邏輯語言處理能力，打破傳統交流模式，對情感、角色、情境等多元素進行深度理解[6]，作出“類人化”應答。教師可利用其智能交互能力開展創新性教學活動，如尋找教學靈感、搭建創新人機互動性課堂環境、進行學生個性化學習評價等。最后，創新性內容生成。生成式人工智能能夠根據不同的輸入和情境，自適應地生成所需內容，且生成能力、生成內容質量和多樣性可隨著生成式人工智能的不斷學習而提高。教師可利用生成式人工智能的創造性進行資源生成、成果生成，如生成教學所需的教案、PPT、圖片、音頻等資源[7]，生成科研報告、總結等。

2" 生成式人工智能在中小學教學中的應用" "路徑

具備多模態數據處理、智能交互、創造性內容生成等功能的生成式人工智能能深度融入中小學教學過程，賦能教學設計、資源生成、情境創設、學習創新、成果生成、學習評價創新，推動教學提質增效。

2.1" 教學設計：賦能教師高效備課

教學提質增效是落實“雙減”政策的保障，教學設計是實現教學提質增效的重要起點。生成式人工智能具備超凡的認知交互力和高效的任務執行

力[8]，能深入理解和高效執行復雜任務，賦能教師教學設計創新，助力教學提質增效[9]。主要體現在以下幾方面。

1）賦能精準學情分析。生成式人工智能能基于多輪對話中的上下文信息，準確把握用戶的意圖和對話背景，給予邏輯性強且連貫的回應[2]，有助于賦能教師精準分析學情。一方面，可按需生成測驗、問卷、量表等，幫助教師快速進行學情統計與分析，高效掌握學生學情。另一方面，教師引導學生與生成式人工智能開展多輪對話，利用其收集、分析學生的知識基礎、能力現狀、認知特點等數據，提升學情分析精準度。

2）個性化任務設計。生成式人工智能能自動分析用戶輸入的任務，并相應地調整自身輸出的內容，以適應學生的學習水平[10]。如“智譜清言”可支持教師根據需求和偏好定制專屬智能體AI助理，根據學情數據生成個性化學習任務，支撐學習的任務支架、拓展資源等，精準滿足教學需求。

3）賦能教案智能生成。生成式人工智能可幫助教師快速生成定制化的教學設計方案。具體步驟如下：先擬定提示語，如“我是一名小學老師，請生成一份氣球動力小汽車主題的教學設計方案，包含教學目標、教學內容、教學過程等”。隨后，生成式人工智能便會生成一份教案。教師應針對教案中的內容繼續追問，并完善相關內容。最終生成一份符合需求的教學設計方案。生成式人工智能可成為智能教學助理，為教師在創意生成、數據分析、材料制作等方面提供支持與幫助，提升教師的備課效率與授課質量[11]。

2.2" 資源生成：按需定制數字教學資源

隨著技術快速發展、知識爆炸式增長，教師面臨教學資源更新速度慢、個性化程度低、開發耗時費力等難題，難以滿足智能時代教學需求。生成式人工智能具備創造性內容生成能力，可根據使用者的描述或提示快速生成圖片、視頻、課件等資源。生成式人工智能極強的生成能力，為教育領域帶來了嶄新的可能，有助于教師改變傳統教學資源的生成方式，實現教學資源生成由“人工創造”到“智能生成”[12]的轉變，有效解決教學資源開發與更新的難題。

1）應用生成式人工智能工具生成圖片，既能將抽象知識形象化，為學生學習添磚加瓦，又可為教師減負。如在“商湯秒畫”和“文心一格”等圖片生成工具中，教師輸入命令后，即可自動生成與教學內容相關的圖片。以生成化學教學資源為例，輸入“化學反應示意圖”指令，工具會自動生成清晰、生動的化學分子結構和反應過程的圖片。

2）應用生成式人工智能工具生成教學視頻，增強教學生動性與互動性。如“一幀秒創”和“萬彩微影”等生成式人工智能視頻生成工具，教師輸入主題或情節指令后，工具會自動生成符合教學要求的情境視頻，增強教學內容的生動性和互動性。

3）生成式人工智能工具能根據內容定制教學課件，實現多媒體課件“秒生成”。如“訊飛智文”等生成式人工智能工具，內置豐富模板和素材庫，教師僅需輸入教學內容和關鍵信息，根據教學需求挑選合適模板，便可自動生成優質課件。生成式人工智能能幫助教師從耗時、繁重的資源開發工作中解脫出來，將更多精力投入創造性的教學工作中。

2.3" 情境創設：創造虛實融合的學習情境

學習情境是連接知識學習與實踐應用的重要紐帶。當教學知識與實際應用情境脫節時，容易形成難以調動的“惰性知識”，不利于知識的靈活遷移和使用[13]。《義務教育課程方案（2022年版）》強調加強課程內容與學生經驗、社會生活的聯系，注重培養學生在真實情境中的綜合運用知識解決問題的能力[14]。傳統技術條件下，學習情境創設常存在虛實情境割裂、情境體驗感不強、情境維度單一等問題。生成式人工智能的內容快速創建、實時同步和跨平臺智能生成的能力，有望突破現有瓶頸，推動情境創設向高效率的方向發展[13]。

生成式人工智能根據輸入的文本快速生成貼合語境的素材，輔助教師進行情境創設。資源素材的生成是迭代式互動生成的過程，利用生成式人工智能創作出因“境”制宜的資源，精髓在于人與生成式人工智能的有效互動[15]。隨著模型的深入訓練與強化，生成式人工智能創設虛擬角色和三維環境自由度更高，推動了“數字人物+數字場景”新型情境創設的發展，并促進教育教學向虛實融合的空間轉型[16]。如在講解清朝歷史時，教師針對情境需求在“一幀秒創”中輸入相關歷史場景描述文本，生成式人工智能工具即可根據文本自動匹配在線素材，生成初版視頻。若生成的視頻未能達到預期效果，教師可以根據需求對視頻進行精細調整，最終完成清朝歷史相關教學內容的情境創設。又如，基于情境運用“騰訊智影”的數字仿真技術可以打造虛擬角色形象，在選定基本的虛擬角色類型之后，教師可以針對語文古詩情境對角色的服裝、語音、語速等進行調試設置，使角色更加貼近古詩的情境。

2.4" 學習創新：開展人機協同教學

《國務院關于印發新一代人工智能發展規劃的通知》提出，利用智能技術加快推動人才培養模式、教學方法改革，構建包含智能學習、交互式學習的新型教育體系[17]。生成式人工智能被應用到教育領域，為教師的“教”和學生的“學”服務，對學生的學習具有賦能作用，成為智能導師、學伴，促進學生個性化成長，為學習提供工具、腳手架和多元化路徑，促進學生有價值地發展[13]。置身于數字化轉型背景下，生成式人工智能催生出三種新型學習方式。

1）面向跨學科融合的人機協同教學。在進行跨學科學習時學生通常面臨著對多個學科知識的整合需求，這一過程往往伴隨著繁雜的信息搜索和資料查詢工作，給學生帶來較高的認知負荷[18]。學生可以借助生成式人工智能工具，自動化生成內容文檔的精華摘要和思維導圖。生成式人工智能工具還支持自由對話提問，學生可以針對不懂的知識向其提問。如“知我AI”能提供豐富、精練的知識資源，幫助學生進行更深入的自主學習。

2）面向項目的人機協同教學。生成式人工智能工具在項目式學習中能夠提供即時的評估和反饋，幫助小組討論和優化項目作品。學生對教師提出的項目問題不知如何開展討論時，能借助“訊飛星火認知大模型”進行頭腦風暴，在模型給出的新想法和觀點的啟發下，打開思路、拓展思維，促進合作學習有效開展。同時，模型能夠根據學生的提問實時提供個性化的反饋，精準指出小組在項目中的亮點與不足。

3）探究導向的人機協同教學。生成式人工智能能夠對學生的問題進行逐步分解，輔助學生掌握解決問題的關鍵步驟和困難點。信息技術課上組織開展探究學習時，學生可以應用“文小言”解析問題需求，針對不理解的知識點根據生成式人工智能工具的逐步引導完成代碼編寫。學生還可以讓“文小言”通過自動識別程序語言檢查代碼是否編寫正確并給出有效的優化建議。由淺入深、層層遞進的啟發式教學，極大地提升了探究學習的效率。

2.5" 成果生成：生成多元化的教與學成果

生成式人工智能具有跨界知識融合特性，能根據預先設定的策略和規則自動化生成教與學成果，賦能教師、學生高效開展研究、調研、實驗和工作總結等，將教師和學生從繁重的報告撰寫工作中剝離出來，為實現教師工作成果和學生學習成果生成提供可能。

利用生成式人工智能賦能成果生成，主要可分為三個步驟。第一步要明確成果生成需求，選取適合的工具。如生成科研數據和成果綜述報告，可選擇“星火科研助手”；生成定制化的調查問卷或調研報告大綱，可選擇“曉語臺”。第二步要明晰內容生成指令，進行實踐操作。以“星火科研助手”為例，點擊“成果調研”并進行內容檢索，可輕松完成報告生成。輸入調研主題和受眾者信息，可應用“曉語臺”自動生成相應的問卷和大綱。第三步需要潤色和拓展內容，優化報告。在內容潤色方面，生成式人工智能基于邏輯處理能力，可實現對報告文本的潤色、二創、改寫，有效提升報告的實用價值和閱讀體驗。以“火山寫作”為例，可基于實際需要進行優化設置，選擇優化幅度并點擊“優化”，即可獲取更具個人特色的報告。在拓展內容方面，生成式人工智能具備精準解碼和剖析文本數據能力，基于智能交互特性提供拓展建議，進行報告內容拓展。以使用“訊飛星火大模型”創作高質量數據驅動型報告為例，使用者完成數據關聯后，盡可能詳盡地描述需求，同時關注問題呈現方式的變化，即可輕松獲得創新性拓展內容或拓展方向。

2.6" 學習評價：提供個性化評價與反饋

評價與反饋是教學的重要環節，對檢驗教學效果和調整教學具有重要作用。在教學中，教師往往需要投入大量時間與精力制作評價工具、批閱學生材料、分析結果數據、提供學習反饋。由于學生眾多，個性化反饋難以普遍滿足[19]。

應用生成式人工智能可大大提升學習評價效率，為個性化學習提供反饋。教師可通過以下三步有效利用生成式人工智能輔助學習評價：第一步，確立評價標準。教師使用生成式人工智能工具生成可靠的作業或作品評價標準，或自行根據課程教學目標制定評價標準[20]。第二步，指定生成式人工智能學習評價標準。以“訊飛星火大模型”為例，教師可在訊飛星火助手中心創建新助手，輸入基本助手信息和結構化指令完成調試與創建，讓生成式人工智能學會評價標準。第三步，上傳學生作業開展評價。教師將學生作業上傳至評價系統，生成式人工智能完成標準學習后，憑借算法自動解析并根據標準生成作業質量評價和個性化反饋。教師在后臺實時追蹤、判斷學生的學習進度和效果，并根據反饋改進教學。

此外，部分生成式人工智能工具有創新評價功能，如Gradescope可根據學生的學習情況，提供定制化的學習資源；Grammarly可基于自然語言處理技術對作文進行實時評分，并提供修改意見；Clarifai基于圖像辨識技術，可輔助進行藝術類作品考核等。充分利用生成式人工智能工具開展具有創新性且智能化的學習評價，不僅能為教師賦能，也能充分挖掘學生的潛能。

3" 結束語

本文結合生成式人工智能的特征，從教學環節入手，探索生成式人工智能如何賦能教學設計、資源生成、情境創設、學習創新、成果生成和學習評價，為中小學教師應用生成式人工智能提供指引，為教學創新提供參考。未來，將進一步探索生成式人工智能在教學中的應用，從實證層面檢驗生成式人工智能在賦能教與學方面的效果。

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*項目來源：廣東第二師范學院2024年校級創新創業訓練項目“生成式人工智能賦能中小學教學創新的路徑研究”（202414278141）；廣東省哲學社會科學規劃2023年度青年項目“人工智能視域下教師設計思維智能測評與應用研究”（GD23YJY05）；廣東第二師范學院“教師數字素養虛擬教研室”階段性成果；廣東省哲學社會科學“十三五”規劃學科共建課題“智能教育領航名校長的特質及培養體系研究”（批準號：GD20XJY02）。

作者簡介：朱龍，通信作者，博士，副教授。