生成式人工智能賦能高中信息技術單元教學的實踐探索

中圖分類號：G434文獻標識碼：A 論文編號：1674—2117（2025）20-0057-04

引言

當前，單元教學理念與方法已在一線教學中得到廣泛應用。然而在實際教學中，受單元教學內容跨度大、操作難度高及教師能力瓶頸的制約，單元教學設計與實施仍面臨諸多困難。例如，教師難以提煉具有引領性、有價值的單元核心主題，導致單元教學缺乏主題統領、情境多變、脫離學生生活實際；單元活動設計缺乏情境性、層進性和趣味性，難以維持學生長周期的學習興趣；課堂資源不足與跨課時資源整合難度大，導致單元教學缺乏系統支架支撐；評價環節難以構建“主題情境一知識建構”的關聯性評價標準和知識評價內容，常出現評價與單元核心情境脫節，造成學生主題情境探究與知識性評價相互割裂，無法形成“教一學-評”有機閉環。這些問題折射出單元教學從理念到實踐的深層瓶頸，亟待通過新工具、新方法賦能與重構，實現新突破。

隨著生成式人工智能（GAI）技術的飛速發展，其在教育領域的應用已成為推動教學改革的重要力量。2025年5月12日，教育部基礎教育教學指導委員會發布的《中小學生成式人工智能使用指南（2025年版）》指出，將生成式人工智能合理融入中小學教育，是搶抓新一輪科技革命機遇、響應國家科技自立自強戰略的重要實踐，是激發學生創造潛能、提升教育品質的關鍵路徑。在此背景下，探索GAI在單元教學中的深度應用，既是響應國家教育政策的戰略部署，也是破解單元教學設計與實施難題的關鍵路徑。

GAI賦能高中信息技術單元教學設計與實踐

下面，筆者以廣東教育出版社出版的高中信息技術《必修一數據與計算》中的第一章“數據編碼”單元內容為例，結合教學實踐，系統闡述GAI如何賦能高中信息技術單元教學設計與實施。

1.引領性單元教學主題設計

單元教學主題設計是以課程標準為基準，圍繞特定核心內容統籌規劃多課時教學，構建具有邏輯關聯的主題框架，實現知識的結構化整合與系統化建構。GAI憑借其語義理解與內容生成能力，可輔助構建兼具學科深度與現實意義的教學主題。借助GAI設計引領性

課程教學

單元教學主題，可參考以下路徑實施： ① 知識體系建構：依據課程標準“內容要求”與“學業要求”，提煉學科大概念，明確核心知識與思維方法，結合教材將其解構為若干核心知識模塊，形成系統的單元知識結構（如表1）。 ② 智能技術賦能：借助GAI挖掘能夠承載單元知識結構并體現信息技術解決現實生活問題的主題情境，構建知識應用實踐場景，強化學生學習的現實意義與價值感知。 ③ 教育價值評估：對GAI生成的主題建議進行評估篩選，從育人價值、學生興趣、認知水平及教學實施可行性等多維度綜合考量，最終確定貼近學生生活、激發學生興趣的引領性單元教學主題。

在“數據編碼”單元中，筆者首先基于表1梳理單元知識結構，隨后與DeepSeek對話，提出設計需求，如“我是一名高中信息技術老師，想為高中信息技術《必修一數據與計算》中的‘數據編碼'內容，設計一個適用于項目式學習的引領性單元教學主題，涵蓋‘文本數據編碼’圖像數據編碼’‘聲音數據編碼'三個子課時，要求主題涵蓋單元核心知識，具有現實意義”。DeepSeek經過深度思考，生成“故宮數字化行動”“中醫藥文化數字傳承計劃”“城市數字名片設計與制作”“極限環境‘生存數據包\"”等參考主題。經綜合考量育人價值知識契合度、實踐可行性等維度，并結合2025年故宮博物院建院百年契機與文化遺產數字化政策導向，筆者最終選定“故宮數字化行動\"作為單元引領性主題。該主題可將抽象的編碼技術轉化為可觸摸的文化拯救行動，推動學生角色從“工具使用者”向“文化守護者”轉變，強化技術倫理與社會責任感。

2.多元化單元教學活動設計

多元化單元教學活動設計以達成單元教學目標為核心，圍繞單元主題，構建符合學生認知發展規律的梯度化情境任務體系與多樣化活動形態，通過激活課堂生態，有效提升學生的課堂參與度與思維活躍度。GAI為多模態、多元化單元教學活動的構建，提供了技術賦能與創新支撐。

在“數據編碼”單元中，在確定“故宮數字化行動”為單元引領性主題后，筆者依托DeepSeek對單元核心知識結構進行規劃設計，將“文本數據編碼一圖像數據編碼一聲音數據編碼”三層知識結構轉化為“故宮古籍數字化—故宮古畫數字化一故宮古樂數字化”的分課時情境任務群。其中，第一課時以“故宮古籍數字化”為分課時情境主題，教學活動設計如圖1所示。

3.沉浸式單元教學資源開發

（1）情境化數字孿生：AI重構文化驅動的認知場景

基于GAI技術生成系列情境化視頻資源，包括“文淵閣密檔密文求助”“數字人古籍困局求助”“《永樂大典》生僻字編碼遇阻”“《石渠寶笈》展館亂碼”等動態場景。學生通過沉浸式情境，置身“故宮古籍數字化行動”的真實編碼沖突中，直觀感知ASCII碼、國標碼、統一碼的技術演進邏輯，將抽象的“編碼規則”轉化為具象的“文

表1

化拯救”行動，激活技術探究與文化傳承的雙重動力，構建“技術邏輯+文化價值”雙驅動認知路徑

（2）游戲化交互工具：可視化操作解構編碼原理

依托DeepSeek開發了“永樂大典\"漢字沙盤交互游戲（HTML網頁版），將國標碼的“區位碼”設計轉化為可視化坐標操作（如圖2）。學生通過拖拽漢字至“區號—位號”對應棋盤格，在游戲化交互中具象化理解“先分區定位，再轉化得碼”的編碼邏輯。該資源支持課堂現場交互，既能幫助學生深化編碼原理認知，又能激活課堂互動氛圍。

4.探究式單元教學課堂實施

在單元教學課堂實施過程中，GAI作為“智能腳手架”和“人機協作伙伴”，可輔助教師開展探究式教學活動，使探究式學習過程更高效、深入和個性化，促進學生深度理解與核心素養的協同發展。在第一課時中，為幫助學生深入理解幾種編碼方式，筆者預置了“智譜清言”教學智能體與“問小白”大模型，設計了“AI啟智”“AI啟悟”“AI啟思”等開放性探究活動（如表2），實現智能工具與教學過程的深度耦合。

5.情境化單元教學評價設計

在單元教學評價方面，GAI可輔助教師構建情境貫穿、形式多樣、目標導向的評價體系，實現評價的情境化、精準化和個性化。例如，在第一課時中，GAI緊扣“故宮古籍數字化”情境，生成情境化知識評價練習：“當使用ASCII碼來記錄‘胤稹'時，只能記錄為‘YinZhen'，這主要體現了ASCII碼的什么局限？（A.字符集太小B.無法區分大小寫C.只能處理英文D.編碼規則太復雜）”該題目通過故宮古籍數字化真實場景，考查學生對ASCII碼局限性的理解，激活學生關于不同編碼方案字符集特點認知。

同時，GAI還支持構建結構化、可操作的評價量規。教師只需要輸人單元目標、核心素養要求、關鍵任務描述或期望的評估維度等，GAI即可快速生成結構清晰、描述性語言豐富的評價量規，并根據單元的具體情境和任務類型，為量規中的通用指標生成具體、可觀測的行為描述或情境化示例，可用于單元成果學生作品的評價、單元活動過程性評價等，為促進學生深度學習和核心素養發展提供強大支撐。

結語

生成式人工智能應用于高中信息技術單元教學的實踐，展現了其在主題設計、活動創設、資源開發、課堂實施與教學評價等方面的獨特價值，為破解單元教學設計與實施難題提供了關鍵路徑。相信隨著生成式人工智能技術的不斷發展與完善，其在高中信息技術教學中的應用前景將更加廣闊。

參考文獻：

[1]謝福霞．“沉浸式”設計，讓項目式學習趣發生——以探索“信息系統安全”單元主題為例[J].中國信息技術教育，2025（09）.72-74.

[2]莊小云.指向深度學習的高中信息技術單元教學設計——以《數據與計算》“認識學情數據，助力數字化學習”單元為例[J]教育信息技術，2023（03）.23-26.e

本文系廣東省中小學教師培訓中心專項科研項目課題“生成式人工智能促進教師教學應用變革的研究”（立項編號：GDSP-2024-Q01）、廣東省教育科學規劃2025年度中小學教師教育科研能力提升計劃項目“基于單元的教學設計與實施研究——以高中信息技術《數據與計算》為例”（課題立項號：2025YQJK1181）的研究成果。