生成式人工智能賦能跨學(xué)科主題設(shè)計(jì)：機(jī)制與實(shí)踐

隨著教育改革的推進(jìn)，普通高中和義務(wù)教育課程方案均強(qiáng)調(diào)跨學(xué)科主題設(shè)計(jì)。其目的在于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)解決問題的能力，進(jìn)而提升高階思維與核心素養(yǎng)。然而，跨學(xué)科主題設(shè)計(jì)面臨諸多挑戰(zhàn)，例如多學(xué)科協(xié)同難、知識(shí)整合難。分科教學(xué)背景下，教師在參與開發(fā)工作時(shí)存在困難，這在一定程度上影響了整體推進(jìn)的有效性。近年來，生成式人工智能的出現(xiàn)為跨學(xué)科主題設(shè)計(jì)帶來新機(jī)遇。生成式人工智能具備多學(xué)科、多領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，其強(qiáng)大的生成能力可助力教師開展跨學(xué)科主題設(shè)計(jì)，并可遷移至教學(xué)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，為教師提供參考。《普通高中課程方案（2017年版2020修訂）》提出以項(xiàng)目式學(xué)習(xí)形式開展跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。通用技術(shù)等多學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)也強(qiáng)調(diào)設(shè)置跨學(xué)科主題，借助專題或項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)發(fā)展學(xué)生能力。《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》要求利用不少于10%的課時(shí)開展跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。但目前生成式人工智能在教育領(lǐng)域的應(yīng)用多集中于應(yīng)用場景與理論探討，教學(xué)實(shí)踐層面探索不足。因此，研究生成式人工智能在跨學(xué)科主題設(shè)計(jì)中的應(yīng)用具有現(xiàn)實(shí)意義。

一、跨學(xué)科主題設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)與困境

跨學(xué)科主題設(shè)計(jì)指向真實(shí)情境中具有意義和價(jià)值的問題，聚焦一個(gè)中心或一條線索組織知識(shí)，涵蓋單學(xué)科的多塊內(nèi)容或多學(xué)科的相關(guān)內(nèi)容，形成整合處理信息的綜合性活動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)理解知識(shí)、解決問題的課程形態(tài)^[1]。跨學(xué)科主題聚集多學(xué)科的相關(guān)內(nèi)容，設(shè)計(jì)時(shí)需要多個(gè)學(xué)科的教師協(xié)同工作，聚焦真實(shí)問題從而制定教學(xué)目標(biāo)，整合多學(xué)科的知識(shí)以設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)，這對(duì)分科教學(xué)的教師來說具有一定的挑戰(zhàn)性。

（一）學(xué)科協(xié)同的挑戰(zhàn)性

跨學(xué)科主題設(shè)計(jì)的第一個(gè)挑戰(zhàn)是學(xué)科協(xié)同。設(shè)計(jì)跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題需要相關(guān)學(xué)科教師的參與，從學(xué)習(xí)主題的擬定、學(xué)習(xí)目標(biāo)的確定、學(xué)習(xí)任務(wù)的設(shè)計(jì)到評(píng)價(jià)量規(guī)的制定，均需多學(xué)科教師的協(xié)同努力。跨學(xué)科主題的主要特征是同段跨學(xué)科或異段跨學(xué)科，這需要組織協(xié)調(diào)不同學(xué)科或?qū)W段的教師參與，對(duì)組織者的協(xié)調(diào)能力、學(xué)術(shù)能力等提出了較高要求。學(xué)科協(xié)同還需考慮不同學(xué)科、學(xué)段教師的課時(shí)組織，需要學(xué)校統(tǒng)一安排課程，以便開展集中教研活動(dòng)。但由于主題的擬定可能發(fā)生在不同的時(shí)間段，甚至在學(xué)期中間萌發(fā)一個(gè)跨學(xué)科主題設(shè)計(jì)思路，此時(shí)很難實(shí)現(xiàn)學(xué)科的有效協(xié)同，會(huì)影響跨學(xué)科主題的確定及設(shè)計(jì)。

（二）目標(biāo)設(shè)計(jì)的有效性

跨學(xué)科主題設(shè)計(jì)的第二個(gè)挑戰(zhàn)是目標(biāo)設(shè)計(jì)的有效性。教師在設(shè)計(jì)目標(biāo)時(shí)，需要基于真實(shí)情境下的問題，設(shè)計(jì)跨學(xué)科的素養(yǎng)目標(biāo)與學(xué)習(xí)目標(biāo)。在這一過程中，教師不僅要考慮本學(xué)科主題設(shè)計(jì)的素養(yǎng)與目標(biāo)要求，還需兼顧所跨其他學(xué)科的素養(yǎng)與目標(biāo)要求，并凝練跨學(xué)科綜合素養(yǎng)及目標(biāo)。合理有效的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)目標(biāo)應(yīng)能夠反映真實(shí)情境、指導(dǎo)活動(dòng)開展、承載學(xué)科知識(shí)、預(yù)測學(xué)習(xí)表現(xiàn)^[2]。然而，目前的目標(biāo)設(shè)計(jì)中存在一些問題，如目標(biāo)過于寬泛，學(xué)生難以明確學(xué)習(xí)方向；學(xué)習(xí)目標(biāo)分學(xué)科呈現(xiàn)，學(xué)生難以融合多學(xué)科知識(shí)以解決問題；學(xué)習(xí)目標(biāo)過于抽象而難以度量，難以評(píng)估目標(biāo)的達(dá)成程度。這些問題導(dǎo)致學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計(jì)缺乏合理性和有效性，進(jìn)而影響學(xué)生在跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)中的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)及學(xué)習(xí)效率。

（三）知識(shí)整合的復(fù)雜性

跨學(xué)科主題設(shè)計(jì)的第三個(gè)挑戰(zhàn)是知識(shí)整合的復(fù)雜性。教師設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)時(shí)需要對(duì)學(xué)習(xí)主題的知識(shí)進(jìn)行整合，設(shè)計(jì)綜合化的學(xué)習(xí)任務(wù)，構(gòu)建既具有一定邏輯關(guān)系又具有適當(dāng)梯度的學(xué)習(xí)任務(wù)。在跨學(xué)科主題設(shè)計(jì)過程中，教師還需綜合考慮多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)體系，保持課程內(nèi)容的邏輯連貫性和完整性。這不僅涉及不同任務(wù)之間學(xué)習(xí)梯度的構(gòu)建，還需解決不同學(xué)科之間學(xué)習(xí)梯度的設(shè)計(jì)，更要面對(duì)知識(shí)技能之間的進(jìn)階學(xué)習(xí)問題，這對(duì)教師的綜合能力提出了更高要求。學(xué)科教師往往難以達(dá)到有機(jī)整合各個(gè)學(xué)科知識(shí)的水平，無法保證知識(shí)內(nèi)容的邏輯性與完整性。在跨學(xué)科課程內(nèi)容整合中，常出現(xiàn)方法雜亂化、理論拼盤化和實(shí)踐復(fù)雜化的亂象^[3]，使得難以對(duì)學(xué)科知識(shí)進(jìn)行有效整合，導(dǎo)致學(xué)習(xí)梯度設(shè)置不合理，學(xué)生的學(xué)習(xí)不能有效發(fā)生。

二、生成式人工智能的交互機(jī)制

生成式人工智能應(yīng)用于跨學(xué)科主題設(shè)計(jì)時(shí)，需要分析人機(jī)交互機(jī)制。用戶主要通過提示語（prompts）與生成式人工智能平臺(tái)交互，使用不同的提示語控制生成式人工智能的輸出文本。針對(duì)各種輸出請求，需要設(shè)計(jì)不同的提示語，而提示語的設(shè)計(jì)質(zhì)量直接影響著輸出文本的可用性。基于Kimi等平臺(tái)研究的提示語設(shè)計(jì)要素及交互模式，同樣適用于大部分國內(nèi)外的生成式人工智能系統(tǒng)。綜合已有的各種提示語設(shè)計(jì)案例^[4]，筆者發(fā)現(xiàn)生成式人工智能應(yīng)用于跨學(xué)科主題設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)提示語設(shè)計(jì)有著較高的要求。教師設(shè)計(jì)提示語不僅要遵循四大設(shè)計(jì)要素，還需綜合運(yùn)用三種交互模式，以提升跨學(xué)科主題的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

（一）提示語設(shè)計(jì)的四大要素

目前的提示語設(shè)計(jì)模板多達(dá)上千種，不利于教師使用。在提示語設(shè)計(jì)過程中，需關(guān)注共性的四個(gè)要素：角色、目標(biāo)、任務(wù)、約束，其中“任務(wù)”是提示語中的必備要素。用戶設(shè)計(jì)提示語，既可選擇部分要素進(jìn)行簡化設(shè)計(jì)，形成任務(wù)驅(qū)動(dòng)的提示語；又可綜合運(yùn)用四個(gè)要素進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，形成指向更加明確的提示語。

1.設(shè)置角色

角色要素是指生成式人工智能在對(duì)話過程中所扮演的身份。角色差異會(huì)導(dǎo)致不同的生成質(zhì)量。例如，“教師”“高中生”“初中生”三種角色類型，會(huì)使生成式人工智能產(chǎn)生不同的輸出。角色要素也可同時(shí)設(shè)定兩類角色，確定用戶與生成式人工智能的雙方角色。例如，“我是一名高中生，你是一位高中理科教師”，這里將用戶設(shè)定為“高中生”角色，而將生成式人工智能設(shè)定為“高中理科教師”角色。

2.界定目標(biāo)

目標(biāo)要素是指用戶在對(duì)話過程中要實(shí)現(xiàn)的事務(wù)，對(duì)于明確提示語有著重要作用，可作為生成式人工智能完成任務(wù)的前導(dǎo)介紹。目標(biāo)要素指向相對(duì)宏觀，而任務(wù)要素指向相對(duì)具體。提示語設(shè)計(jì)時(shí)也可省略目標(biāo)部分，在任務(wù)要素中由生成式人工智能分析并抽取目標(biāo)要素。例如，“我要開展跨學(xué)科主題設(shè)計(jì)”，即為用戶提出的目標(biāo)要素。

3.明確任務(wù)

任務(wù)要素是指生成式人工智能要處理的內(nèi)容，是提示語設(shè)計(jì)中不可缺少的要素。明確的任務(wù)要素有助于生成高質(zhì)量的輸出文本。不同的任務(wù)將生成不同的輸出。例如，將任務(wù)設(shè)置為“分析跨學(xué)科素養(yǎng)”，重點(diǎn)任務(wù)是分析主題設(shè)計(jì)如何發(fā)展核心素養(yǎng)；將任務(wù)設(shè)置為“分析學(xué)習(xí)目標(biāo)”，則重點(diǎn)是分析跨學(xué)科主題設(shè)計(jì)中的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

4.限制條件

限制條件即約束要素，用于輔助明確提示語，加上約束要素的提示語可提升生成式人工智能的輸出質(zhì)量，使其指向更加明確。限制條件包括數(shù)量約束、篇幅約束、理論約束等。第一種是數(shù)量約束，約束數(shù)量以明確目標(biāo)，例如“輸出相應(yīng)的2個(gè)示例”“輸出3個(gè)跨學(xué)科項(xiàng)目”；第二種是篇幅約束，約束篇幅以明確目標(biāo)，例如“輸出500字”，即限制了輸出的文字?jǐn)?shù)；第三種是理論約束，基于學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)理論進(jìn)一步明確目標(biāo)，例如“結(jié)合最近發(fā)展區(qū)理論，設(shè)計(jì)相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)”。

（二）提示語交互的三種模式

提示語交互是指用戶與生成式人工智能的對(duì)話過程。按提示語四個(gè)要素呈現(xiàn)先后順序，形成了提示語交互的三種模式。這三種模式交互后形成初始輸出文本，每種模式的輸出結(jié)果，需要視輸出質(zhì)量進(jìn)行后續(xù)的迭代優(yōu)化，形成符合用戶需求的輸出文本。

1.綜合式交互

綜合式交互是指整合提示語中的若干要素，一次性完成提示語的輸入。生成式人工智能通過分析綜合式交互中的提示語，生成用戶所需的文本。綜合式交互適合需求明確的任務(wù)。例如，提示語中角色元素設(shè)置了兩類角色，“我是一名中學(xué)教師，你作為知識(shí)助理”；目標(biāo)元素明確了“協(xié)助我設(shè)計(jì)跨學(xué)科學(xué)習(xí)項(xiàng)目”；任務(wù)元素指明以“校園景觀池水資源的循環(huán)利用與保護(hù)”為背景，分析“跨學(xué)科的學(xué)習(xí)目標(biāo)”；限制條件設(shè)定為“每個(gè)學(xué)科列出3條”。

提示語：我是一名中學(xué)教師，你作為知識(shí)助理，協(xié)助我設(shè)計(jì)跨學(xué)科學(xué)習(xí)項(xiàng)目。以“校園景觀池水資源的循環(huán)利用與保護(hù)”為背景，分析相應(yīng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)，每個(gè)學(xué)科列出3條。

2.遞進(jìn)式交互

遞進(jìn)式交互是指運(yùn)用提示語中的若干要素，分步驟輸入提示語。這種分步驟的輸入方式，可以在對(duì)話過程中給生成式人工智能提供標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，或以上傳多個(gè)范例的形式，使生成式人工智能在學(xué)習(xí)范例后輸出。這種分步遞進(jìn)式交互，實(shí)現(xiàn)了邊學(xué)習(xí)邊輸出的功能，適合生成更高質(zhì)量的輸出文本。例如，以下是4次遞進(jìn)對(duì)話形式。

提示語：我是一名中學(xué)教師，請你協(xié)助我設(shè)計(jì)跨學(xué)科主題。

提示語：跨學(xué)科主題設(shè)計(jì)包括4大要素：跨學(xué)科素養(yǎng)、學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)。

提示語：后續(xù)會(huì)上傳3則跨學(xué)科主題設(shè)計(jì)的案例，供你開展跨學(xué)科主題設(shè)計(jì)時(shí)參考。

提示語：以“校園景觀池水資源的循環(huán)利用與保護(hù)”為任務(wù)，設(shè)計(jì)跨學(xué)科主題。

3.生成式交互

生成式交互是指以提示語對(duì)話的形式，由生成式人工智能生成所需的提示語。用戶利用生成的提示語進(jìn)行二次對(duì)話，即可由生成式人工智能輸出相應(yīng)的文本。該提問法適合較復(fù)雜的場景，當(dāng)用戶不了解具體的提問細(xì)則及運(yùn)行機(jī)制時(shí)，由生成式人工智能輸出如何提問的提示語。

提示語：我想請你協(xié)助我完成“水資源利用”這一課時(shí)的教學(xué)設(shè)計(jì)，請問我應(yīng)該如何向你提問才能得到最佳的答案，請?zhí)峁┤娑敿?xì)的建議，并請你提供具體的綜合提問范例。

三、生成式人工智能輔助跨學(xué)科主題設(shè)計(jì)的實(shí)施路徑

（一）主題確定：生成式人工智能助力主題優(yōu)化

教師開展跨學(xué)科主題設(shè)計(jì)需先確定相應(yīng)的主題或項(xiàng)目。這類問題屬于真實(shí)情境中的復(fù)雜問題，教師設(shè)計(jì)的主題往往局限于學(xué)科角度，主題設(shè)計(jì)缺乏跨學(xué)科視野。生成式人工智能掌握各學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)，積累了視野更廣的主題設(shè)計(jì)素材。用戶可多次對(duì)話，使主題設(shè)計(jì)的方向性及實(shí)用性更貼近校情，經(jīng)過不斷優(yōu)化形成合適的跨學(xué)科主題。

案例：以校園為跨學(xué)科學(xué)習(xí)空間，確定適合高中學(xué)生的跨學(xué)科主題。

提示語：我是一名高中教師，你作為我的知識(shí)助理，協(xié)助我開展跨學(xué)科主題設(shè)計(jì)。以沿海地區(qū)學(xué)校為例，列出5項(xiàng)適合在校園內(nèi)開展的跨學(xué)科學(xué)習(xí)項(xiàng)目。

輸出：校園綠化與生態(tài)保護(hù)項(xiàng)目、沿海防災(zāi)減災(zāi)項(xiàng)目、海洋能源開發(fā)項(xiàng)目、氣象觀測與數(shù)據(jù)分析項(xiàng)目、臺(tái)風(fēng)防災(zāi)規(guī)劃與演練項(xiàng)目（為節(jié)省篇幅，作了適當(dāng)精簡，下同）。

分析輸出的五項(xiàng)跨學(xué)科項(xiàng)目，均適合于在沿海學(xué)校實(shí)施。其中，臺(tái)風(fēng)防災(zāi)規(guī)劃與演練項(xiàng)目對(duì)學(xué)生具有更加現(xiàn)實(shí)的意義，適合在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步確定跨學(xué)科學(xué)習(xí)項(xiàng)目的方向，繼續(xù)由生成式人工智能分析合適的細(xì)化項(xiàng)目。

提示語：以“臺(tái)風(fēng)防災(zāi)規(guī)劃與演練項(xiàng)目”為例，選擇“臺(tái)風(fēng)防災(zāi)規(guī)劃”作為跨學(xué)科學(xué)習(xí)的方向，列出3個(gè)細(xì)化的項(xiàng)目。

輸出：校園抗風(fēng)建筑改進(jìn)設(shè)計(jì)、校園緊急疏散路線規(guī)劃、校園防風(fēng)綠化設(shè)計(jì)。

分析輸出的3項(xiàng)跨學(xué)科項(xiàng)目，均以校園作為學(xué)習(xí)空間，適合學(xué)生后期跨學(xué)科學(xué)習(xí)，具備了空間與相應(yīng)學(xué)科的支撐。其中，“抗風(fēng)建筑改進(jìn)設(shè)計(jì)”及“防風(fēng)綠化設(shè)計(jì)”對(duì)于學(xué)生跨學(xué)科學(xué)習(xí)意義更大，可以進(jìn)一步引導(dǎo)生成式人工智能整合兩個(gè)項(xiàng)目，形成有價(jià)值的抗臺(tái)風(fēng)跨學(xué)科學(xué)習(xí)項(xiàng)目。

提示語：綜合“校園抗風(fēng)建筑改進(jìn)設(shè)計(jì)”及“校園防風(fēng)綠化設(shè)計(jì)”兩個(gè)項(xiàng)目方向，形成新的跨學(xué)科學(xué)習(xí)項(xiàng)目。進(jìn)行學(xué)科分析、學(xué)習(xí)空間分析并給出實(shí)施步驟及實(shí)施條件。

輸出：

綜合項(xiàng)目“校園抗風(fēng)建筑與防風(fēng)綠化綜合設(shè)計(jì)”。

學(xué)科分析：物理、數(shù)學(xué)、通用技術(shù)、信息技術(shù)、生物學(xué)、環(huán)境科學(xué)。

學(xué)習(xí)空間：校園，教室、實(shí)驗(yàn)室、計(jì)算機(jī)室。

實(shí)施條件：教師團(tuán)隊(duì)、設(shè)計(jì)與材料、學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)空間、時(shí)間安排。

實(shí)施步驟：項(xiàng)目啟動(dòng)與分組、跨學(xué)科知識(shí)學(xué)習(xí)、調(diào)查與評(píng)估、方案設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)分析與優(yōu)化、成果展示與實(shí)施。

（二）目標(biāo)分析：生成式人工智能驅(qū)動(dòng)素養(yǎng)凝練

明確跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題及相應(yīng)的學(xué)科后，生成式人工智能可進(jìn)一步輔助分析跨學(xué)科項(xiàng)目中各學(xué)科對(duì)應(yīng)的素養(yǎng)目標(biāo)及學(xué)習(xí)目標(biāo)，并進(jìn)一步凝練跨學(xué)科素養(yǎng)。核心素養(yǎng)概念在普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)中提出，屬于教育領(lǐng)域的專業(yè)文檔，生成式人工智能對(duì)于專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)會(huì)存在版本差異或遺漏現(xiàn)象。此時(shí)教師采用遞進(jìn)式交互機(jī)制，引導(dǎo)生成式人工智能在對(duì)話過程中利用數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)更高準(zhǔn)確度的文本輔助輸出。

我們采用四步交流法進(jìn)行遞進(jìn)式對(duì)話：第一步，使用提示語讓生成式人工智能明確角色及處理的任務(wù)為“以高中教師的身份，分析跨學(xué)科核心素養(yǎng)”；第二步，上傳相應(yīng)學(xué)科的課程標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)生成式人工智能進(jìn)行相應(yīng)的學(xué)習(xí)，以便分析的核心素養(yǎng)用詞規(guī)范且符合要求；第三步，上傳跨學(xué)科項(xiàng)目設(shè)計(jì)的樣例，引導(dǎo)生成式人工智能學(xué)習(xí)優(yōu)秀的案例，以便提升文本輸出的質(zhì)量；第四步，設(shè)置提示語“校園抗風(fēng)建筑與防風(fēng)綠化綜合設(shè)計(jì)”為主題的跨學(xué)科素養(yǎng)及目標(biāo)分析提示，引導(dǎo)生成式人工智能在學(xué)習(xí)規(guī)范及優(yōu)秀案例后進(jìn)行內(nèi)容輸出。

案例：結(jié)合“校園抗風(fēng)建筑與防風(fēng)綠化綜合設(shè)計(jì)”跨學(xué)科主題，分析各學(xué)科核心素養(yǎng)及學(xué)習(xí)目標(biāo)，進(jìn)一步凝練跨學(xué)科素養(yǎng)。

1.明確任務(wù)

提示語：你作為一名高中教師，需協(xié)助我完成跨學(xué)科項(xiàng)目的學(xué)科素養(yǎng)分析。是否明確任務(wù)？

2.確定規(guī)范

提示語：你分析的各學(xué)科核心素養(yǎng)，來自稍后上傳的普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)，需按課程標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容梳理相應(yīng)的核心素養(yǎng)。

3.案例學(xué)習(xí)

提示語：稍后上傳的為跨學(xué)科項(xiàng)目中素養(yǎng)與教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)的范例，供你后續(xù)分析時(shí)參考。

4.內(nèi)容輸出

提示語：以“校園抗風(fēng)建筑與防風(fēng)綠化綜合設(shè)計(jì)”為主題，分析各學(xué)科的核心素養(yǎng)及學(xué)習(xí)目標(biāo)，并進(jìn)一步凝練跨學(xué)科核心素養(yǎng)。

（三）任務(wù)設(shè)計(jì)：生成式人工智能助力活動(dòng)規(guī)劃

明確跨學(xué)科學(xué)習(xí)項(xiàng)目主題，分析相應(yīng)的學(xué)科素養(yǎng)及學(xué)習(xí)目標(biāo)后，需圍繞跨學(xué)科項(xiàng)目設(shè)計(jì)相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)及細(xì)化的學(xué)習(xí)活動(dòng)。跨學(xué)科學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)開放度較大，難以用合適的提示語對(duì)生成式人工智能進(jìn)行提問。此時(shí)可以采用生成式交互的形式，先向生成式人工智能咨詢針對(duì)該類問題如何提問，利用輸出的提問進(jìn)行二次提問，以便完成跨學(xué)科項(xiàng)目中的任務(wù)初步設(shè)計(jì)。對(duì)于生成式人工智能設(shè)計(jì)的初步任務(wù)，還可進(jìn)一步結(jié)合遞進(jìn)式交互，引導(dǎo)生成式人工智能在數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化任務(wù)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

案例：跨學(xué)科主題“校園抗風(fēng)建筑與防風(fēng)綠化綜合設(shè)計(jì)”，對(duì)其中的“環(huán)境風(fēng)力與分析”課時(shí)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。

提示語：我想請你輔助開展跨學(xué)科主題“校園抗風(fēng)建筑與防風(fēng)綠化綜合設(shè)計(jì)”中“環(huán)境風(fēng)力與分析”課時(shí)的教學(xué)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)要符合最近發(fā)展區(qū)理論。請問我應(yīng)該如何向你提問才能得到最佳的答案，請?zhí)峁┤娑敿?xì)的建議，并請你提供具體的綜合提問范例。

輸出：

課時(shí)目標(biāo)：在“環(huán)境風(fēng)力與分析”課時(shí)設(shè)計(jì)中，如何設(shè)定具體的學(xué)習(xí)目標(biāo)，使其既具有挑戰(zhàn)性又符合學(xué)生的認(rèn)知水平？

內(nèi)容與活動(dòng)設(shè)計(jì)：如何設(shè)計(jì)“環(huán)境風(fēng)力與分析”課時(shí)的內(nèi)容和活動(dòng)，確保學(xué)生能夠在現(xiàn)有知識(shí)基礎(chǔ)上逐步掌握新知識(shí)和技能？請?zhí)峁┮粋€(gè)詳細(xì)的內(nèi)容和活動(dòng)設(shè)計(jì)方案。

支持與指導(dǎo)策略：教師在“環(huán)境風(fēng)力與分析”課時(shí)中應(yīng)如何提供支持和指導(dǎo)，以幫助學(xué)生在最近發(fā)展區(qū)內(nèi)有效學(xué)習(xí)？具體的支持策略和指導(dǎo)方式有哪些？

評(píng)估與反饋：請問如何設(shè)計(jì)一個(gè)有效的評(píng)估機(jī)制，對(duì)學(xué)生在“環(huán)境風(fēng)力與分析”課時(shí)中的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行評(píng)估？如何在學(xué)習(xí)過程中提供及時(shí)的反饋，幫助學(xué)生不斷改進(jìn)和提高？

用戶綜合運(yùn)用三種交互模式，在生成式人工智能輸出的5項(xiàng)跨學(xué)科主題中，連續(xù)對(duì)話優(yōu)化設(shè)計(jì)，形成了“校園抗風(fēng)建筑與防風(fēng)綠化綜合設(shè)計(jì)”主題，并進(jìn)一步完成了該跨學(xué)科主題的素養(yǎng)分析、學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計(jì)，對(duì)其中的“環(huán)境風(fēng)力與分析”課時(shí)進(jìn)行輔助教學(xué)設(shè)計(jì)。形成的跨學(xué)科主題設(shè)計(jì)整體文本，已接近實(shí)際開展的跨學(xué)科主題“如何減少學(xué)校在臺(tái)風(fēng)天的損失，提升校園建筑及樹木的抗臺(tái)風(fēng)能力”的整體設(shè)計(jì)文本^[5]。

四、生成式人工智能的應(yīng)用建議

在跨學(xué)科項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中，確定項(xiàng)目主題、分析項(xiàng)目目標(biāo)、設(shè)計(jì)項(xiàng)目任務(wù)起著重要的作用。筆者基于生成式人工智能的對(duì)話機(jī)制及多領(lǐng)域知識(shí)，梳理了提示語設(shè)計(jì)的四個(gè)關(guān)鍵要素，提煉了三種典型的人機(jī)交互機(jī)制，形成了綜合式、遞進(jìn)式、生成式交互模式。教師綜合運(yùn)用這三種交互機(jī)制可輔助跨學(xué)科主題設(shè)計(jì)，解決主題設(shè)計(jì)中的學(xué)科協(xié)同問題、學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計(jì)中的多學(xué)科分析問題、學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)過程中的知識(shí)整合問題，能較好完成跨學(xué)科主題的設(shè)計(jì)。

目前的生成式人工智能大都為通用型的生成式人工智能，模型訓(xùn)練基于通用的數(shù)據(jù)，其知識(shí)水平受限于訓(xùn)練數(shù)據(jù)的范圍和質(zhì)量，生成文本具有一定的局限性。用戶在具體應(yīng)用時(shí)，需關(guān)注對(duì)生成式人工智能的個(gè)性化訓(xùn)練，形成更高質(zhì)量的生成文本。例如，“扣子”智能體等，均可以按實(shí)際需要，上傳多個(gè)自定義的知識(shí)庫以進(jìn)行專業(yè)的知識(shí)訓(xùn)練，以實(shí)現(xiàn)更多的應(yīng)用場景，也可形成更優(yōu)質(zhì)的跨學(xué)科主題設(shè)計(jì)文本。

注：本文系浙江省教研課題“人工智能支持下通用技術(shù)自適應(yīng)學(xué)習(xí)研究”（編號(hào)：G2024286）的階段性研究成果。

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（作者系浙江省臺(tái)州市教育教學(xué)研究院教研員、高級(jí)教師）

責(zé)任編輯：祝元志