摘要：当今智能时代，以AIGC生成式人工智能为代表的人工智能技术发展越来越迅速，在一定程度上加快了整个社会的数字化转型进程。在教育领域，生成式智能技术的应用将全面引发教育变革。在教育教学应用实践中，AIGC生成式人工智能技术主要体现出五个教学特性：个性化学习、自适应教育、跨界融合教育、虚拟实验和模拟和个性化评估和反馈。在此基础上的教育教学应用场景形成为线上学习自动课程、人工智能交互学习、多学科融合知识学习、实践活动辅助工具、教育城及评估反馈五大类，教学应用策略形成为生成个性化内容、自生成教学内容、虚拟导师和辅导、构建虚拟实验环境、提出有效教学评估。AIGC生成式人工智能技术会对未来教育发展起着积极的推动作用。

关键词：AIGC生成式人工智能技术；教学场景；教学特性

过去的几十年，人工智能技术逐渐成为社会各领域研究的热点之一，各种衍生技术层出不穷。AICG生成式人工智能技术作为其中之一，它可以利用机器学习技术让计算机自动生成不同的模态，比如文本、图片、语音、视频等高质量数据。在教育、医疗、艺术等领域AIGC成为目前最为火爆的智能应用技术，AI作画、AI写作等均体现了AIGC生成式人工智能技术在各个领域的广泛运用。在教育领域中，AICG生成式人工智能技术以其更加个性化、智能化、多元化和实践化的教学特点被广泛关注，AICG技术将改变未来教育形式，以人机交互学习方式替代传统教育方式，有效加强学生的个性化教育使学生获得更加个性、高效的学习体验，教师拥有更加效率、便捷的教学体验和更为丰富的教学资源。

一、AIGC生成式人工智能技术的认识与理解

（一）AIGC生成式人工智能技术的定义

生成式人工智能是基于算法、模型、规则自动化生成文本、图片、声音、视频、代码等多模态内容的技术[1]。其主要依托大语言模型对计算机进行强化训练，获得了类似人类的自然语言理解和生成能力。ChatGPT是目前最受瞩目的生成式人工智能应用之一，仅上线两个月其活跃用户就达到了1亿，成为史上增长最快的消费类应用之一[2]。ChatGPT的高速发展引发了教育领域的高度关注，关于这种技术对学习、工作和生活可能产生的改变被教育研究者、教育从业者、家长、学生所热议，生成式人工智能对教育的“冲击性”影响正在持续显现。而AIGC生成式人工智能技术的生成能力不仅局限于文本生成。未来教育中的教学设计、教学大纲、教学方案、教学材料等均可以运用AIGC生成，将极大地节省教育资源。

（二）AIGC生成式人工智能技术的技术基础

生成式人工智能涉及的技术应用广泛综合，对于文本生成而言，其主要依赖于两个重要技术即生成式预训练和提示学习。生成式预训练将自然语言文本序列转换为机器可理解的语义表示，在大量训练过程中，通过文本数据的预先训练，使得GPT可以生成流畅、合理、多样性的文本，提示学习则提供了通过自然语言描述对存储数据进行灵活读取的能力。这两种技术的结合，革新了人类对数据存储和读取的方式，也催生出了一种新的人机交互接口：自然语言接口。从计算平台角度看，生成式预训练技术成为新一代通用计算技术而被广泛应用；从计算力角度看，生成式计算是继云计算之后的又一种新的算力形式，将会像电、网络和云计算一样，成为人们生活中不可或缺的基础算力；从应用生态角度看，以ChatGPT为代表的生成式人工智能产品将成为互联网时代新的重要入口，而AIGC生成式人工智能技术的自然语言接口功能很容易建立一个具有超强包容性的生态系统；从人机交互角度看，以ChatGPT为代表的产品将成为人类大脑的延伸，提供更智能、高效、自然的与人交互的方式，同时还能通过工具的使用帮助人类更好地与世界互动。

（三）AIGC生成式人工智能技术的影响

生成式人工智能已然对当前社会各领域造成了巨大的影响和冲击。AIGC或将成为教育领域中的强大辅助工具，并为教育系统的现代化提供巨大的机会[3]。在教育领域中，生成式人工智能技术逐步成为中坚力量，其具备的教学特性可以辅助课堂的开展，有利于学习的进行，但是在目前的生成式人工智能技术应用的过程中，出现了个人信息泄露、虚假信息传播、网络数据安全缺失等问题，需及时进行整治。但就整体发展而言生成式人工智能的应用处于初期阶段，风险并没有完全暴露，应用前景难以估量，所以应当采取包容审慎的态度，即求发展也保安全，在创新的同时保证依法治理的推进，采取积极有效的方法鼓励生成式人工智能持续发展，关于生成式人工智能的管理办法也在持续推进，共同促进生成式人工智能健康发展和规范应用，保护公民网络安全。

二、AIGC生成式人工智能技术的教学特性分析

（一）个性化学习

传统课堂教学中，一位教师面对多个学生，无法全面的帮助所有学生进行学习规划，导致许多学生找不到适合自己的学习流程。而AIGC技术可以根据学生个人的学习情况和学习风格，生成个人独有的学习内容和学习材料，通过分析学生提交的数据，AIGC会设计出符合学生学习兴趣和学习需要的方案，在此基础上推荐合适的课程和资料，帮助学生更高效的提取有效知识点，提高学生学习效率，激发了学生的学习积极性。

（二）自适应教育

目前，班级教学过程中存在着教师与学生一对多的情况，在教学过程中，教师难以精准把握每一位学生的学习状态和学习进度。因此，班级中学生水平参差不齐，难以进行有效于所有学生的教学，而AIGC技术可以实现自适应学习，即根据每一位学生自身的学习能力和学习节奏，自动的调整学习内容和教学速度，并且根据数据中学生的学习表现和反馈，动态调整题目难度，确保学生以自身节奏学习，从而更好地理解和掌握学习内容。

（三）跨界融合教育

教学中学科融合意义重大，其中信息技术与教育深度融合在于提高教学质量，促进教育创新。自《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》《教育信息化“十三五”规划》发布以来，教育信息化工作坚持促进信息技术与教育教学深度融合的核心理念已经遍布教育领域[4]。AIGC技术不仅可将信息技术融入教育教学，而且也可以将不同学科和领域的知识融合在一起，生成跨学科的学习内容和教学方案，帮助学生全面理解和应用知识。

（四）虚拟实验和模拟

在如今的学习活动中，实践活动是其核心之一。实践可以帮助学生更加直观的接触知识，理解知识的来源，如医学生通过实践实验熟悉医学知识并运用到现实中，在资源不足的情况下，大多数的学生无法进行有效的实践活动，而AIGC技术可以自动生成虚拟实验和模拟环境，节省了大量教学资源，同时帮助学生更加安全、更加便捷地进行实验和实践，增强学生的实践能力和探究精神，促进社会发展进步。

（五）个性化评估和反馈

传统教育教学中，阶段评估和总结评估都是通过测试、提问得出的，对于学生个体全面的评价十分缺乏，教师对于学生无法提出公平客观的评价，而人工智能通过数据分析给出的评价客观全面。AIGC技术自动根据学生的学习表现和反馈，生成个性化的评估和反馈报告，帮助学生全面的了解自己的学习情况和进步空间，促进学生的自我反思和提升。同时，教师也可根据报告制定下一步的教学计划，学生家长也可以客观全面的了解孩子们的学习情况。

三、AIGC生成式人工智能技术的教学应用场景

（一）线上自适应学习课程

线上自适应学习课程指能够根据学习者的个性化特点收集、整理相关教学内容，生成有针对性的课程学习指导、学习资料和最终的考核试卷等[5]。基于生成式人工智能技术，线上自适应学习课程的应用场景主要有以下四种：第一、根据学生提供的水平、兴趣关键词生成相应符合课程；第二、收集整理直播教学过程中学生的学习情况即不熟练的知识点等，生成专属课后复习巩固试卷；第三、根据学生信息和教学大纲，生成个性化学习材料和学习内容，实时进行更新重做；第四、教师只要将自己的讲议通过系统提供的功能导入系统，AIGC将自动生成网上课程，极大的节省了学习者与教育工作者的时间。

（二）AI助教（人工智能交互学习）

人工智能与教育教学融合程度的不断深化，推动了以新型“双师”课堂为代表的人机协同课堂教学理论探索和实践创新。AI助教支持课堂教学的方式，主要包括以下三种：第一、以教学内容与教育资源的形式出现。通过多媒体智能组件辅助教学工作，开展机器人教育和学科教学；第二、作为教师教学评估工具，个性化规定学生的学习内容，开展针对性教学。AI机器人可作为智能辅助学习的系统，为学生提供个性化的学习方式；第三、以助教、教师或学习伙伴的角色参与课堂教学。虚拟教师、AI机器人与教师共同组织课堂教学，讲解关键知识，能对知识习得、思维发展等发挥促进作用[6]。

（三）多学科融合知识学习

多学科知识融合学习的不断推进，对于教师的要求也越来越高，AI相较于人类最大的优点就是记忆力和融合性，它可以承载无限的知识，从而更好的帮助人类进行学科融合，多学科融合知识应用场景主要有：艺术与科学的融合；数学与英语的融合；语文与历史的融合；文化和体育的融合；信息技术与其他学科的融合等，对于输入的多个知识内容，AIGC生成式人工智能技术可以得出两者乃至多者之间的异同并将几者结合讲解，节省了教育资源，有效帮助教师补充教学内容和教学资料，同时帮助同学融会贯通，巩固理解所学知识，在学生提出的问题中，AIGC生成式人工智能技术也可以从多个方面解决回答学生问题。

（四）实践活动辅助工具

实践活动在学习活动中至关重要，许多知识需要学生动手操作、身临其境才能掌握。教学资源不足导致学生无法进行实践活动，而AIGC生成式人工智能技术可以通过模拟环境为学生提供场景进行实践活动，具体有以下应用场景：医学环境仿真模拟教学在医学教育中是需要进行培训的一环。目前仿真模拟教学已经广泛的运用于各种临床技能培训中，生成式人工智能技术在医学教学中通过学习采用信息同步技术、虚拟仿真技术、3D视觉技术及智能评测技术，能够实时监测评估心肺复苏训练中按压深度、按压频率等问题并提供测评结果，同时可以设定客观量化的评价体系，记录并给出评价详情，有利于受训者发现问题并及时改进[7]。同样在其他职业教学中AIGC也将很好的辅助教学。

（五）教学成绩评估反馈

人工智能在教育评价中扮演的角色日益重要，其传统意义上单纯作为评价技术支撑的作用已逐步被打破。教学成绩评估应用场景中有以下四种：第一、生成式人工智能技术可以为教师的评估提供公平、客观的依据，在学生学习过程中实时追踪学习成果，分析学生学习过程中的发展变化，动态提供数据；第二、教师在教学中可以根据生成式人工智能提供的学生特征进行差异性教学，保证教学的公平性，帮助不同条件、不同水平的学生有效掌握学习内容；第三、学生还能以学习共同体为基础，通过在线评论、同伴互评、合作注释等方式在虚拟学习社区进行交流与学习，创设学生研修模式[8]。

四、AIGC生成式人工智能技术的教学应用策略

（一）生成个性化内容，激发学生学习兴趣

生成式人工智能的研究中，个性化学习这一领域对于实施“因材施教”、基础教育“双减”等具有重要作用[9]。在当前的课堂教学中，教师容易忽视学生的多样性，生成式人工智能能够克服这一难点，利用生成式技术为学生提供个性化的学习体验，根据他们的兴趣、学科需求和学习风格生成定制的学习路径和内容，帮助学生提高学习兴趣。

（二）自生成教学内容，补充课堂教学资源

生成式人工智能在教学资源的提供上具有多样性，能够帮助教师完善教学资源的缺失与不足。教师作为课堂中一对多的输出方精力有限，无法兼顾所有资源的运用情况。因此，可以利用生成式人工智能技术自动生成学习材料，如文章、教材、练习题等，帮助生成课堂的教学资源。有助于减轻教师的工作负担，并支持学生学习。

（三）设立虚拟导师和辅导，减轻教师负担

生成式人工智能的出现扮演了教师的“益友”的角色，使得教师能够从繁杂的笼统问题中抽身，促使其启迪智慧，开拓知识面[10]。虚拟导师的及时性与准确性能补足学生的知识遗漏与教师的教学负担，并且利用生成式技术创建虚拟导师，能够模拟与学生的对话、提供解释和答疑。这有助于拓展学生的学科知识和解决问题的能力。

（四）构建虚拟实验环境，便于学生直观学习

生成式人工智能独有的自主生成能力能够帮助建立虚拟现实，有利于学生更为直观地学习。虚拟实验室搭配生成式人工智能技术将提供一个实时的学习场所辅助学生学习，如利用生成式技术创建虚拟实验和模拟环境，能够直接掌握需要实操的知识，帮助学生积累经验，提高阅历。特别是在科学和工程领域，这使学生能够在安全的环境中进行实验，并增强他们的实际操作经验。

（五）实时跟踪监测学习，进行有效的教学评估

生成式人工智能在教学评价中具有实时性、公平性的特点，在教学过程中，教师可据AIGC的反应及时了解学生掌握情况，此外，生成式人工智能可以自动评估大量的学生作业和答案，减轻教师的工作负担。此种评估不仅高效，还能为学生提供及时的反馈，促进他们在学习过程中的持续改进。

五、结语

AIGC生成式人工智能技术将会在改变教育的未来实践形式、机制和内容，从而为学生提供更加个性化、智能化、高效的学习环境，为教育机构和教育者提供更加精准、全面的教学决策。

此外，AIGC生成式人工智能技术还可以为教育带来更加丰富多彩的教学形式。AIGC人工智能技术可以实现人机交互学习，如AI助教、模拟实践实验、多学科融合知识学习等，这样的学习环境和学习资源可以让学生更加主动积极地参与到学习过程中，提高学习的趣味性和吸引力。并且，AIGC生成式人工智能技术将会改变传统教学评价方式，会以更加客观公平的数据分析来进行教学反馈。AIGC人工智能技术将会带来教育教学的智能化、个性化、多元化和高效化等全方位变革，将为未来教育带来更大的发展空间和发展机遇。

参考文献：

[1]国家互联网信息办公室.生成式人工智能服务管理办法（征求意见稿）EB/OL].（2018-04-11）[2023-04-25].http：//www.cac.gov.cn/2023-04/11/c_1682854275475410.htm.

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