AI賦能學生自主學習能力提升

【摘"要】AI技術的快速發展能推動學生學習方式的轉變，促使學生學習方式從“個體化”學習走向“個性化”學習，再走向“個性化-合作”學習。文章構建了AI賦能的“個性化-合作”學習模型，并提出相關應用策略，包括動態反饋“個性化-合作”學習數據、自主挑選“個性化-合作”學習伙伴、精準適配“個性化-合作”學習過程、智能生成“個性化-合作”學習資料等，以促進智能時代“個性化-合作”學習的實現。

【關鍵詞】AI賦能；“個性化-合作”學習；AI-PCL模型

隨著數字技術的飛速發展，人工智能極大地推動了教育變革，滿足了教育領域對個性化學習日益增長的需求。它能依托訓練好的多模態基礎大模型，根據用戶輸入的相關要求，生成具有邏輯性和連貫性的內容，引導學生自主學習探究。本文以初中信息科技教學為例，探討學生如何借助智能對話、人機協同和智能分析等技術，自主提升學習能力，感受學習樂趣。

一、智能對話促進自主探究

在教學初中信息科技《走進人工智能》時，筆者從學生視角出發，引導他們借助AI開展自主體驗和探究活動。

首先，分析這節課的課程標準要求和重難點內容，思考AI工具的應用。課程標準要求，學生學習《走進人工智能》后要掌握人工智能的主要術語，并通過生活中的應用實例感受其對人類社會的深刻影響。本節課的學習重點是了解人工智能發展的三個階段及我國人工智能發展現狀，學習難點是通過親身體驗，理解人工智能的定義及其發展的意義。為了幫助學生初步認識并感受人工智能的魅力，筆者決定借助AI平臺精準識別學生的問題并提供定制化解答，根據學生的知識水平動態調整對話難度，引導學生與AI深入對話，探究問題。

其次，分析學生學情，為AI輔助的探究活動做準備。本節課面向的是八年級學生，他們在七年級已學習計算機基礎知識和網絡技術，能熟練操作計算機及辦公軟件，這為他們自主探究本課內容奠定了基礎。然而，因為學生在認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。

最后，基于教學目標、學生學情及AI輔助學習的綜合分析，筆者設置了兩個學習任務：一是通過與AI對話發布指令，采用自選方式學習“人工智能及其相關術語”并“了解我國人工智能的發展”，同時參與AI設置的各種形式的知識闖關練習；二是通過與AI辯論，引導學生探究人工智能發展中的問題，并辯證地認識其對人類社會發展帶來的影響。

對于第一個任務，有的學生借助與AI對話，采用觀看人工智能視頻的方式了解其發展歷史，隨后參與對答闖關練習；有的學生借助漫畫作品學習人工智能及其術語，選擇以搶答方式完成闖關練習。對于第二個任務，筆者設計了“人工智能的利與弊”主題辯論活動，讓學生與智能助手“文心一言”進行一對一辯論。學生先在“文心一言”上發布任務指令“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，每次發言不超過100字，請你開始發言”。接著，雙方開始辯論。“文心一言”發言：“AI正以驚人的速度發展，它能幫助人類提高生產效率、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。”學生說：“AI的快速發展導致失業人數增多，它還可能破壞社會穩定，甚至可能威脅到人類的生存。”“文心一言”回應：“更多職業被AI取代是不可阻擋的趨勢，人類應正視并積極應對AI，不能一味否定它。”這名學生立即反駁：“AI只是人類創造的工具，不應被賦予過高的期望。”辯論中，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生引入人工智能助力人類社會發展的視頻資料，引導他全面認識人工智能的作用。這種人機對話模式對學生主動進行探究性學習具有較強的促進作用。

二、人機協同助力創意表達

人機協同學習是結合人類的學習能力、創新思維和情感理解與人工智能的數據處理能力、計算速度和實時響應能力等，人與機器共同完成學習任務的學習模式。在此模式下，人工智能超越了傳統輔助工具的角色，成為學習活動的積極助力者，幫助學生創意表達自己的想法，如轉換文字為音視頻、根據表述生成文本圖像、根據要求創作項目作品等。

在教學“人工智能的應用”時，為了讓學生達成“通過學習人工智能應用，能正確認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、學習中的問題”目標要求，筆者構建了“千年商港”項目任務，要求學生借助智能工具再現宋元古港的繁榮景象。學生先借助人工智能平臺準備資料：一是搜索并觀看現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，尋找設計靈感；三是從資料中提取設計關鍵詞，要求智能工具根據這些關鍵詞輸出相關文字描述，生成設計參考方案。接著，在人工智能的輔助下，學生以自己擅長的方式設計創意表達作品：喜歡手工的學生以細紋刻紙為表現手法，融合商船、甌窯瓷器、海水紋、祥云等元素，結合在智能平臺中搜集的港口詩文，創作出紙上作品“穿越千年的航行”，展現千年商港的東方韻味；喜歡繪畫的學生通過騰訊智影的人工智能繪畫功能，在寫實與寫意之間自由切換，精心構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；喜歡漫畫設計的學生化身商港設計師，運用人工智能繪畫或動畫制作技術描繪并展示他們心中的千年商港連環漫畫；喜歡文學的學生通過大數據搜索商港資料，以指令引導人工智能工具講述虛擬人物在商港的傳奇故事，生動再現其歷史風貌。

這次人機協同完成項目任務不僅提升了學生的協作能力，讓他們體會到借助AI創作的樂趣，還讓他們在實踐中掌握了運用人工智能技術進行創意表達的方法，在應對實際問題的挑戰中逐漸發展了創新思維。

三、服務模型促進個性化學習

生成式人工智能憑借強大的數據處理與分析能力使教師能夠靈活地將現有的大語言模型，如豆包、Kimi等智能助手，融入日常教學，服務于學生的個性化學習。信息科技教師甚至可以憑借自身的專業技術優勢自主構建服務模型，為學生設計個性化學習方案，促進他們自己發現和解決學習中的問題。

以初中信息科技《傳感器的應用》為例。該課的教學目標是讓學生深入理解傳感器的類別、功能及其在現實中的應用，學會根據實際需求選擇合適的傳感器進行編程實踐。為實現這一目標，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）和數據分析系統。在編程實踐環節，學生依據筆者提供的光線傳感器、LED燈和半成品代碼編寫程序，實現了通過環境光線值控制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、提供函數用法、檢查并修改程序中的錯誤等。學生在使用AI助手時，與大模型語言互動產生的問答數據被Gradio（Python庫）前端記錄。學生提交后的數據被傳輸至教師機（服務器），教師機累積數據并整理為csv文件，隨后將文件上傳至Coze平臺。筆者利用Coze平臺的數據分析功能，精準掌握學生的學習進度與問題，并借助服務模型為每名學生提供個性化的學習方案和幫助。例如，針對學生A的傳感器配置難題，AI為其提供詳細指南和流程圖，并在關鍵點作演示視頻指導；針對學生B的編程邏輯錯誤問題，AI設計由簡單到復雜的練習并實時反饋，幫助其逐步建立邏輯思維；針對學生C在Python代碼中的語法疑問，AI助手提供相應復習資料、在線測試及應用視頻，幫助學生解決實際操作中的問題。學生的問題在機器模型和筆者的雙重關注下得到解決，其個性化學習需求得到充分尊重和滿足。

文字編輯"嚴芳