運用生成式人工智能創新教學互動的策略

摘要： 教學互動對促進學生深度參與課堂并達成意義建構十分關鍵。當前，課堂上還存在教師忽視教學互動、互動設計能力不足、互動工具選擇受限、教學互動表現分析困難等問題。生成式人工智能的引入為設計和組織高質量教學互動提供了新路徑，如在師生互動方面，可輔助設計真實情境下的問題鏈和師生探討的主題；在生生互動方面，可輔助設計與組織小組協作活動；在學生與學習內容互動方面，能輔助文本閱讀與實作修改、制作多媒體教學課件和構建學生學習助手智能體。此外，生成式人工智能還能在課后輔助教師快速分析所執教課堂教學互動的表現情況。

關鍵詞：生成式人工智能；課堂教學互動；創新應用；高階思維；深度學習

課堂教學，本質上是師生互動的過程。有效的教學互動對于培養學生高階思維與關鍵能力至關重要。然而，由于教師忽視教學互動、互動設計能力不足、互動工具選擇受限、教學互動表現分析困難等原因，教師設計的互動環節和活動往往流于形式，不能有效激發學生深入參與其中并進行主動的意義建構。生成式人工智能的引入為設計和組織高質量教學互動提供了新路徑。它既可以作為教師的“外腦”，輔助設計有深度的互動內容，又可以作為學生的“學具”，輔助開展多種互動式學習活動。本文旨在闡述如何利用生成式人工智能有效輔助課堂教學互動，幫助教師設計與實施指向學生深度學習的教學互動，從而為學生提供更加高效、個性化的學習體驗。

一、課程改革視野下對教學互動的再認識

教育部《基礎教育課程教學改革深化行動方案》中明確提出要“注重啟發式、互動式、探究式教學，引導學生主動思考、積極提問、自主探究”^[1]。教學理念的落地往往需要通過一系列的情境、問題、任務和活動，體現在貫穿于課堂的一個個具體的教學互動中。因此，深入理解并有效運用課堂教學互動就顯得尤為重要。

（一）課堂教學互動的類型

基于不同視角和維度劃分的課堂教學互動類型有所差異。本研究以穆爾在1989年提出的三種教學交互類型理論為基礎展開。穆爾的“三種類型的交互”定義了教學情境中最關鍵的三個因素，即學生、教師與學習內容，并以學生為中心將教學交互分為學生與教師的交互、學生與學生的交互以及學生與學習內容的交互（如圖1）。

師生交互是教學中最基本的交互形式，課堂提問是其中常見的表現形式，如集中提問、個別提問。在課堂提問中，問題本身的設計很重要，問題解決的過程蘊含著知識建構、價值澄清、能力形成、品格養成的內在邏輯^[2]。除了提問的方式外，基于主題的共同探討也是師生開展深層次互動的方式。師生圍繞主題進行協商、對話，能激活學生思維，將學生思維發展引向深處。現代社會越來越強調培養學生的溝通協作能力和合作精神，生生互動在課堂教學中是十分必要的，課堂上學生之間適當的協作、討論交流等是常見的表現形式。學生與學習內容的互動是指學生通過學習資源來促進自己學習的過程，主要包括學生利用學習材料引發的自我對話過程、內部的認知和反思^[3]。傳統教學環境下，與學生互動的學習內容載體多為靜態的印刷材料，在數字化學習環境下，常常會有更豐富的動態交互形式，如數字學具等。毋庸置疑，無論是師生互動、生生互動還是學生與學習內容之間的互動，都需要教師精心設計，因此，教學互動的設計是教師備課中非常重要的一環。

（二）當前課堂教學互動存在的問題

當下，中小學課堂教學中教學互動的實施與指向深度學習的教學互動要求存在較大落差，主要表現在以下方面。一是部分課堂上“傳遞—接受”式教學依然比較普遍，教學中互動較少。二是一些課堂為了互動而互動，互動目標取向不清晰，沒有明確的教學意義。在師生互動方面，缺乏對學生高階思維的啟發與培養。例如，互動問題多為記憶等低階思維層次的問題，問題本身的設計缺乏高階思維取向。在生生互動方面，存在互動形式化問題，學生在互動中缺乏具身參與。例如，指向深度理解的小組互動活動，或游戲少或游戲內容僅僅激發了學生操作行為層面的活躍度。在學生與內容互動方面，多為看紙質內容、看演示型PPT，缺乏互動型數字化工具。在運用數字化工具時，教師更關注的是學生操作層面的主動參與，而非認知層面上的積極參與^[4]，無法促進學生的意義建構。三是受限于分析工具的可獲得性及便利性，教師無法快速有效地掌握與分析自己所執教課堂教學互動的表現，反思主要依賴主觀感受及經驗。

因此，教師需要在教學中設計一系列能夠促進學生主動參與，并有助于認知建構的情境、任務、游戲、活動等互動式課堂教學環節，來引導學生深度參與課堂，啟發學生對教學內容本身的深度理解與認知，達成意義建構。

二、運用生成式人工智能創新教學互動的策略

生成式人工智能利用復雜的算法、模型和規則，從大規模數據集中學習生成新的內容，包括文本、圖片、聲音、視頻、PPT、代碼等。各種生成式人工智能工具進入教育領域成為教師動態生成教學設計、組織教學實踐、開展教學反思的利器。在課堂教學互動方面，生成式人工智能工具可以幫助教師設計并組織師生互動、生生互動、學生與學習內容互動，還能輔助教師快速有效地分析課堂教學互動的表現情況，如圖2所示。

（一）助力師生互動的設計與組織

課堂提問和主題探討是常見的師生互動表現形式，其中問題和主題的設計十分關鍵。生成式人工智能工具可以幫助教師設計高階思維取向的互動問題及探討主題。

1.輔助設計真實情境下的問題與問題鏈

以問題解決的方式推進課堂教學進程，可以更好地發揮課堂教學培育學生核心素養的作用。指向學生核心素養培育的教學，要把握知識本質、關注學科特質、創設符合學情的教學情境。教師可以輸入適當的提示詞，讓生成式人工智能工具設計貼合學生經歷、經驗的真實情境，并生成一組彼此關聯且邏輯有序的問題鏈，用于引導學生解決真實情境中的核心問題，從而幫助學生在問題探究過程中積極開展個體意義建構，形成可外化的認知結果。以小學四年級數學三角形學習主題為例，教師使用Kimi輔助設計指向學生數學學科核心素養發展的真實情境和問題鏈，提示詞中描述了教師角色、學段、學科、學習主題、學情、具體的任務要求以及響應格式。Kimi生成了在校園美化活動中邀請四年級學生參與設計三角形主題花園裝飾方案的真實情境，并基于情境設計了1個核心問題、3個主干問題和7個子問題。教師可通過與大模型進一步對話，修改具體問題的設計，或自行對生成內容進行二次加工，使之更加匹配教學需求。

2.輔助設計師生探討的主題

主題探討是以主題的方式，通過師生協商、對話，開展深層次教學互動^[5]。相較于課堂提問，主題探討更注重學生對某一主題或問題的深入理解和分析。通過討論和交流，學生能夠逐漸形成批判性思維、創新能力和合作精神。探討過程旨在讓學生主動思考、積極參與，形成自己的觀點和見解。以初中歷史學科為例，教師使用文心一言工具輔助設計探討主題，并通過三輪對話形成了較為滿意的探討主題。第一輪對話中，教師使用如下提示詞：“請作為一名資深教師，為中學歷史課中‘辛丑條約’這一知識點想5個發人深省的課題探討主題”。大模型給出了“歷史背景與成因分析”“條約內容與影響”“民族情感與國家意識”“歷史反思與國際關系”“中國與世界的互動”五個主題方向，并給出了每個方向的引導內容。第二輪對話中教師追問：“請把最后一個討論主題再詳細補充一下。”接著，大模型進一步從政治、經濟、文化多個角度對中國與世界的互動歷程進行了分析，分析內容主要是觀點闡述。教師在第三輪對話中進一步引導大模型“設計用于引導的討論問題”。此時，大模型將前面陳述的具體觀點轉化為一個個能夠啟發學生深入思考和討論的問題，生成的內容更加符合教學中師生開展主題探討的真實場景。

（二）助力生生互動的設計與組織

生成式人工智能助力生生互動的設計與組織，主要表現在課前用生成式人工智能工具輔助設計生生互動的學習活動，課中用生成式人工智能工具組織開展生生互動的學習活動兩個方面。

1.課前：輔助設計生生互動的學習活動

給大模型定義一系列任務（包括角色、背景、簡介、技能、目標、約束條件、響應格式、工作流程、初始化等內容）讓它去完成，是使用大模型的方法之一。對于大多數教師而言，從零開始完成這一系列任務定義有一定難度。為使任務的設計更加科學有效，教師可以先使用提示詞設計工具（如Kimi+的提示詞設計專家）幫助自己生成提示詞框架初稿，再對其進行精細化修改和優化，最后輸入大模型，讓它根據提示詞框架構建目標角色，當其完成初始化后即可進行對話。這種方式降低了教師直接編寫系列任務的技術難度，減少了工作量，提高了工具使用效率。以小學數學三年級分數學習為例，教師請訓練好的“中小學數學互動式教學設計專家”來設計小組協作的分數互動游戲，大模型生成了“分數尋寶”的小組互動游戲，并給出活動所需材料、步驟說明、預期學習成果、評估方法、后續活動等內容，讓學生在小組合作完成游戲的過程中理解分數的概念和大小比較。

2.課中：組織開展生生互動的學習活動

在教師的指導下，學生可以使用生成式人工智能工具開展學習。在生生互動的學習活動中，教師指導學生分小組與大模型對話，對大模型生成內容進行學習和批判性思考，以發展學生的批判性思維、創新性思維等高階思維。考慮到不同年齡段學生的身心發展特點，生成式人工智能工具需要在適合的年齡段使用。聯合國教科文組織發布的《教育與研究領域生成式人工智能指南》建議，將使用生成式人工智能工具的年齡門檻設置為13歲^[6]。本文默認討論年滿13歲的學生使用生成式人工智能工具的場景。在指導學生使用生成式人工智能工具時，教師需要做好充分的準備，如提示詞的設計、工具使用賬號等。具有一定技術能力的教師可以通過調用大模型接口，將其與現有學習平臺整合，免去賬號登錄操作，維持學生固有的學習習慣。

（三）助力學生與學習內容互動的設計與組織

生成式人工智能可以為學生學習提供豐富的交互型數字內容和數字學具，為促進學生與學習內容的互動提供了強有力的支持。本文根據學習內容承載媒介的不同，分別分析生成式人工智能在輔助學生文本閱讀與實作修改、制作數字化學習內容以及構建學生學習助手智能體方面的可為之處。

1.輔助學生文本閱讀與實作修改

文本閱讀是從文本類的視覺材料中獲取信息的過程，是學生獲取知識的一種方式。傳統課堂上，教師組織學生文本閱讀，多是讓學生帶著問題在閱讀中尋找答案。借助生成式人工智能工具，教師可以設計更有深度的文本閱讀活動，比如先讓學生基于問題自主閱讀文本材料提取關鍵信息，再將文本材料拍照上傳到大模型中，讓大模型根據文本內容回答同樣的問題。教師接著引導學生對比分析自己與大模型總結信息的異同點，并根據具體差異與大模型進一步對話，如質疑或追問其生成內容的依據、由來等，在對比分析和深度追問中培養學生的高階思維和提問能力。

對語文作文、英語作文等學生實作的修改，原來是教師的個性化教學行為。生成式人工智能可以彌補實作修改難以實現一對一個性化指導的不足。教師可通過定義一系列任務的方式，訓練大模型具備實作修改和點評的能力，并組織學生直接與其互動對話。學生拍照提交自己的實作作品后，會得到大模型對于作品的個性化批改和點評，包括其中的錯字別字、語法表述、標點符號使用問題等，以及對作品句子結構、情感表達方面的優化建議，為學生提供個性化寫作輔導。當然，學生應明確工具的使用目的，將其視為輔助自己學習的手段，而非替代自己思考的工具。生成式人工智能生成的內容僅是一種參考信息，學生在使用時需要加以判斷，提高自己對信息的篩選、分析和判斷能力，避免被錯誤或誤導性的信息所干擾。

2.輔助教師制作教學課件

圖、文、聲、像并茂的教學課件是課堂教學常用的資源之一。教師可借助專用的文生圖、文生音頻、文生視頻等工具制作所需素材。例如，數學、物理、科學、信息科技等學科復雜抽象的概念或原理（如勾股定理、像素、冒泡排序算法等）較多，對于單純的文字表述，學生理解起來很吃力，教師可使用Gatekeep制作講解視頻。該工具能夠自動生成一段2分鐘左右的視頻，將復雜抽象的知識用可視化方式（圖表、流程圖等）呈現，便于學生增進對概念與原理的理解。當然，由生成式人工智能工具制作的教學課件通常需要教師對其中部分內容和素材進行替換、修改和優化。只有經過教師的修改和優化，這些課件才能在課堂上發揮出更大的效用。

3.構建學生學習助手智能體

使用生成式人工智能技術構建智能體，能夠讓學生以全新的方式與學習內容互動。教師可以借助底層大模型的能力，根據需求定制具備多樣化功能的智能體。教師應預先構思智能體可能的應用場景，再通過設定人物角色、設計回復邏輯、調用插件、安排工作流程、提供知識庫資料以及配置數據庫存儲等，對智能體進行細致編排和訓練。在此過程中，教師可結合實時預覽和調試，對智能體的技能進行精準修正，從而顯著提升智能體在特定領域內的問題解決能力。例如，在高中信息技術教學中，教師使用“扣子”平臺搭建了“算法與程序實現學習助手”智能體。該智能體具備算法原理學習、算法設計（流程圖）、Python語法學習、代碼生成、續寫、補全、注釋、解釋、驗證糾錯、評估優化等技能。它就像是一個學習伙伴，能夠與高中生進行實時對話、答疑解惑，還可以根據高中生對算法與程序實現內容的學習進度和理解能力，為其提供個性化的學習指導。

（四）助力分析課堂教學互動表現情況

視頻分析類生成式人工智能工具，使教師快速分析和掌握自己執教課堂的教學互動表現成為可能。課后，生成式人工智能工具能夠即時生成課堂教學實錄的分析結果，幫助教師快速總結課堂教學主題內容以及教學組織實施方式，并且支持定位具體的教學片段和教學互動表現，為教師開展教學互動反思及改進提供數據證據。例如，教師可使用360 AI瀏覽器對教學實錄開展分析。360 AI瀏覽器能自動分析教學環節并進行切片，概括每個環節的主要任務和師生活動；可以自動生成字幕，標記不同的發言人，支持根據字幕點選播放教學片段；可以導出格式為.srt的字幕文件，以便教師結合其他工具進一步開展文本分析；還可以識別課堂上不同的發言人、發言時間、發言時長占比，并對不同發言人的觀點進行總結。除了工具自帶的分析項外，教師還可以基于教學實錄與大模型進行對話，從中獲得更多教學互動表現細節的信息，增進反思深度。

三、結語

生成式人工智能能夠輔助教師設計一系列促進學生主動進行認知層面建構的主題與內容、情境與問題、任務與活動，為學生深度參與課堂提供豐富的互動型數字化學習內容與學具，為設計和組織指向學生高階思維和關鍵能力培養的課堂教學互動帶來了前所未有的創新機會。同時，我們也必須清醒地認識到，技術是把雙刃劍，應用的關鍵在于人。無論是教師還是學生，都需要樹立正確的技術觀念，正確看待生成式人工智能在課堂教與學中扮演的角色，避免對技術的過度依賴，而是將其作為一種有益的輔助工具，審慎地選擇和使用。在使用生成式人工智能提升教學互動性和效率的同時，教師還需要考慮教育的人文關懷，不能讓技術完全取代教師在課堂上的角色，尤其是情感交流和精神傳承。面對生成式人工智能在應用過程中可能帶來的數據安全、隱私風險等數字倫理問題，我們還要增強師生的數字素養，強化師生的數字倫理意識，確保師生遵守數據安全及隱私保護的法律規范，在合理合法合規的范圍內，安全、有效地使用生成式人工智能，最大限度地發揮生成式人工智能技術的優勢為教育教學賦能，有力提升教學質量并促進學生全面發展。

參考文獻

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（作者李曉曉系上海市浦東教育發展研究院一級教師；謝忠新系上海市浦東教育發展研究院教育信息技術部主任、正高級教師、特級教師）

責任編輯：牟艷娜