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基于生成式人工智能的智慧课堂教学实践与应用分析

——以信息技术类课程为例

彭雪
  
云亦媒体号
2025年126期
重庆经贸职业学院

生成式人工智能(GAI)正迅速成为智慧课堂教学的重要推动力,为教育模式的智能化和个性化发展提供了新的契机。本文探讨了 GAI 在智慧课堂中的应用,分析其在教学内容生成、个性化学习支持、课堂互动及智能评价方面的实践价值。研究表明,GAI 能够动态优化教学资源,提高师生互动效率,并通过自适应测评精准识别学生的学习需求,从而促进深度学习。然而,GAI 在教育领域的应用仍面临技术适配性、数据隐私及教师角色转变等挑战。为确保其有效性和公平性,需要构建安全的数据管理机制、优化 AI 生成内容的准确性,并提升教师的 AI 教学素养。

1. 生成式人工智能与智慧课堂的融合

1.1 生成式人工智能的基本概念与核心技术

生成式人工智能(Generative Artificial Intelligence, GAI)是一种能够基于大规模数据训练,自主生成新内容的人工智能技术。其核心依托于深度学习模型,尤其是基于 Transformer 结构的自回归模型,如 GPT(Generative Pre-trained Transformer)系列和 BERT(Bidirectional Encoder Representations from Transformers)等。GAI 通过学习大量文本、图像、音频和视频数据,实现多模态生成,在教育领域,其能够动态创建学习材料、优化师生交互,并提升教学的个性化水平。

在智慧课堂环境下,GAI 的核心技术包括自然语言处理(NLP)、计算机视觉(CV)和强化学习(RL)等。其中,NLP 赋能智能对话系统与自动批改功能,CV 促进智慧课堂的视觉互动,而 RL 则可用于优化教学内容推荐策略。这些技术的融合,为智慧课堂提供了高效、智能的教学支持,构建出更加灵活和精准的教育生态。

1.2 智慧课堂的概念与特征

智慧课堂是以信息技术为支撑、数据驱动教学决策的现代化教学模式。与传统课堂相比,智慧课堂强调智能化、个性化、交互式的教学体验,使师生能够通过技术增强学习效果。其主要特征包括:

智能化:运用 AI 技术实时分析学生的学习数据,实现教学内容的自动调整与智能推荐。

个性化:针对不同学生的学习需求,GAI 可生成适应性的学习路径,提高学习效果。

交互式:结合智能语音助手、AI 互动系统等,实现教师、学生与 AI 之间的高效交流。

智慧课堂的核心目标在于构建智能教学环境,使教学不再局限于固定的课程模式,而是借助数据分析、知识图谱与自适应学习系统,为学生提供更精准的教育资源。

1.3 GAI 与智慧课堂的协同作用

GAI 在智慧课堂中的应用主要体现在三个方面:

(1)动态学习资源的智能生成

GAI 可根据课程需求,自动生成多种形式的教学资源,如个性化课件、智能测验、学习笔记等。例如,在工程类课程中,GAI 可基于学生的学习历史与弱点,为其生成定制化案例分析,确保学习资源的针对性。

(2)个性化教学路径优化

传统教学模式难以兼顾每位学生的学习进度,而 GAI 通过自适应学习系统,可以实时调整教学策略。例如,在语言学习过程中,GAI 能根据学生的语音识别数据,动态调整听说训练任务,实现精准教学。

(3)自适应反馈与智慧评估

GAI 能够即时分析学生的作业与课堂表现,并提供智能批改和反馈。例如,在写作训练中,GAI 可根据语法、逻辑、语言流畅度等多维度评估学生的作文,并提供精准修改建议。这不仅降低了教师的工作负担,也让学生获得更加及时的反馈,提高学习效率。

2. 生成式人工智能在智慧课堂教学中的实践应用

2.1 教学内容生成与优化

生成式人工智能(GAI)能够深度参与教学内容的动态生成与优化,为智慧课堂提供高效、精准的教学资源。传统教学资源的开发周期较长,难以快速适应不同学习者的需求,而 GAI 依托大规模预训练模型,能够在短时间内生成符合特定课程要求的教学材料。例如,GAI 可自动生成个性化课件、试题库、知识摘要和可视化教学素材,使教学资源的更新更加灵活。此外,GAI 还能辅助教师优化教学大纲,将复杂概念转化为更易理解的内容,提高知识传递的效率。例如,在工程管理课程中,GAI 可根据实际案例自动生成案例分析,并结合数据可视化工具,使抽象概念具象化,提升学生的理解深度。

2.2 个性化学习支持

智慧课堂的核心目标之一是实现因材施教,而 GAI 通过自适应学习系统,能够基于学生的学习行为数据构建个性化学习路径。GAI 通过分析学生的学习记录、知识掌握情况和错误模式,为每位学生推荐个性化学习资源。例如,在语言学习课堂中,GAI 可根据学生的口语表达能力,实时调整练习内容,提供个性化的发音纠正和语法指导。此外,GAI 还能在数学、物理等学科中提供智能解题分析,针对学生易错题目自动生成详细解析,帮助其查缺补漏。

2.3 课堂互动与智慧评价

GAI 在课堂互动方面的应用,极大地提升了智慧课堂的交互性。例如,AI 驱动的智能问答系统可实时解析学生的提问,并提供精准解答,弥补传统课堂中因教师精力有限而导致的互动不足。在智慧课堂环境下,GAI 可作为“虚拟助教”,协助教师进行课堂管理,如自动记录课堂讨论要点、生成思维导图,并根据学生的提问动态调整教学策略。此外,在小组讨论环节,GAI 可提供实时语言分析,确保学生在表达观点时使用准确的专业术语,提高课堂互动的质量。

3.生成式人工智能赋能智慧课堂的挑战与应对策略

尽管生成式人工智能(GAI)在智慧课堂中展现出巨大的潜力,但其在教学适配性方面仍存在一定局限性。首先,GAI 生成的教学内容可能存在事实性错误、逻辑不严密或片面性的风险,影响教学质量。其次,由于 GAI 的训练数据具有一定的局限性,其在处理跨学科复杂知识时可能出现认知偏差。此外,GAI 在面对非结构化问题时,难以提供真正的创造性解决方案,而过度依赖 GAI 可能会削弱学生的批判性思维能力。

应对策略:为确保 GAI 在教学中的适配性,教师应对 AI 生成内容进行严格审查,建立人机协同的内容审核机制。同时,结合基于 AI 的多模态分析技术,优化 GAI 的内容生成能力,确保教学资源的准确性和完整性。此外,教育机构应推动 GAI 在教育领域的专属优化,训练更具针对性的教育大模型,以提升其教学适用性。

4. 结论(Conclusion)

生成式人工智能(GAI)作为人工智能技术的重要分支,正在深刻变革智慧课堂的教学模式。本文探讨了 GAI 在智慧课堂中的融合方式、实践应用以及其带来的机遇与挑战。研究表明,GAI 通过智能生成教学资源、个性化学习路径优化、自适应测评等手段,使智慧课堂的教学质量和学习效率得到了显著提升。其动态资源生成能力不仅缓解了教师备课压力,还能针对不同学生的学习进度进行精准教学。

参考文献:

[1]李二斌,徐定懿.生成式人工智能技术之于学术期刊高质量发展:介入现状与未来展望[J].中国数字出版,1-8.

[2]王星惠,胡蓉.地理教学视域下生成式人工智能提问模式探究——以“资源枯竭型城市的转型发展”为例[J].中学地理教学参考,2025,(07):51-54.

重庆经贸职业学院校级课题(课题名:智慧教育背景下信息技术类课程基于生成式人工智能的教学模式创新与实践探索,课题编号:JM2024070201)的研究成果

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