摘要：人工智能技术正逐步渗透到基础教育各个领域当中，为传统的学科教学改革创造了新的契机。高中通用技术学科注重实践性、创新性，人工智能的融入能大幅度提高高中通用技术学科的教学深度和广度。创建“智”趣课堂，借助人工智能的模拟、分析、生成能力，改进技术设计和实践环节，把抽象的技术概念变成可以看见摸到的，把繁杂的设计流程变成数据。这既有利于学生加深对技术性质的认识，又能激发学生在设计过程中进行探究，开拓解决实际问题的新思路，为培养面向未来社会的复合型技术人才打下基础。

关键词：高中通用技术；人工智能；教学创新；设计实践；“智”趣课堂

高中通用技术课要提高学生的技素质动手能力，关键在“设计”“实践”。但是，在实际的教学过程中，由于课时、工具以及评价方式的限制，学生的学习过程往往是对既定流程的机械模仿，而没有深入到对技术背后原理的探究以及对创新设计的自主探究中。创设教学情境比较单一。人工智能技术加入之后，凭借强大的信息处理、模式识别、智能交互特性，给通用技术教学开辟了新途径。探索人工智能怎样创设更智能、更有趣的教学环境，赋能学生的設計实践，是当下通用技术教学发展的一个重要课题。

一、AI 重构通用技术认知情境

通用技术教学的首要环节就是让学生理解技术的本质。在人教版高一通用技术必修“技术与设计 1”第一章“技术及其性质”的教学中，传统的教学方式多采用图文讲授，学生对“技术的体系结构”或“技术的产生和发展”等内容感知比较平面。人工智能技术可以创设动态的、可交互的学习情境。例如，用知识图谱动态展示技术发展脉络，或者用虚拟现实模拟不同技术（水坝、桥梁）在不同的自然环境（3.2技术与自然）下运行的状态。这样“智”趣兼有的形式，让学生可以形象地体会到技术和社会（3.3 技术与社会）之间的复杂联系，由被动接受知识转变为主动构建自己对于技术世界的想法[1]。

二、AI 辅助设计流程深度实践

技术设计的全过程是通用技术课程的实践核心。人工智能工具的加入，使学生的設計實踐不再是一條孤立的線性過程，而是一個被智能輔助著再循環的迭代過程。

（一）智能工具拓展方案构思

在“技术与设计 1”的第二章“技术设计及表达”中，“构思设计方案”（1.2）是关键一步。传统的教学方式是以手绘草图为主，不利于学生的發展。人工智能生成技术（AIGC）可以充当“创意催化剂”的角色。当学生用“校园废弃物智能分类箱”作方案设计的时候，只需要输入初步的设计草图或者重要说明，人工智能工具就可以在短时间内产生数十种风格各异、构造不同的视觉方案。即时的、多样的反馈极大地拓宽了学生创意思维的边界，使学生能快速比较出各种方案的好坏，提高了构思阶段的效率和质量。

（二）虚拟仿真优化原型迭代

“制作原型或模型”（1.4）“设计优化”（2.3）是对设计的方案可行性的检验。物理原型制作周期长、耗材多，不能做多变量测试。人工智能驱动的仿真软件为此提供了解决方案。学生在设计一个简易承重结构（塔吊模型）的时候，可以在虚拟环境中创建其数字模型，设置不同的材料参数（木条、塑料、金属）或者结构节点。人工智能仿真系统能够对不同载荷（10N，20N 等）的应力分布情况进行模拟，并且可以即时反馈出结构的薄弱环节。学生由此在虚拟环境中不断修改设计，直至达到优化的目的，实现了低成本、高效率的迭代优化[2]。

（三）AI 驱动设计分析评价

学生根据设计原则（2.1）对方案进行评价的环节为“设计分析”（2.2）。人工智能的数据分析能力可以给评价提供客观依据。利用含有评价模型的人机工学、经济性、可持续性等各方面，人工智能系统可以对学生的方案（图纸、三维模型等）进行多方面解析。系统可以自动检测出设计中不符合人体工程学尺寸的参数，也可以对材料的选择是否符合绿色设计原则进行评价。即时的、以数据为基础的分析反馈，使设计分析不再停留在主观感知的层次上，促使学生做更加深入的理性思考。

三、AI 培育学生技术创新素养

人工智能加持的“智”趣课堂，它的终极指向不是停留在工具使用这一层次上，而是对学生高阶思维和创新素养的培养。

（一）AI 驱动探究性学习模式

人工智能平台可以汇聚大量的真实世界数据，给学生营造出复杂的探究性问题情境。联系第一章“技术的应用”，在教学过程中设置“城市老旧小区微更新”等开放式设计课题。人工智能系统给出该小区的环境数据，居民需求等背景资料，引领学生小组用人工智能工具开展数据分析，需求挖掘工作。学生在解决真实、复杂问题的时候，利用已学的设计流程，自主探究解决办法，从而提高综合运用技术解决实际问题的能力[3]。

（二）AI 赋能个性化设计辅导

通用技术实践具有很强的个体差异性。人工智能系统可以借助伴随式学习分析来追踪每一个学生从 1.1 发现并明确问题到 1.5 编写设计说明的进程以及所遇到的困难之处。学生停留在某个环节（如“表达设计意图”1.3）或者偏离了方向的时候，人工智能助教可以主动推送相关的学习资料或者启发式问题，而不是直接给出答案。这种非侵入式的个性化辅导既保留了学生的自主探索空间，又保证了学习的有效性。

四、结语

人工智能技术给高中通用技术学科教学创新提供前所未有的可能。“智”趣课堂的创建，关键不是用技术取代教师，而是一种新的教学协作生态的形成。人工智能成为认知工具、实践平台、辅导助手，深度嵌入到技术设计的全过程里。有利于把教学重点从知识的传递转移到素养的培养上，让学生在趣味性、挑战性并存的智能环境中，真正提高技术理解力、设计执行力和创新迁移力，实现学科育人价值的深化。

参考文献

[1] 许舟洋 . 基于高中新课程放革背景下的教学研究——人工智能高效融入高中通用技术课程策略 [J]. 内江科技 ,2025,46(2):76-77.

[2] 焦宁 . 生成式人工智能赋能高中通用技术跨学科教学实践探索——以“智能输液报警器的设计”为例 [J]. 中小学信息技术教育 ,2025,(8):48-50.

[3] 程齐苗 . 生成式人工智能赋能高中通用技术跨学科教研的实践路径——以“水质分析与净化系统设计”为例[J]. 中小学信息技术教育,2025,(8):42-44.