AI賦能個性化學習過程管理

AI技術融入高中生物課堂不僅能豐富教學手段，還能增強學生個性化學習能力。本文以高中生物《免疫調節》章節的學習為例，探索AI如何賦能學生自主管理課堂學習過程，實現個性化學習。

一、AI技術有助于學生自主管理學習內容

《免疫調節》一章從系統分析的視角，帶領學生認識免疫系統在穩態維持中的作用及穩態是如何實現的。學生需要學習及掌握免疫系統的組成和基本功能，包括免疫防御、免疫自穩和免疫監視。其中，免疫防御功能是本節課學習的重點和難點。借助AI技術，筆者設置了系列預習任務，并指導學生根據個人學情定制學習內容，提升學習管理能力。

筆者設置了如下預習任務。

一是從了解學生對免疫系統的組成和結構相關知識點的掌握情況角度，設計了3道正誤辨析題。

①并非所有免疫器官都能產生免疫細胞（"""）。

②抗原都是外來物質，抗原都是大分子物質（"""）。

③人體的免疫三道防線是統一的整體，共同實現免疫防御、免疫自穩和免疫監視三大基本功能（"""）。

二是從引導學生建立知識框架，加深對重難點知識的理解角度，設計了4道填空題。

①免疫細胞靠"""""""""" 來辨認病原體。

②體液免疫中激活B細胞分裂、分化的兩個刺激分別是" " " " """和" " " " """。

③細胞免疫中的靶細胞是被病原體感染的" " " " """細胞。

④靶細胞的裂解死亡可能與" " " " """釋放溶酶體酶有關。

三是從評估預習效果，為后續學習內容和進度的安排提供參考角度，設計了3道正誤辨析題。

①當同一種抗原再次進入機體時，產生的漿細胞均來自記憶細胞（"""）。

②B細胞只要接受了相應抗原的直接刺激就會分泌特異性抗體（""）。

③輔助性T細胞可通過增殖分化形成細胞毒性T細胞（"""）。

學生在預習后，對照預習清單自主檢測，并依托AI平臺（如文心一言）將答案推送出去，要求平臺根據免疫調節知識內容進行批改并提供學習建議。根據平臺智能分析的結果，答題正確率低于50%的學生可界定為初階，該層次的學生基礎較為薄弱，需要加強對概念性知識的理解；答題正確率超過90%的學生可界定為高階，該層次的學生基礎很好，后續可以設置結合實際生活體驗運用知識的學習內容；答題正確率介于兩者之間的學生可界定為中階，這部分學生后續學習內容可以聚焦于歸納整理體液免疫和細胞免疫的過程，并嘗試構建特異性免疫過程的完整概念模型。

在明確自我學習層次和目標的基礎上，每名學生依據個人預習成果，自主設定既符合課程標準要求又契合個人需求的個性化學習內容，并通過AI平臺獲取定制化的學習資源。如，學生甲生物學習基礎一般，上述預習清單的10道題的正確率為60%，AI系統根據他在預習測試中的表現，識別出他在免疫系統的組成和結構相關知識點上有盲點，對免疫細胞分類及其特定功能的理解存在偏差——他錯誤地認為吞噬細胞屬于淋巴細胞，沒有認識到兩者是并列關系。基于這種情況，學生甲借助AI挑選了“免疫調節基礎簡介”短視頻，通過視頻動畫學習了免疫系統的結構與基本功能。隨后，AI為學生甲推薦了一系列補充資料，幫助他深化理解。通過觀看展示免疫細胞參與“作戰”的微課，他明白了這兩類免疫細胞發揮著不同的作用，最終通過互動式在線測驗，學生甲從這兩類細胞來源、成熟場所等方面弄清了兩者的異同點。隨后，學生甲進一步拓展學習，在系統上定制關于“體液免疫中不同的免疫細胞如何發揮作用”的學習內容，AI系統據此為他進一步推送了“如何激活B細胞、二次免疫”等專業文章，提示他按步驟參與在線討論以及完成一系列有關特異性免疫作用機制的進階練習題，并實時反饋他在各個環節的得分、失分情況，確保學生甲根據自己的學習情況獲得符合他學習需求的內容。

二、AI技術有助于學生自主調整學習策略

AI工具可以憑借其強大的數據分析能力精準捕捉學生的學習軌跡，幫助他們找到科學、有效的學習方法。

學生乙在課前預習環節屬于中階層次，他設置的學習內容為理解體液免疫和細胞免疫的過程，并找出兩者之間的聯系。他在學習時弄不清楚兩者之間的協調配合關系，多次嘗試從免疫感應、反應和效應等階段對比分析體液免疫和細胞免疫的異同點，但均未達成“構建特異性免疫的概念模型”目標。基于AI智能系統對其學習過程和學習軌跡的數據分析結果，學生乙發現，對他最有效的學習方式是由點到面歸納知識，運用思維導圖整理知識。這樣，學生乙由兩個過程的聯結點——輔助性T細胞開始，記錄關于特異性免疫詳細過程的學習筆記，并繪制思維導圖呈現知識點的層次結構，尋找體液免疫和細胞免疫之間的聯系。他借助AI創設多種病原體入侵的情境，反復嘗試運用思維導圖進行解釋，發現體液免疫和細胞免疫其實是同時進行的，只是針對的病原體不同，兩者發揮作用有先后之分。最終，他準確地構建出了概念模型。在此過程中，系統還通過深度學習算法，精準識別出學生乙在免疫細胞功能及相互作用理解上的短板，隨即推送了一系列針對性練習題、動畫演示及深度解析視頻，有效填補了他的知識盲區。此外，AI數據顯示他的最佳學習時間是上午9點到11點，因為該時間段內他做題的準確率與其他時段相比都明顯增高。學生乙由此調整了自己的學習時間。這樣，在教師和AI助手的雙重引導下，學生乙逐漸學會了根據自己的特點調整學習策略。

三、AI技術有助于學生自主反思與完善學習

AI技術能通過收集和分析學生在測試過程中的行為數據，如答題時間、答題準確率等，幫助學生確認知識薄弱點，進而智能推薦相關學習資源，制訂針對性的學習計劃，助力學生實現學習上的自我完善。

學生丙完成平臺推送的免疫調節習題檢測后，借助平臺對他本章學習效果的評估數據，發現自己在作答關于抗體的作用機制、免疫失調等的題目時面臨答題時間長、答題準確率不高等問題。借助AI助手對這些題目的智能分析，學生丙精準定位出他對細胞毒性T細胞的激活條件理解不全面、對自身免疫病的原理沒有真正掌握。學生丙要求AI助手為其推送相關學習資料。AI助手為學生丙推薦了反映細胞毒性T細胞被激活的動態過程、系統性紅斑狼瘡發病過程的視頻，使他對上述知識形成了直觀且深入的理解。接著，AI根據學生丙的學習進度，智能推送了一系列針對這些盲點的由易到難的練習題，題型涵蓋選擇題、填空題、案例分析等形式，進一步幫助其鞏固知識。AI還根據學生丙的學習進度和興趣點，適時推薦了免疫學領域的科研文章和最新研究成果，幫助他拓寬視野。比如，學生丙對疫苗的類型及其研制過程很感興趣，AI助手為其推送了相關學習資料，讓其對疫苗的作用、原理等有了更深入的了解。通過閱讀這些資料，學生丙還知道要結合自身情況選擇接種流感疫苗及其他疫苗，并向家人及他人宣傳預防流感等傳染病的知識，從而實現對知識的遷移和應用。借助AI技術的智能輔助，學生丙在免疫調節專題學習中徹底清除了知識盲點，實現了對知識的靈活應用，達到了學習上自我完善的目標。

文字編輯"嚴芳