生成式人工智能时代的课堂教学创新

黎加厚

【摘 要】文章介绍了生成式人工智能在课堂教学中应用带来的新变化，介绍了生成课堂和生成式课堂的基本概念，讨论了在教学中应用生成式人工智能的问题和解决办法，为生成式人工智能在教学中的应用做好教师准备。

【关键词】生成式人工智能；生成课堂；生成式课堂；课堂教学；教育数字化转型

【中图分类号】G434   【文献标识码】A

【论文编号】1671-7384（2024）02、03-006-05

课堂教学，过去、现在和将来很长一段历史时期都是学校教育的主战场。教师和学生生命历程的主要时光都在课堂度过，这是建设教育强国和教育数字化转型的重要阵地。随着生成式人工智能在中国社会各行业应用的迅速普及，学校的课堂教学将会发生什么变化？

生成式人工智能带来课堂新变化

2023年冬天，我到广州市天河区和白云区参加教师培训项目，培训活动的主题是让每一位教师学习掌握使用生成式人工智能辅助教学，结合新课程标准的大概念设计单元教学计划。培训班的第一个热身活动，是让每一位教师打开自己手机上的淘宝APP，在搜索框中输入“淘宝问问”说：请给我设计XXX课程的大单元教学计划。当每一位教师看到自己手机屏幕上一行行出现教案文字，会场气氛瞬间进入高潮。紧接着，全场教师学习注册登录，掌握3+N生成式人工智能软件的操作技能（3+N模式是指教师必备的3个生成式人工智能工具：讯飞星火、文心一言、扣子AI集成平台，N是指教师自选更多的国内生成式人工智能软件）。

很多教师立刻对生成式人工智能入迷。广州市天河区汇景实验學校的曹畅老师，连夜使用讯飞星火和文心一言设计出自己上课的教案。不久后，她参加了广州市天河区与贵州毕节市大方县元宝小学和纳雍县天河实验学校对口支教活动，教六年级学生学习语文课《西游记》选段。曹老师引导学生分析讨论孙悟空角色，组织学生使用生成式人工智能设计自己选择的孙悟空角色形象，同学们在课堂上与AI对话，即时生成图像，展示和交流，这一切让学生们惊喜不已。课后，几个学生围着曹老师说，我们要和广州的同学们比一比，看谁设计出的形象更生动、更吸引人。那一瞬间，让她心中一震，感到山里孩子的想象力也能够跨越山海，跨越时空。是生成式人工智能，让山里的孩子也能够学到过去的教学方式学不到的东西！

同样的故事也发生在河北、江苏、四川、甘肃等地的教师国培班。许多学习掌握了生成式人工智能的青年教师，正在积极尝试在课堂中使用AI辅助教学。

为什么生成式人工智能能够一下子吸引教师们的浓厚兴趣呢？这是因为，生成式人工智能与过去的信息技术不同，它不是简单的文字和数据处理、多媒体资料加工，或者信息搜索，它是用海量数据预训练的大模型，可以跟你对话聊天，根据你的提示词来生成新的内容，包括文本、图片、视频、PPT、教案、文章、诗词、对联、编程代码等，甚至你只需要把自己的想法说给它听，你想要的东西就立刻呈现在你的眼前，就像魔法师一样让教师们兴奋。

重新认识课堂

回顾教育的历史，在远古的人类原始蒙昧年代，没有学校，也没有课堂。学校的出现是伴随工业革命对大规模劳动力培养的需求产生，课堂是随着学校的兴起出现的教师和学生进行教学的地方。在教育史上，最早系统分析阐述学校课堂教学的是捷克教育家夸美纽斯。1632年，他在《大教学论》中论述了课堂教学观：如教学中用问题引导学生主动学习，直观教具教学，如何保持学生的注意力，促进学生理解和独立思考等，堪称最早的课堂教学理论奠基者。后来，众多的教育专家从不同的角度来研究课堂与教学。

1966年，英国教育家埃里克·阿什比从教育媒体发展的历史视野，提出“教育四次革命说”，认为教育的第一次革命是学校和课堂的出现，将教育年轻人的责任从家族转到专业教师手中；第二次是文字的出现并在教育中的应用；第三次是印刷术的发明和教科书用于教育；第四次是电子信息技术应用于教育。如此推论，我们正处在以人工智能为代表的新兴技术革命初期，将要进入人类社会的第五次智能教育革命阶段。

1991年，李秉德等出版我国第一本《教学论》专著，从教学环境的角度分析课堂，包括自然环境、教学设施、人际关系、课堂气氛等[1]。1996年，田慧生发表《教学环境论》专著，全面系统论述了课堂作为教学环境中最重要的部分，从课堂的物理空间、信息空间、心理空间、社会空间诸方面研究了课堂在教学中的意义，填补了这方面专门研究的一块空白[2]。

1997年，叶澜发表《让课堂焕发出生命活力》，旗帜鲜明地指出：课堂教学应被看作师生人生中一段重要的生命经历，是他们生命的有意义的构成部分。对于学生而言，课堂教学是其学校生活的最基本构成部分，它的质量，直接影响学生当前及今后的多方面发展和成长；对于教师而言，课堂教学是其职业生活的最基本的构成部分，它的质量，直接影响教师对职业的感受、态度和专业水平的发展、生命价值的体现。我们需要从更高的生命层次，用动态生成的观念，重新全面地认识课堂教学，构建新的课堂教学观[3]。

今天，人工智能正在用生成的方式改变着课堂，我们该如何重新认识课堂呢？目前对课堂的经典定义有：课堂，教室用来进行教学活动时叫课堂，泛指进行各种教学活动的场所（现代汉语词典）。课堂是进行教学活动时的教室，指教师给学生授课的地方，泛指进行各种教学活动的场所（百度百科）。课堂（classroom）是儿童和成人学习的学习空间（维基百科）等。

现在，生成式人工智能让课堂发生了新的变化，我们可以从广义和狭义两个角度重新认识课堂。

广义：生成课堂。“生成课堂”是指课堂教学活动中，教师和学生在互动中共同创造知识、共享知识和拓展知识的课堂学习环境。在生成课堂，教师不再是知识的单向预设和传递者，而是学习过程的引导者和促进者；学生也不再是被动的接受者，而是主动的参与者和创造者。生成课堂的核心是强调教学全过程中将预设性、动态性、开放性、生成性相融合，它不但促进学习者形成对已有知识的理解，还鼓励教师和学生在教学过程中不断产生新的观点和想法，从而实现知识的创新和拓展。

在人类教育发展史上，从孔子的杏坛与弟子对话、古希腊苏格拉底的对话式教学，到叶澜教授开创的新基础教育改革试验实践，生成课堂已经积累了丰富的理论财富。今天，生成式人工智能又给课堂插上了智能化动态生成的飞翔翅膀。

生成课堂强调教学的预设准备，教师要根据国家课程标准和当前学情设计单元教学计划，更注重教学过程中的学生参与和互动，这是一种以学生为中心，将课前的教学设计与课中的互动、生成和开放相融合的教学模式，教师和学生共同创造一个充满活力和创意的学习环境。

狭义：生成式课堂。生成式课堂是人工智能时代的学习空间，教师在教学中使用生成式人工智能辅助教学，学生在教师的引领和管控下使用生成式人工智能辅助学习，在教学活动中，“师-生-AI”三者互动，相互启迪，动态生成教学的流程和内容，学生通过自身的独立思考和批判性思维获得对世界的认知。

2023年，生成式人工智能突如其来进入了教育领域，生成课堂的学习环境中增加了一个智慧的新伙伴，根据国家教育部提出的教育数字化转型战略、国家有关生成式人工智能服务管理暂行办法和联合国教科文组织《在教育和研究中使用生成式人工智能的指南》的建议，我们将反映生成式人工智能时代课堂新变化的狭义定义与上述文件精神一致，称为 “生成式课堂”。这是生成课堂在生成式人工智能时代的升级发展。

生成式课堂是生成式人工智能普及进入学校课堂后的新变化，正在改变长久以来学校课堂上满堂灌的痼疾弊端，回归千百年来以学生为中心的对话式教学方法。由于生成式人工智能特别强大的内容生成能力和潜在的不确定性风险，与之前大家熟悉的课堂教學方式相比，更加强调培养学生的批判性思维、问题解决能力、团队合作精神和创新思维等综合素质。强调学生自主探究、实践操作，通过“师-生-AI”的合作交流来构建知识体系，要求学生一定要在教师的引导、支持和管控下使用生成式人工智能。

“生成式课堂”的设计

有关生成式课堂教学设计的第一个问题：既然生成式课堂的特点是动态生成，那么，还需要预设吗？

叶澜教授指出：如果我们认同课堂教学是一种人为的、有目的的、有计划的学校教育中特殊实践活动的判断，就不难作出教学不能没有预设的回答。这让人想起马克思关于蹩脚的建筑师要比善造精致蜂巢的蜜蜂高明的巧妙比喻。关键是怎样预设？[4]

课前教师的准备工作十分重要，就好像战场上的指挥官事前要充分做好各方面的准备一样。俗话说：不打无准备的仗。但是，战场上的情况千变万化，更需要动态反应，及时调整，审时度势，生成应变。

生成式人工智能是辅助教师动态生成教学设计的利器，可以帮助教师把与教学活动相关的国家课程标准、教育理论、学习科学、教学策略等，快速转化成教学计划文档，教师只需要根据本班的学情微调即可，大大提高了教师的备课工作效率和质量。读者可以打开电脑或手机上的讯飞星火体验下面的生成式教学设计方法。

提示词：你是一位精通中学数学教学的专家。请你设计中学数学二元一次方程的教学计划，具体的教学活动设计请按照“5E教学模式”。

读者可以换成自己的课程内容，把教学模式换成自己需要采用的教学理论，如：加涅的九项教学事件、翻转课堂教学模式、宾格游戏模式、STEM、PBL项目化教学等。生成式人工智能立刻按照你提供的教学理论要求把你的教学计划生成。

有关教学设计的另一个问题是：教师在准备生成式课堂单元教学计划的时候，是根据自己的创意和经验，还是参考一些值得借鉴的模板和模型？

互联网刚刚进入学校的时候，风靡全球的WebQuest教学法的六步骤教学环节模型，让网络探究式学习方式很快普及。教师培训中使用教学设计模板和教学模式流程，帮助参训教师尽快掌握新的教育理念、教学策略和教学设计方法，就像初学写字的孩童描红一样，是帮助初学者模仿的学习支架，随着学习者对写字的逐步熟练掌握，就可以逐步拆去支架，从描红、临帖、默写、脱稿、自由写作到自成流派。

众所周知，教学有法、教无定法。在生成课堂和生成式课堂的课前备课中，教师可以把最适合自己学生的教学策略、教学内容、教学思想融入具体的教学计划，这里没有固化的套式，是每一位教师充分发挥自己创造性才能的广阔天地，还可以充分利用生成式人工智能辅助教学设计，把自己的想法告诉AI，生成式人工智能可以辅助你快速生成一份具体的教案。

关于生成式课堂教学的问答

下面汇集了当前一线教师探索生成式课堂的一些共同问题和解决这些问题的办法。

1.班级学生集体教学如何登录使用生成式人工智能大模型？

有教师问，学校根据“五项管理”的规定，学生不能够把手机和电子产品带进课堂使用，课堂上全班学生无法用手机号注册使用生成式人工智能，教师没法在课堂教学中组织学生使用AI。联合国教科文组织《在教育和研究中使用生成式人工智能的指南》强调：13岁以下的未成年儿童不能独立使用生成式人工智能，必须在成年人管控下使用[5]。

大家都知道，教师和学生能够打开使用生成式人工智能软件，是在教学中使用生成式人工智能的第一步。如何解决上述困难呢？

如何在教学中用好生成式人工智能，关键是学校领导重视，学校和班级要制定班规公约，规定学生不得擅自带电子设备进课堂；建立生成式人工智能教育应用的班级教师管理责任制，教师根据教学的安排，有组织地管控学生使用平板电脑等电子设备，在教师规定的教学环节组织学生与生成式人工智能对话讨论，并填写学习单。

目前，在一些教育数字化试验区学校的做法是，班级教师2-3人在讯飞星火、文心一言等国内正式为公众提供服务的平台注册账号，根据教学计划安排，组织学生使用教师的账号登录使用生成式人工智能大模型，全班学生按照3-4人/组使用一台设备（经过对比，小组集体使用AI比个人单独使用效果更好）。全班45个学生大约需要3个教师账号即可。这种让教师带学生小组的方式，更有利于教师指导和管控规范学生使用生成式人工智能的学习活动。

2.如何管控生成式人工智能大模型的信息隐患和风险问题？

生成式人工智能在课堂教学中应用的第二个难题是准确性和信息安全风险。学科教师测试生成式人工智能发现，对于学科专业方面的问题，AI大模型会“一本正经的胡说八道”，在教学中无法使用。这个问题是大模型本身的预训练语料数据、算力、算法、资金等限制带来的先天不足。目前解决信息准确性问题的办法之一，是出版社在编辑出版纸质教材和配套数字教学资源的同时，编辑训练针对特定学科和具体教学内容的小模型；另外一个方法，参考重庆聚奎中学教师自建适合自己学科教学特定领域和场景的专属助手，解决教学的准确回应问题。

同时要考虑到，目前人工智能的技術水平，还无法做到百分之百的精准可控，但不能因噎废食，可通过全面提升师生数字素养、培养学生的独立思考和批判性思维能力，将技术、产品、法规、教师培训、学生信息素养等多个要素共同发挥作用，确保生成式人工智能的内容安全，促进生成式人工智能教育应用的健康发展。

信息安全问题主要是通过教育，让师生提高信息安全意识，不登录不明来路的网站、学生必须在教师指导下使用通过国家网信办审批的安全大模型平台和软件。有条件的学校单位可以在本地部署小模型并与互联网物理隔离，以保证防控信息泄露等风险。

3.如何在基层学校推广使用生成式人工智能，促进课堂教学方式变革？

基层学校的校长和一线教师，如何在自己的课堂教学中用好生成式人工智能，让每一位学生享受生成式课堂带来的新优质教育？

重庆聚奎中学是位于渝川黔交界的农村学校，该校曾以在国内率先本土化落地实施翻转课堂而闻名。现在，张渝江老师和教师们走进生成式人工智能时代，实验在课堂上组织学生与生成式人工智能专属模型对话来开展教学，形成了适合各学科教学的教学专属助手，并在全校进行推广。他们在乡村学校的教学改革实践中，根据生成式人工智能在课堂教学中应用的特点，提出并实践“生成课堂”和“生成式课堂”的教学改革新思路，这是生成式人工智能时代创生在中国乡村本土的新方向。

聚奎中学的生成式课堂具体做法是：首先，充分利用字节跳动的豆包AI、讯飞星火和智谱清言大模型等的开发功能，教师把教学方法、课程内容文档和相关教育资源的网址“投喂”给大模型，定制出专门针对一节课或一个单元开展教学的专用生成式智能体或AI助手。然后，教师组织和指导学生，指定使用教师课前准备好的生成式AI助手，通过人机互动对话学习，包括个性化的先验知识补充、启发式对话答疑、学习成果评价等。教师们发现，将专属生成式AI助手引入“生成式课堂”后，大幅减少了教师面向全班的讲授，腾出了更多课堂时间用于“师-生-AI”协同开展丰富而个性的课堂生成活动，促进了学生深度学习。

聚奎中学下一步将利用扣子AI集成开发平台的搜索增强生成功能，通过上传单元教学（或一节课）的内容文档及相关网址，定制出功能更强大和教学更精准的教学智能体，实现大模型与专业学科教学领域知识、全网知识的动态链接，能够及时获取信息，让内容生成输出更准确、专业，赋能人机对话生成式课堂教学。他们的教学改革实验说明，使用生成式人工智能的搜索增强生成+大模型功能，每一个教师都可以把自己学科教学的内容，以及国家和各省市的智慧教育公共服务平台上的教育资源，转化成适合自己学科教学的生成式课堂资源，让教师能够有效管控学生使用生成式人工智能辅助学习，这可能会带来教育资源建设理念和实践的重大变革。

4.教师的教学设计如何适应生成式人工智能带来的教学变化？

生成式人工智能融入课程的各个环节，AI与师生动态生成的学习内容，具有生成性、不确定性、丰富性、不完全正确等多种特点，教师的教学设计除了将过去已有的教育学理论、教学策略等关联到教学设计中，一定要想到，如何充分用好生成式人工智能提高教学的效率和质量，丰富课程教学的内容。同时，要注意不能单纯依赖AI，在充分利用人工智能优势的同时，更要充分发挥人类自己的创造力和判断力，把生成式人工智能的优势与已有的生成课堂构成互补的关系。

教师可以给自己列出一张“人-机”协作开展教学的校验清单，包括：教学计划设计、教学资源准备、课中组织学生与AI对话交流、布置和检查学生的学习单、使用生成式人工智能设计作业和批改作业，进行教学研究等。

教师在教学中可以使用学习单来引导和管控学生的具体学习过程。学习单具体规定了在教学中学生按照教师的布置，依次完成每一个学习活动的步骤，包括：学习活动名称，学生与生成式人工智能互动的提示词设计，AI的回应内容，学生对AI回应内容的批判性思考和评论，学生经过自己的思考，综合AI和自己的创意给出的最后答案等。其中，学生对AI回应的独立思考是教师关注的重点，也是教师评价学生学习活动的依据。学习单促使学生的学习活动过程是在教师的管控下有序进行，记录了学习的过程和思维过程，还可以回看和小组全班分享，是能够有效引导学生学习的管理工具。

5.给学生的作业练习，如何防止学生使用生成式人工智能作业作弊？

由于学生可能会使用生成式人工智能生成作业答案，国内外的很多教师改变了过去的布置作业的做法，增加了课堂现场展示、课堂小组讨论作业、开放性作业，动手实验操作的练习，现场即兴答辩，项目式研究课题等，减少传统的有标准答案的记忆类作业，或者让这类作业都在课堂上教师管控下完成等措施。更重要的是加强教育学生不能依赖AI替代自己的思考，要养成良好的诚信道德观念，从细节做起。在班级明文建立惩戒规矩，凡是发现作弊的学生，将在一个学期禁止使用生成式人工智能，并做出检讨。

随着生成式课堂在学校教学中的普及，课堂教学将更加关注深度学习，教师不仅在课堂互动中组织学生与AI互动对话，培养学生的批判性思维和对核心概念的理解迁移能力。教师可以改进平时课堂教学中的作业设计和评测方式，将生成式人工智能应用到作业环节，能够有效训练学生对专业学科知识的理解和迁移能力，这种新型的作业训练方式就是“生成式作业”。教师利用讯飞星火、智谱清言和扣子AI集成开发平台等AI工具，创建自己单元教学的知识库和智能体（Bot），让AI在与学生的互动对话中，动态生成作业练习题目。这样的作业内容和过程是随机动态生成的，具有不确定性，学生每一次面对的问题都不相同，人机互动迭代式对话展开，考查学生是否真正理解教学内容，能否迁移学会的知识技能，不仅帮助学生巩固所学基础知识和核心概念，更是锻炼培养学生的独立思考、举一反三的问题解决能力。由于生成式作业的训练方式具有动态生成的特点，有利于避免学生作弊现象。

6.如何鼓励学生主动用好AI促进高阶思维，更好地引导学生深度学习，同时避免学生过分依赖AI，导致思维退化和浅层学习？

教师要采用多种方法激发学生的学习兴趣，例如，通过“胜利者效应”，根据“最近发展区”原理给学生布置挑战性问题，帮助和鼓勵学生通过自身努力解决问题，从而获得成功的体验，增强对学习的兴趣和主动性。给学生提供展示、表演、鼓励等平台，提示和暗示学生，要积极用好AI，学会如何向生成式人工智能给提示词，经常提醒学生对AI的回应要批判性思考和判断，鼓励学生超越AI，发挥自己的创意。

7.在课堂教学中利用AI，教师的上课策略和课堂用语会有哪些变化？

在生成式课堂上，教师需要积极鼓励学生充分用好AI，同时又要随时提醒学生对AI的回应要独立思考，批判性对待，教师如何指导学生，学生如何与AI对话，都是过去的教学方式不曾遇到的新情况。教师可以尝试，看看AI如何教我们在课堂上说话。

提示词：如果学生在生成式课堂的学习中使用AI辅助学习，教师要对学生做好引导、支持和管控工作，教师在课堂上如何对学生说话？在课堂上的用语会发生哪些变化？请给出 20 个教师课堂用语示范。

8.学校如何适应生成式人工智能时代的教育治理变革？

生成式人工智能在教育中的应用，与之前的其他信息技术在教育中应用不同的最大变化，是生成式人工智能特别强大的内容生成能力同时伴有很大的不确定性和信息安全风险，要求学校和教师要担负起对未成年学生的引导和管控责任。学校要制定生成式人工智能在教育中应用的管理办法。包括顶层设计，管理制度的健全，管理人员的安排，教师对本班学生使用生成式人工智能的指导和管控措施，班级管理公约的制定，教师的培训，相关规章制度的检查落实，发生违规事件的处理办法等。学校通过教师代表、学生代表、家长代表大会协商，报上级主管部门审核批准后，正式颁布实施，为生成式人工智能在学校教育应用的健康发展保驾护航。

参考文献

李秉德. 教学论[M]. 北京：人民教育出版社，1991：287.

田慧生. 教学环境论[M]. 南昌：江西教育出版社，1996：51.

叶澜. 让课堂焕发出生命活力[J]. 教育研究，1997（9）：3-8.

叶澜. 课堂教学过程再认识： 功夫重在论外[J]. 课程教材教法，2013（5）： 3-13.

苗逢春. 生成式人工智能技术原理及其教育适用性考证[J]. 现代教育技术，2023，33（11）： 5-18.

作者单位：上海师范大学教育学院教育技术学系

编   辑：王晓波