人工智能融入教学 赋能教师精准施策

【摘要】运用大数据、AI算法等技术，可以实现对学生学习行为的精确分析和个性化教学内容的推送，从而提高教学效率和质量。本文基于国家、北京市关于人工智能教育的精神，依托朝阳区教委《朝阳区人工智能赋能教育高质量发展三年行动计划》，在落实培育人工智能教育应用场景方面做出一些尝试，特别介绍了学校在精准教学方面的潜力和实际成效。文章还讨论了AI在教师专业发展、学生个性化学习及智慧课堂建设中的应用实例，强调了智能技术对教育理念和教学方法的深刻影响。

【关键词】人工智能；精准施策；智慧课堂；数字化；应用场景

近年来，我国颁布系列政策积极推进人工智能教育发展。在我国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要中，“智能”“智慧”相关表述达到57处，人工智能也被列为数字经济七大重点产业之一。2022年版课程方案中明确提出开展智慧教学，推动人工智能等现代技术手段在教学过程中的合理应用。2024年1月5日，北京市教育数字化工作推进会指出，要筑牢教育数字化发展根基，找准符合自身发展需要的数字化“新赛道”，积极培育智慧校园新场景与新生态。同年5月14日，北京市朝阳区发布人工智能赋能教育高质量发展三年行动计划，主要围绕“减负、增效、提质”，以人工智能技术赋能教师、课堂、学生、学校和管理，实施“十项任务”，推进“十大教育应用场景”应用实践。基于以上背景，我们认为人工智能与教育深度融合势在必行。

我们同时认识到，人工智能作为现代科技的重要组成部分，虽然深刻影响和改变了教育领域的各个方面，然而，在推进学校数字化转型过程中，也面临诸多挑战：一是部分学生可能因为缺乏必要的设备或网络连接而无法充分享受数字化教育的便利，需要学校通过提供基础设施支持等方式缩小数字鸿沟；二是数字化转型对教师的能力提出了新要求，教师需要掌握数字化学习环境下的教学设计、数据分析等技能，以适应新的教学模式；三是数字化转型不仅仅是技术层面的变革，更是教育理念和模式的深层次转型。因此，如何平衡现有的教育内容、教学方式与AI技术结合的关系，实现教育的创新与发展，会是一个长期探索的过程。

基于以上思考，学校积极开展AI赋能教育教学的实践探索，致力于培育人工智能应用场景，努力构建一种全新的教育生态，培养具有创新精神的人。

AI赋能精准备课

教师数字化素养培养是教育数字化转型的关键软实力。学校开展“增强数字化意识、学习数字技术与技能”的专题培训，为教师在数字时代有效开展教育教学和持续发展创设条件。学校强化“数字化应用”的探索实践，鼓励教师将数字技术融入教学设计、环境创设以及学业评价中，优化教学流程，提升课堂活力，实现学生自主、探究、协作学习，同时要求教师关注数字技术对学生数字素养与身心健康的影响，以数字化赋能五育融合。下面以备课为例，介绍数字化技术融入教学的应用过程。

1.精准透视难点，助力学生深刻理解

根据教学目标和学情数据，教师与AI助手协同生成优质教学设计和教案。在AI的助力下，教师更精准地获得教学案例、教学活动和教学策略。尤其是当教师尝试新型教学模式时，AI可提供相关教学流程和备课策略，帮助教师更高效便捷地进行课堂设计。

例如，在《木兰诗》教学活动设计中，教师可利用不同的AI智能画图技术画出“木兰”的形象，然后问学生这些画像是否是自己心中的木兰，并说出理由。在人们的传统印象中，木兰是飒爽英姿的英雄，但本诗重在突出木兰的非英雄姿态——首先，木兰是女子，其次才是英雄。因此，教师可以借助智能画像，引导学生对木兰的形象进行主题探究，形成“木兰既有英雄气概，更具女儿情怀”的认知。再如，在一年级语文教学《悯农》过程中，教师充分利用AI和VR技术带领学生“穿越”到历史现场，让学生身临其境地感受历史文化的魅力。同时，教师也可借助人工智能技术，让学生与诗人李绅对话，身临其境，感受种粮的不容易。这些创新的教学手段不仅丰富了教学内容，也丰富了学生的学习体验。

2.精准洞悉重点，明晰备课方向

借助AI技术，教师在批改上一课学生作业及单元检测后进行扫描提交，AI会帮助教师提前分析学生对上一部分知识的总体掌握情况，以及需要关注的题目、知识点等，并能提供历史数据，方便教师对比。教师可直接根据统计数据对比情况进行讲评或及时调整教学策略。这样就有效改进了教师讲评学生作业的精准性和备课的针对性，避免了传统批改作业中容易出现的记忆片面、不准确等现象。

3.精准评估成效，及时优化备课策略

AI技术还能通过对备课成效的精准评估，实现备课策略的优化。以语文教学为例，语文教师尝试用AI批改作文，对作文进行多维度评估。维度包括审题是否准确、中心是否明确、内容是否具体、结构是否合理、描写是否生动、语言是否通顺六个方面（见图）。

例如，初一语文教师结合单元写作主题，融合生物学科作业“抓鼠妇”布置了一篇情境作文，让学生结合抓鼠的过程、对鼠妇的观察以及自己的心理活动，写一篇600字的作文。AI依据以上六个维度对学生的作文作了整体分析。六个作文维度中，如果“语言通顺”维度被标注上了“需关注”，就会为教师接下来的作文讲评和作文教学提供依据。

总结AI在批改作文中的应用价值，有以下几点。一是提高批阅效率。传统的作文批阅需要教师花费大量时间和精力，而AI批阅可以在短时间内对大量作文进行快速评估。二是提供客观评价。AI批阅不受主观因素影响，能够提供客观、一致的评价标准。三是促进个性化学习。基于个性化反馈，学生可以针对自己的问题进行有效的学习和改进。四是倡导人机结合批阅模式。学校将AI的高效性和教师的专业性相结合，创新作业批阅新模式。五是辅助教学决策。教师可以根据AI批阅的结果了解学生的整体写作水平和存在的共性问题，从而调整教学策略。

再以体育教学为例。体育课中，AI系统根据每位学生的平均心率、运动强度、运动密度、测试成绩等，自动生成课堂报告，对学生的课堂表现进行多维度分析。教师可基于后台数据分析，及时调整课堂教学内容，重整问题环节，进一步优化备课策略。

AI赋能精准教学

《北京市教育领域人工智能应用工作方案》提出，面向全市大中小学推广AI学伴和AI导学应用，将人工智能融入教学全场景。

1.人机互动，创设新型教学方式

以基于AI技术支持的写作教学为例。写作教学前，人工智能可以营造一种信息化学习环境，AI写作技术所生成的文章，给学生建立了写作的起点。学生阅读写作情境任务，在“关键词”框输入如“科学家故事”“自立自强”等关键词后，再结合自己已知的科学家如“邓稼先”，点击“确定”后就可以自动生成一篇文章。写作中，人工智能可以充分发挥教师的主导作用和学生的主体地位，如在修改过程中，学生利用AI智能问答助手实时解答自己的疑惑。当学生对AI智能问答助手给出的答案产生困惑时，教师可适时点拨。这样，既可以凸显“以教师为主导、以学生为主体”的教学理念，也是因材施教，帮助学生有针对性地提升，实现学生的个性化发展。写作后，人工智能可以构建以探究、合作为特征的新型学习方式。如结合统编版教材八年级（下）第六单元“学写故事”，参照课程标准，教师和学生可以讨论商定，给出科学家故事创编量表。借助AI智能批改助手，学生将自己的习作上传到系统中，系统根据评价量表作出判断，学生就可以清晰知晓自己的习作在哪方面存在优势或在哪方面存在不足。

同时，人工智能对促进教师课堂教学方式的转变也起到非常重要的作用，其虚拟现实技术可以为学生的学习情境提供全新的体验。例如，教师在教学五年级上册第13课《少年中国说（节选）》时，情境任务为“跨过时空隧道，与梁任公对话”。课上，学生通过闯关游戏获得对话资格，在情境中与“梁启超AI人工智能体”进行对话。学生能够通过高度沉浸式的虚拟实境体验，使语言能力在实际应用场景中得到训练和提升。这种交互式的学习模式不仅赋予了学生积极参与课堂活动的热情，还有效形成了活跃的互动式学习氛围。学生在交流中能够得到及时反馈，引发其不断思考，不仅提高了语言表达能力和批判性思维，还能够深刻体会爱国情怀，增强作为当代少年的自豪感和责任感。

2.实时监控，动态调整课堂节奏

借助人工智能技术，教师可实时监控、动态调整课堂节奏。以生物学科为例，为进一步提升教师的人工智能素养，生物学科开展了“我是小小营养师”项目式课堂活动。课前，先让学生完成针对不同人群的三餐食谱调查工作，教师可引导学生针对饮食方案的合理性进行主题探究。本课展示的内容属于该项目活动的第二环节：对调查得到的食谱进行分析、评价与改进。课堂上，教师指导各组学生在小程序的辅助下，对食物中营养素的种类与所提供的能量进行计算，结合被调查人群的特点，通过与AI对话获得改进建议，并运用均衡膳食的概念对三餐食谱作出相应调整。

在学习过程中，学生们对零碎事实记忆的任务减少了，运用概念进行创造性的评价与设计活动的比例增加了，很好地体现了项目活动设计与AI技术应用的适切性。

3.共享资源，有效拓展育人途径

学校利用“双师课堂”教学管理平台，由线上教师实施教学，负责专业教研、专业讲解，提供素质教育内容的丰富供给；线下带班教师负责课堂和活动的组织以及学习成果验收，极大地减轻了校内教师开展优质课后服务的难度和负担。

学校为每位学生提供专业的随材学具。通过随材学具的使用，学生可以跟随“双师”节奏，进行动手实践操作，增强课后服务课堂的参与度和体验感，更好地吸收知识。例如，在开展“航天探秘”课程中，学校为每位学生提供航天笔记样板、定制配套课程、互动贴纸、指示牌、翻折模切片纸等材料，让学生通过猜想、设计、整理等环节来积累航天知识，制作出属于自己的“航天笔记”，锻炼学生的科学思维，培养学生对航天科技的兴趣。

AI赋能精准辅导

学校利用人工智能技术，实现了对学生学习的针对性和精准性辅导。具体体现在布置个性化作业实现“精准学”、设置学习路径实现“专项练”、解决真实问题实现“深度研”等方面。

1.布置个性化作业实现“精准学”

一是智慧作业促进菜单式学习。自2023年11月起，学校开始逐步引入智慧作业精准教学系统，以解决教师作业负担重、作业设计效率不高的问题。学校借助科技手段辅助教师进行学情分析，实现对学生作业有针对性地分层布置，从而实现更加精准地教学，减轻学生作业负担。精准教学系统有几大特点，包括作业批改更具针对性、不改变学生作答习惯和教师批改习惯、数据可采集、学情可追踪以及题目存储、提取、复用、替换便捷等。

结合学生的日常作业数据，系统为每位学生生成了个性化学习手册，方便学生快速了解自己的学习情况和薄弱项。系统还为学生推荐了相应题目，方便学生快速、高效地进行复习。系统也促进了家校合作，帮助家长更好地了解孩子的学习情况。家长可以通过小程序查看孩子的作业完成、错题记录和测验成绩等情况。这样，家长不仅能更清楚地看到孩子在学习上的进步，还能了解孩子需要改进的地方，从而更有针对性地帮助孩子复习。

二是AI作业促进师生创新。在落实新课标的过程中，学校持续探索作业设计的实践性、综合性。教师在日常教学中注重挖掘资源，引导学生思考如何运用AI技术来解决真实问题。例如，语文教师在讲授《圆明园的毁灭》一课后布置了一项任务：学生化身被掠走的文物，以第一人称书写一封家书，请祖国妈妈救自己回家。教师指导学生通过智能平台上传书信，几天后就能收到回复。再如，英语教师在带领学生参观故宫博物院后布置了一项“英语小导游”的作业，学生需要结合自己的参观体验和搜集到的资料撰写导游词，并以多种形式进行介绍。有的学生就利用AI技术，将九龙壁的照片上传智慧终端，生成了九龙壁的英语介绍。在这个过程中，学生不断开发利用多种技术，信息素养和语言运用水平都得到了极大提升。

2.设置学习路径实现“专项练”

针对北京新中考体育的要求，学校把人工智能引入到乒乓球教学中。AI技术通过人脸识别监测学生身份，结合高速工业相机捕捉运动轨迹，为每位学生提供了详细的训练数据。这些数据不仅帮助教师实时调整教学方法，还通过精准的球速和落点分析，增强了学生训练的针对性和有效性。

同时，学校通过体育智能APP，开展体育家庭作业实践。体育教师利用人机结合的方式批改作业，不仅实现了过程性评价和终结性评价相结合，而且在体育作业监管方面也形成了家校联动，帮助学生在课后完成锻炼，促进他们健康成长。通过智能APP，体育教师可以轻松地布置、跟踪和评估学生的体育作业。同时，体育教师可以通过数据分析来调整教学策略，使教学更加凸显个性化和科学性。这种模式不仅解决了体育教师批改作业的不便，还提高了教学的精准度和效果。

新模式让体育作业变得有趣和吸引力十足，尤其是APP中的虚拟情景和互动游戏，让锻炼变得不再枯燥。学生更愿意在课后主动进行体育锻炼，因为他们能够清晰地看到自己的进步和成就。在运动过程中，学生还可以获得即时反馈和指导，便于及时调整动作，提高运动技能。

3.解决真实问题实现“深度研”

学校通过项目式学习、综合实践课程，指导学生深度学习，以培养学生的数字化素养、创新精神和实践能力，实现师生共同成长。

以“鼠标操作方式探究”为例：首先，学生针对“鼠标手”问题展开分析、比较，提出改进措施并进行实践；其次，学生通过学习、分析现有的鼠标结构、原理和操作方式，尝试创新一款穿戴式的鼠标（手套鼠标），把鼠标的芯片藏于手套芯的位置，按键与手套的手指结合采集信息后，利用蓝牙技术传送给计算机，实现鼠标功能；最后，不断尝试改进，形成最终方案。这种手套鼠标把手腕受力变成了手掌边支撑手心受力，使用更灵活、时尚、便捷，可以有效解决“鼠标手”问题。手套鼠标的改装设计，提高了学生发现问题和解决问题的能力。当然，在整个过程中，学生可能会尝试多次，但这恰恰激发了学生执意坚持、不认输的钻研精神，体验了创新的乐趣和艰辛。

总之，随着人工智能与教育的深度融合，学校深刻认识到，人工智能正在成为推动校园智能化发展的核心力量。面对未来，我们将采取更加包容的态度，主动适应时代变化，积极探索人工智能在智慧校园建设中的应用，以培养能够适应新时代挑战并面向未来的优秀建设者和接班人。

作者单位：北京市第八十中学管庄分校

编 辑：张晓震