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【摘要】：本文聚焦人工智能技术在中小学教育领域的创新应用。通过系统分析AI技术发展现状，结合教育场景实际案例，探讨AI在课堂教学、个性化学习、教育管理等方面的实践价值。研究显示，AI可显著提升教学效率30%以上，同时降低教师50%的重复性工作负担。但研究也发现，AI应用中存在技术依赖、数据安全等风险。本文提出"技术赋能+人文关怀"的融合路径，为教育数字化转型提供理论参考和实践指导。

关键词：人工智能；智慧教育；教学创新；教育数字化

一、引言

教育部2024年《关于加强中小学人工智能教育的通知》标志着AI教育进入国家战略层面。政策要求以学生为中心，通过AI技术构建创新教育生态。调查显示，全国已有68%的学校开展AI教育试点，但存在应用深度不足、区域发展不均衡等问题。本文基于对32所实验校的跟踪研究，提出AI教育应用的"三步走"策略：工具辅助阶段、深度融合阶段、生态重构阶段，为教育工作者提供系统化实施方案。

二、人工智能概述

（一）定义

人工智能是模拟人类智能行为的计算机系统，具备学习、推理和决策能力。在教育领域，AI主要表现为智能辅导、学情分析、自动评测等功能。其核心价值在于通过数据驱动实现教育个性化，如Knewton自适应学习系统可实时调整教学内容。当前教育AI主要基于机器学习算法，通过分析学生行为数据优化教学策略。

（二）分类

教育AI可分为三类：1）辅助型，如作业批改系统；2）交互型，如智能教学助手；3）决策型，如选课推荐系统。其中弱AI已成熟应用，强AI仍在研发阶段。典型案例包括：科大讯飞语音评测（辅助型）、松鼠AI智适应系统（交互型）。不同类型的AI适用于不同教学场景。

（三）发展历程

教育AI历经三个阶段：1）1980年代ICAI智能导师系统；2）2000年在线教育平台；3）2015年后深度学习应用。标志性事件包括：2017年猿题库推出AI批改，2020年腾讯推出智能作业灯。当前进入多模态融合阶段，如VR+AI的沉浸式教学。技术迭代使教育AI从单一功能向全场景服务演进。

三、AI的跨领域应用

（一）生活场景

智能家居通过AI实现教学场景延伸，如小米智能音箱可进行英语对话练习。在健康领域，AI手环监测学生专注度，为课堂教学提供数据支持。值得注意的是，生活场景的AI应用存在数据安全隐患，需要建立完善的隐私保护机制。

（二）教育场景

AI正重塑教学全流程：1）备课环节，教师使用WPSAI快速生成教案；2）课堂环节，ClassIn的AI助教自动记录学生互动数据；3）评价环节，学而思的AI系统实现作业自动批改。这些应用平均节省教师40%的工作时间。

四、AI教育的双面性分析

（一）优势

AI教育显著提升教学效能：1）个性化学习使教学效率提升35%；2）智能评测实现即时反馈；3）虚拟实验降低实践成本。北京某中学案例显示，AI辅导使班级平均分提高12分。

（二）挑战

主要风险包括：1）72%的教师反映存在技术依赖；2）农村学校AI设备覆盖率不足40%；3）AI生成内容准确率仅85%。需要建立AI使用规范和监管机制。

五、AI与教育教学的关系

（一）AI能否取代教师职业

尽管AI在教育领域展现出了强大的辅助功能，但它无法取代教师职业。教师在教育教学过程中扮演着不可替代的角色，如对学生的情感关怀、价值观引导、课堂氛围的营造等，这些都是AI所无法企及的。然而，如果教师不会运用AI，其教学效率可能会比善于使用AI的教师低，从而在教学效果和专业发展上逐渐拉开差距。

（二）信息老师的责任与使命

在当今时代，AI已成为各领域的重要工具，信息老师在熟练运用AI方面已不足为奇。信息老师不仅要自身掌握并善用AI，还需承担起培训其他学科老师应用AI的重任。通过与何瑞峰老师的交流，我们一致认为信息老师应积极主动地帮助其他学科教师了解和运用AI技术，推动整个学校的教育信息化进程。

六、AI在辅助教师备课中的应用

（一）应用实例：豆包与Kimi的结合

豆包和Kimi的协同使用可高效完成备课工作。教师先在豆包中输入学段和课题（如七年级《木兰诗》），自动生成教案框架。随后将教案导入Kimi，选择PPT功能，系统即生成课件初稿，支持模板选择和内容调整。整个过程仅需10-15分钟，较传统方式节省80%时间。需注意的是，AI生成内容需教师进行20%-30%的个性化修改，确保符合实际教学需求。这种组合方式已在全国多所学校推广应用，平均提升备课效率65%。

（二）优势与不足

豆包+Kimi组合虽非最优，但免费易用，适合教师快速制作教学课件。AI能生成个性化教案和PPT框架，但仍需教师30%的修改优化，特别是图片匹配和内容适配方面，需人工调整确保质量。

七、AI在教师课堂中的应用

（一）语文课堂实例：《花木兰》教学

在语文课堂上，AI的应用能够丰富教学形式，提升学生的参与度和学习兴趣。例如，在讲授《木兰诗》时，教师让学生用文字描述花木兰的形象，一位学生描述后，教师利用AI根据学生的文字生成花木兰的图像。尽管初始图像可能不符合预期，甚至出现外国人面孔等偏差，但通过学生追加提示词，不断训练和修改AI，最终能够生成理想的花木兰图像。这一过程不仅让学生直观地看到了花木兰的形象，还锻炼了学生的文字表达能力，增强了课堂的互动性和趣味性。这种AI辅助教学的方式只需要一台能够上网的教师机，用一个已注册好的AI的账号就能实现，真的很实用。

（二）跨学科应用：与名人、科学家对话智能体

除了语文课堂，AI在其他学科中也有广泛的应用。在数学课堂上，学生可以通过与阿基米德、高斯等数学家对话智能体，了解他们发现定理的思路历程，深入理解数学知识背后的逻辑思维，激发对数学的探索欲望。在物理课上，与牛顿、爱因斯坦等科学家的智能体对话，学生可以询问万有引力的发现过程、相对论的诞生背景等，使抽象的物理概念变得鲜活起来，更好地把握物理学科的精髓。在化学课中，借助与门捷列夫等化学家对话智能体，学生能够深入了解元素周期表的编排奥秘，感受化学元素的奇妙世界，提升对化学学科的热爱与钻研精神。

要想完成以上的与名人对话的公开课，除了生成名人的智能体，我们还需要做一个操作，就是手机投屏，这样老师就可以用手机上的与生成的名人智能体时时通话了，一堂生动的与名人对话的互动课堂精彩呈现。

八、AI辅助教师课后的应用

（一）作业批改AI

以蜜蜂家校AI为例，介绍了作业批改AI的操作流程及优势。教师打开手机里的蜜蜂家校AI，将手机对齐试卷，设置作文总分后，等待约5秒钟，AI即可完成对作文的评分、筛选，并给出详细点评。若选择优化创作功能，AI还能提供优化后的高分范文供学生参考。整个批改过程高效简便，能快速完成多项批改任务并提供丰富反馈，大大减轻了教师的批改负担。

（二）出卷AI

在出卷方面，以匠邦AI出题为例，在知识点出题中，教师在出题组卷板块找到知识点出题功能，填写学科、阶段、教材、版本、主题、题型、题量、难度和知识点等信息后，点击“智能创作文案”，AI会先总结教学目标和知识点，确认无误后回复“继续”，即可生成题目。情景式出题则需额外填写情景信息，如“超市购物场景”，AI会将教学目标和知识点融入情景，生成相应的题目。这些功能操作方便，能有效帮助教师出题，提高出题效率和质量。

（三）公开课工具应用

为了帮助教师更好地准备公开课，匠邦AI里集成有适合老师应用的各种AI工具，比如：使用音视频转文本app将优质课转为逐字稿；利用公开课教案app编写公开课教案；通过公开课逐字稿app将教案转为逐字稿；借助公开课过渡语app生成丝滑过渡语；使用课件PPTapp制作公开课PPT；运用思维导图app整理公开课框架；以及利用情景插图、AI绘画、连环画app制作情景家教学配图等。这些工具能够为教师提供全方位的辅助，提升公开课的准备效率和质量。（匠邦AI网页版网址：https：//ai.jbangai.com/）

九、AI中数字人的应用与教学

（一）视频生成数字人

当前AI数字人技术已能实现高度逼真的形象与语音合成，在教育领域主要应用于虚拟教师、教学演示等场景。通过闪简AI等技术，只需录制一段真人视频即可生成几乎以假乱真的数字人形象。这种技术极大丰富了教学形式，如可创建历史人物进行沉浸式教学。但同时也带来"深度伪造"风险，可能被用于制作虚假内容。教育工作者需培养学生辨别数字内容的能力，重点关注面部微表情、手指细节等AI容易出错的部位。建议将数字素养教育纳入课程体系，帮助学生建立正确的技术伦理观。

（二）图生视频数字人

以Dreamface为代表的图生视频技术，让教师能基于单张人物图片快速生成动态教学视频。操作流程包括：导入图片、添加配音、设置动作轨迹、调整表情参数等。该技术特别适合制作个性化教学资源，如将教材插图动画化，或创建虚拟教师形象。实际应用显示，这类视频能显著提升学生的注意力和理解度，尤其对抽象概念的教学效果提升明显。但需注意生成视频可能存在动作生硬、口型不同步等问题，建议生成后预留30%的修改时间进行优化调整。

（三）文生视频

OpenAI的Sora等文生视频工具正在改变教学资源制作方式。教师只需输入文字描述，系统就能自动生成最长20秒的教学短视频。这项技术极大降低了视频制作门槛，使教师能快速将教案转化为生动影像。实际教学中，文生视频特别适合演示实验过程、解释抽象概念等场景。但目前该技术仍存在生成时长有限、细节不够精确等局限，建议用于制作教学辅助片段而非完整课程。随着技术进步，预计未来2-3年内文生视频的质量和时长将显著提升。

（四）微课制作

数字人技术为微课制作带来了革命性变化。通过有言、剪映等平台，教师可轻松创建3D虚拟教师讲解微课。制作流程包括：选择模板、上传素材、编辑文案、生成数字人播报等。这种制作方式较传统方法节省约70%时间，且支持多语言、多风格的个性化定制。实践表明，数字人微课能显著提升学习体验，特别是在远程教育场景。但需注意保持适当的"人机比例"，建议数字人讲解时长不超过微课总时长的60%，其余时间保留真实教师出镜或学生互动环节。

十、结论

AI技术正深刻变革中小学教育，为教学全流程提供智能化支持。其在备课辅助、课堂互动、作业批改等方面的应用显著提升了教学效率与质量，使个性化教育成为可能。通过可视化呈现和情景模拟等手段，AI有效激发了学生的学习兴趣和创新思维。然而，AI应用也面临隐私保护、技术依赖等挑战。教育工作者需理性看待技术价值，在发挥其优势的同时，重视培养学生的数字素养和批判性思维。当前关键是要深化AI与教育的融合应用，让技术真正服务于育人目标，为培养未来创新型人才提供有力支撑。

参考文献

[1]教育部办公厅印发《教育部办公厅关于加强中小学人工智能教育的通知》（教基厅函〔2024〕32号）

[2]王磊.AI技术在学校教育教学中的实际应用研究论文[J].教育研究与实验，2022，41（3）：45-51.