AI賦能學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力提升

【摘"要】AI技術(shù)的快速發(fā)展能推動學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，促使學(xué)生學(xué)習(xí)方式從“個體化”學(xué)習(xí)走向“個性化”學(xué)習(xí)，再走向“個性化-合作”學(xué)習(xí)。文章構(gòu)建了AI賦能的“個性化-合作”學(xué)習(xí)模型，并提出相關(guān)應(yīng)用策略，包括動態(tài)反饋“個性化-合作”學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、自主挑選“個性化-合作”學(xué)習(xí)伙伴、精準(zhǔn)適配“個性化-合作”學(xué)習(xí)過程、智能生成“個性化-合作”學(xué)習(xí)資料等，以促進(jìn)智能時代“個性化-合作”學(xué)習(xí)的實(shí)現(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】AI賦能；“個性化-合作”學(xué)習(xí)；AI-PCL模型

隨著數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展，人工智能極大地推動了教育變革，滿足了教育領(lǐng)域?qū)€性化學(xué)習(xí)日益增長的需求。它能依托訓(xùn)練好的多模態(tài)基礎(chǔ)大模型，根據(jù)用戶輸入的相關(guān)要求，生成具有邏輯性和連貫性的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)探究。本文以初中信息科技教學(xué)為例，探討學(xué)生如何借助智能對話、人機(jī)協(xié)同和智能分析等技術(shù)，自主提升學(xué)習(xí)能力，感受學(xué)習(xí)樂趣。

一、智能對話促進(jìn)自主探究

在教學(xué)初中信息科技《走進(jìn)人工智能》時，筆者從學(xué)生視角出發(fā)，引導(dǎo)他們借助AI開展自主體驗和探究活動。

首先，分析這節(jié)課的課程標(biāo)準(zhǔn)要求和重難點(diǎn)內(nèi)容，思考AI工具的應(yīng)用。課程標(biāo)準(zhǔn)要求，學(xué)生學(xué)習(xí)《走進(jìn)人工智能》后要掌握人工智能的主要術(shù)語，并通過生活中的應(yīng)用實(shí)例感受其對人類社會的深刻影響。本節(jié)課的學(xué)習(xí)重點(diǎn)是了解人工智能發(fā)展的三個階段及我國人工智能發(fā)展現(xiàn)狀，學(xué)習(xí)難點(diǎn)是通過親身體驗，理解人工智能的定義及其發(fā)展的意義。為了幫助學(xué)生初步認(rèn)識并感受人工智能的魅力，筆者決定借助AI平臺精準(zhǔn)識別學(xué)生的問題并提供定制化解答，根據(jù)學(xué)生的知識水平動態(tài)調(diào)整對話難度，引導(dǎo)學(xué)生與AI深入對話，探究問題。

其次，分析學(xué)生學(xué)情，為AI輔助的探究活動做準(zhǔn)備。本節(jié)課面向的是八年級學(xué)生，他們在七年級已學(xué)習(xí)計算機(jī)基礎(chǔ)知識和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能熟練操作計算機(jī)及辦公軟件，這為他們自主探究本課內(nèi)容奠定了基礎(chǔ)。然而，因為學(xué)生在認(rèn)知水平和分析能力上有一定的局限，所以教師需要輔助和引導(dǎo)。

最后，基于教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生學(xué)情及AI輔助學(xué)習(xí)的綜合分析，筆者設(shè)置了兩個學(xué)習(xí)任務(wù)：一是通過與AI對話發(fā)布指令，采用自選方式學(xué)習(xí)“人工智能及其相關(guān)術(shù)語”并“了解我國人工智能的發(fā)展”，同時參與AI設(shè)置的各種形式的知識闖關(guān)練習(xí)；二是通過與AI辯論，引導(dǎo)學(xué)生探究人工智能發(fā)展中的問題，并辯證地認(rèn)識其對人類社會發(fā)展帶來的影響。

對于第一個任務(wù)，有的學(xué)生借助與AI對話，采用觀看人工智能視頻的方式了解其發(fā)展歷史，隨后參與對答闖關(guān)練習(xí)；有的學(xué)生借助漫畫作品學(xué)習(xí)人工智能及其術(shù)語，選擇以搶答方式完成闖關(guān)練習(xí)。對于第二個任務(wù)，筆者設(shè)計了“人工智能的利與弊”主題辯論活動，讓學(xué)生與智能助手“文心一言”進(jìn)行一對一辯論。學(xué)生先在“文心一言”上發(fā)布任務(wù)指令“我們將與你辯論，辯論主題是‘人工智能的利與弊’，你是正方代表，每次發(fā)言不超過100字，請你開始發(fā)言”。接著，雙方開始辯論?！拔男囊谎浴卑l(fā)言：“AI正以驚人的速度發(fā)展，它能幫助人類提高生產(chǎn)效率、降低成本，給人們的生活帶來便利。AI替代人類是不可阻擋的趨勢。”學(xué)生說：“AI的快速發(fā)展導(dǎo)致失業(yè)人數(shù)增多，它還可能破壞社會穩(wěn)定，甚至可能威脅到人類的生存?！薄拔男囊谎浴被貞?yīng)：“更多職業(yè)被AI取代是不可阻擋的趨勢，人類應(yīng)正視并積極應(yīng)對AI，不能一味否定它?！边@名學(xué)生立即反駁：“AI只是人類創(chuàng)造的工具，不應(yīng)被賦予過高的期望?！鞭q論中，AI助手提供即時的反饋和建議，如針對全面否定人工智能的學(xué)生引入人工智能助力人類社會發(fā)展的視頻資料，引導(dǎo)他全面認(rèn)識人工智能的作用。這種人機(jī)對話模式對學(xué)生主動進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)具有較強(qiáng)的促進(jìn)作用。

二、人機(jī)協(xié)同助力創(chuàng)意表達(dá)

人機(jī)協(xié)同學(xué)習(xí)是結(jié)合人類的學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新思維和情感理解與人工智能的數(shù)據(jù)處理能力、計算速度和實(shí)時響應(yīng)能力等，人與機(jī)器共同完成學(xué)習(xí)任務(wù)的學(xué)習(xí)模式。在此模式下，人工智能超越了傳統(tǒng)輔助工具的角色，成為學(xué)習(xí)活動的積極助力者，幫助學(xué)生創(chuàng)意表達(dá)自己的想法，如轉(zhuǎn)換文字為音視頻、根據(jù)表述生成文本圖像、根據(jù)要求創(chuàng)作項目作品等。

在教學(xué)“人工智能的應(yīng)用”時，為了讓學(xué)生達(dá)成“通過學(xué)習(xí)人工智能應(yīng)用，能正確認(rèn)識人工智能對社會的影響，并合理使用人工智能解決生活中、學(xué)習(xí)中的問題”目標(biāo)要求，筆者構(gòu)建了“千年商港”項目任務(wù)，要求學(xué)生借助智能工具再現(xiàn)宋元古港的繁榮景象。學(xué)生先借助人工智能平臺準(zhǔn)備資料：一是搜索并觀看現(xiàn)存的朔門古港遺址視頻，感受千年前溫州港的盛況；二是搜索相關(guān)文字資料、圖片資料，借助智能工具提煉地域特色文化，尋找設(shè)計靈感；三是從資料中提取設(shè)計關(guān)鍵詞，要求智能工具根據(jù)這些關(guān)鍵詞輸出相關(guān)文字描述，生成設(shè)計參考方案。接著，在人工智能的輔助下，學(xué)生以自己擅長的方式設(shè)計創(chuàng)意表達(dá)作品：喜歡手工的學(xué)生以細(xì)紋刻紙為表現(xiàn)手法，融合商船、甌窯瓷器、海水紋、祥云等元素，結(jié)合在智能平臺中搜集的港口詩文，創(chuàng)作出紙上作品“穿越千年的航行”，展現(xiàn)千年商港的東方韻味；喜歡繪畫的學(xué)生通過騰訊智影的人工智能繪畫功能，在寫實(shí)與寫意之間自由切換，精心構(gòu)想千年商港的繁榮景象，勾勒大江、大河、大船的宏闊場景；喜歡剪輯的學(xué)生積極搜集素材，借助“文心一言”智能生成視頻文案，并利用剪映軟件制作解說詞與配音；喜歡漫畫設(shè)計的學(xué)生化身商港設(shè)計師，運(yùn)用人工智能繪畫或動畫制作技術(shù)描繪并展示他們心中的千年商港連環(huán)漫畫；喜歡文學(xué)的學(xué)生通過大數(shù)據(jù)搜索商港資料，以指令引導(dǎo)人工智能工具講述虛擬人物在商港的傳奇故事，生動再現(xiàn)其歷史風(fēng)貌。

這次人機(jī)協(xié)同完成項目任務(wù)不僅提升了學(xué)生的協(xié)作能力，讓他們體會到借助AI創(chuàng)作的樂趣，還讓他們在實(shí)踐中掌握了運(yùn)用人工智能技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)意表達(dá)的方法，在應(yīng)對實(shí)際問題的挑戰(zhàn)中逐漸發(fā)展了創(chuàng)新思維。

三、服務(wù)模型促進(jìn)個性化學(xué)習(xí)

生成式人工智能憑借強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理與分析能力使教師能夠靈活地將現(xiàn)有的大語言模型，如豆包、Kimi等智能助手，融入日常教學(xué)，服務(wù)于學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)。信息科技教師甚至可以憑借自身的專業(yè)技術(shù)優(yōu)勢自主構(gòu)建服務(wù)模型，為學(xué)生設(shè)計個性化學(xué)習(xí)方案，促進(jìn)他們自己發(fā)現(xiàn)和解決學(xué)習(xí)中的問題。

以初中信息科技《傳感器的應(yīng)用》為例。該課的教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生深入理解傳感器的類別、功能及其在現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用，學(xué)會根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的傳感器進(jìn)行編程實(shí)踐。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，筆者在課前利用XEduLLM工具和Coze平臺搭建了在線智能答疑平臺（即AI助手）和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。在編程實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生依據(jù)筆者提供的光線傳感器、LED燈和半成品代碼編寫程序，實(shí)現(xiàn)了通過環(huán)境光線值控制LED燈亮度的效果。編程過程中，AI助手即時提供詳盡的解答和編程建議，如解釋代碼、提供函數(shù)用法、檢查并修改程序中的錯誤等。學(xué)生在使用AI助手時，與大模型語言互動產(chǎn)生的問答數(shù)據(jù)被Gradio（Python庫）前端記錄。學(xué)生提交后的數(shù)據(jù)被傳輸至教師機(jī)（服務(wù)器），教師機(jī)累積數(shù)據(jù)并整理為csv文件，隨后將文件上傳至Coze平臺。筆者利用Coze平臺的數(shù)據(jù)分析功能，精準(zhǔn)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度與問題，并借助服務(wù)模型為每名學(xué)生提供個性化的學(xué)習(xí)方案和幫助。例如，針對學(xué)生A的傳感器配置難題，AI為其提供詳細(xì)指南和流程圖，并在關(guān)鍵點(diǎn)作演示視頻指導(dǎo)；針對學(xué)生B的編程邏輯錯誤問題，AI設(shè)計由簡單到復(fù)雜的練習(xí)并實(shí)時反饋，幫助其逐步建立邏輯思維；針對學(xué)生C在Python代碼中的語法疑問，AI助手提供相應(yīng)復(fù)習(xí)資料、在線測試及應(yīng)用視頻，幫助學(xué)生解決實(shí)際操作中的問題。學(xué)生的問題在機(jī)器模型和筆者的雙重關(guān)注下得到解決，其個性化學(xué)習(xí)需求得到充分尊重和滿足。

文字編輯"嚴(yán)芳