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基于生成式人工智能的师范生数字素养培养路径研究
摘要:随着生成式人工智能技术的飞速发展,其在教育领域的应用潜力日益凸显。本研究聚焦于生成式人工智能赋能师范生数字素养这一主题,深入探讨师范生在职前教育过程中数字素养的培养。旨在厘清生成式人工智能与师范生数字素养教育的关联性,进行原型设计与开发,推动实践模式创新,并为相关教育决策提供建议,助力师范生数字素养的提升,以适应数字化时代的教育发展需求。
关键词:生成式人工智能;师范生;数字素养
引言
日新月异的生成式人工智能(GenAI)技术正引发教育领域的深刻变革,教育活动的形态即将发生深刻改变,教育的理念甚至底层逻辑均面临重构。教育领域也在经历着数字化转型,对教师的数字素养提出了更高要求。师范生作为未来教师的储备力量,其数字素养的高低直接影响着未来教育的质量。诸多研究探讨了生成式人工智能在个性化教学、学生学习动机、教育评估和管理、以及智能化学习和在线教育中的应用与挑战。尤其是对自主学习的要求不断提升的高等教育阶段,ChatGPT在为大学生提供个性化学习支持上表现出巨大潜力和诸多可能性。GenAI 为未来教育带来颠覆性变革已然毋庸置疑,如自然语言处理领域的智能写作、图像生成领域的创意设计等,为师范生数字素养培养提供了新的契机和挑战。但 GenAI 如何真正的嵌入到师范生的学习环境中,为学生的自主学习提供实质性的支持,更高效地获取知识、拓展视野,适应未来数字化的教育教学工作仍是我们需要重点关注的问题。
一、生成式AI 的典型应用场景分析
(一)教学设计
在教学设计方面,生成式 AI 可以成为师范生的有力助手。它能够根据教学目标和要求,快速生成教学大纲和教学流程。当师范生面对一门新的课程时,利用生成式 AI 可以在短时间内获得多种不同的教学设计思路,为其提供丰富的参考。这些思路可能包含新颖的教学方法、独特的教学环节设置等,有助于师范生拓宽教学视野,设计出更具创新性和吸引力的教学方案。
(二)课堂管理
课堂管理是教育教学中的重要环节。生成式 AI 可以通过模拟与虚拟学生的对话场景,帮助师范生提前演练应对课堂突发情况。比如,模拟学生在课堂上的捣乱行为、提出的刁钻问题等,让师范生在虚拟环境中不断尝试不同的应对策略,从而提升他们在实际课堂中的管理能力和应变能力。
(三)教育评价
传统的教育评价方式往往耗费大量的时间和精力,且评价结果可能存在一定的主观性。生成式 AI 则可以实现智能作业批改反馈,它能够快速准确地对学生的作业进行批改,并给出详细的反馈。不仅提高了评价效率,还能保证评价的准确性和客观性,让师范生能够更及时地了解学生的学习情况,调整教学策略。
二、“ AI - enhanced 数字素养” 框架构建
(一)技术能力
掌握多模态资源创作技能,包括利用GAI 生成图文素材、教学案例、练习题、课件模板、视频及程序语言解析内容,实现教、学、评、辅全流程资源支持。这不仅能够丰富教学内容,还能节省师范生的时间和精力,让他们将更多的时间投入到教学研究和学生指导中。
(二)非技术能力
师范生需要认识到,生成式 AI 只是辅助工具,不能完全替代教师的作用。明确 AI 作为辅助工具的定位,发挥其快速生成资源、数据分析等优势,同时结合教师专业经验进行内容筛选与教学优化,实现“AI生成 + 教师决策”的协同模式,避免技术替代教师核心角色。
三、生成式AI 支持的师范生创新实践模式开发
(一)实训模块设计
AI 辅助教案设计:生成式人工智能拥有丰富的知识库,在单独知识点的讲解上更具优势;而课堂教学更具连贯性,教师需要更加流畅地将多个知识点串联,引导学生理解知识体系。在设计过程中,AI 可以提供丰富的教学内容和方法建议,师范生可以根据实际情况进行筛选和调整,使教案更加符合教学实际需求。GAI 在启发性内容生成、对话情境理解、序列任务执行和程序语言解析等方面凸显强大的能力,在教、学、评、辅等方面具有潜在的应用价值。教师可以根据教学主题、情境和自身需求,设计提示语,通过多轮人机对话生成和优化教学活动方案、作业方案、评价方案等,为教师提供教学思路,指导和优化教学设计。
智能作业批改反馈:利用生成式 AI 快速准确批改作业并给予针对性反馈,能够让师范生更及时地了解学生的学习情况。通过分析 AI 给出的反馈结果,师范生可以发现学生在学习过程中存在的问题,如知识点掌握不牢、解题思路错误等,从而有针对性地进行辅导和教学调整。
(二) AI 工具包开发
开发师范生 AI 工具包是降低技术应用门槛的重要举措。工具包包含开源 AI 工具、案例库、操作指南等。开源 AI 工具可以让师范生直接使用成熟的 AI 技术,无需进行复杂的编程和开发。案例库则为师范生提供了大量的实际应用案例,让他们可以借鉴他人的经验,快速掌握AI在教育中的应用方法。操作指南则详细介绍了工具的使用方法和注意事项,帮助师范生更好地使用AI 工具。
(三)资源生成
GAI 具有强大的多模态资源生成能力。GAl 能根据提示语生成图片、文本、视频、声音等多媒体素材,提高教师教学准备效率。如用文心一格优化或生成图片素材,用智谱清言生成绘本,用快手可灵大模型生成视频,用讯飞星火模型、WPS Al 等生成课件模板和教学大纲等,GAI的使用在一定程度上解放了教师劳动,减少了教学准备的精力和时间。
四、结论
本研究通过对生成式 AI 与师范生数字素养的关联性及创新实践模式的研究,构建了“AI - enhanced 数字素养”理论框架,通过实训场景、工具支持与资源生态,将抽象能力转化为教学实践,并开发了基于生成式 AI 的师范生创新实践模式及 AI 工具包。这些成果对师范生的培养和教育的数字化发展具有重要的推动作用。未来,将不断关注生成式 AI技术的发展动态,及时调整和优化创新实践模式和 AI 工具包,以更好地满足师范生的需求,促进教育教学质量的持续提升和教育信息化的深入发展。
参考文献
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课题号 CZKX2025096
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