生成式人工智能融入课程教学的实施路径研究

王林生

【摘  要】 近年来，人工智能技术不断发展，呈现出智能化、规模化、个性化的发展趋势，为教育变革带来了新机遇。然而，将人工智能融入课程教学面临着技术与课程深度融合不足、“智能+”教育实践有待提升和教学评价体系亟待优化等问题。基于此，文章以国开学习网为例，提出了人工智能融入课程教学的实施路径，即“以学定教”的人工智能课程体系建设、“以用定教”的人工智能学习环境建设、“以评定教”的人工智能智能评价体系建设。

【关键词】 人工智能；课程教学；路径分析

生成式人工智能是一种面向未来的智能学习系统，它基于学习者的需求和经验，基于知识图谱和数据分析技术，依据数据驱动的规律、逻辑、知识构建、评估等模型，形成個性化学习路径。在当前技术支撑下，生成式人工智能与课程教学融合是未来教育发展的必然趋势。为加快生成式人工智能与课程的深度融合，国开学习网可探索以“人工智能+”课程教学为载体，通过课程教学改革、人工智能与课程教学融合方式创新，以及教师教育思维变革，在人工智能助力下形成了“智能导学—智能答疑—智能测评”的闭环学习过程。通过这一实施路径，提升了学习者学习效率和效果。

一、对生成式人工智能的简要介绍

生成式人工智能是近年来人工智能领域备受关注的一个分支，它利用深度学习、自然语言处理、计算机视觉等技术，通过学习大量数据并模拟人类的思维方式和创造力，能够生成全新的、有创造性的内容。与传统的分析型人工智能不同，生成式人工智能更加注重创造性和创新性，它可以应用于文本、图像、音频等多种媒体形式，具有广泛的应用前景。生成式人工智能的核心技术包括深度学习、神经网络、自然语言处理等。其中，深度学习是生成式人工智能得以实现的关键技术之一，它通过构建多层神经网络模型，模拟人脑神经元之间的连接和传递过程，实现对复杂数据的处理和分析。

二、生成式人工智能在教育领域的应用潜力

（一）个性化教学资源的创造

生成式人工智能的崛起为教育领域带来了前所未有的个性化教学资源。这一技术的核心优势在于其能够深度理解学生的学习需求、风格和能力，进而生成与之高度匹配的教学资源。传统的教育模式往往采用“一刀切”的教学方法，忽略了学生之间的个体差异。然而，每个学生都是独一无二的，他们有着不同的学习速度、兴趣点和擅长的学习方式。生成式AI技术的引入，使得为每个学生量身定制教学资源成为可能。这意味着，无论是对学习速度较快的学生，还是对需要更多时间和耐心来掌握知识的学生，都可以获得符合其个性化需求的教学材料。例如，对爱好数学的学生，生成式AI可以生成与其兴趣相关的数学问题和应用场景，激发其学习兴趣；对语言学习有困难的学生，AI可以生成带有详细解释和例子的学习资源，帮助他们更好地理解和掌握知识点。此外，生成式AI还能够根据学生的实时反馈和学习进度，动态调整教学资源的难度和内容，确保其始终在适合自己的学习路径上前行。这种个性化的学习方式不仅有助于提高学生的学习效果，还能够培养其自主学习能力和终身学习的习惯。更为值得一提的是，对特殊需求的学生群体，如视障、听障学生，生成式AI技术能够生成符合他们特殊需求的教学内容，如音频描述、手语视频等。这不仅体现了技术的包容性，还极大地促进了教育的公平性和普及性。

（二）互动式与沉浸式教学体验的增强

21世纪的教育领域，技术的快速发展为教学方式带来了革命性的变革。其中，生成式人工智能结合虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术，为学生和教师提供了一个互动式与沉浸式教学的平台。以国开学习网为例，这一在线教育平台正积极探索如何利用这些技术来增强其课程教学的吸引力和有效性。在国开学习网的许多在线课程中，可根据课程内容探索生成式AI与VR和AR技术进行深度融合，为学生创造一个三维、可交互的学习场景。例如，在历史课程中，学生不再仅仅是通过文字和图片来了解历史事件，而是可以“穿越”到古代，亲自体验当时的生活和文化。这种沉浸式的学习环境不仅使学生能够更加直观地理解抽象的概念，还大幅提高了他们的学习兴趣和参与度。此外，生成式AI在国开学习网中还可以为学生和教师提供实时的反馈和建议。通过分析学生的学习数据和行为模式，系统可以即时识别学生的学习难点和兴趣点，并为其提供个性化的学习建议和方法。这种实时的反馈机制不仅有助于学生及时发现并解决问题，还能够让教师更加准确地了解学生的学习情况和需求，从而调整教学策略，提高教学效果。

三、生成式人工智能融入课程教学的实施路径——以国开学习网为例

（一）“以学定教”的人工智能智能课程体系建设

1. 以学习者为中心，定制个性化学习路径

在21世纪的教育发展中，生成式人工智能已成为推动教学创新的重要动力。国开学习网作为国内知名的在线教育平台，应积极探索如何将生成式AI技术融入课程体系，以学习者为中心，打造更个性化、智能化的学习体验。目前，国开学习网可以尝试建立一种“以学定教”的人工智能智能课程体系，旨在通过深度分析学习者的学习数据，挖掘其潜在的学习需求和兴趣点，为每位学习者量身定制独特的学习路径和资源推荐。该体系建设需要对现有教学资源进行整合和优化，并利用先进的人工智能技术对学习者的学习行为、能力和风格进行全面、深入地分析。通过这样的分析，国开学习网能更准确地了解学习者的需求，为其提供更精准、个性化的学习支持。同时，国开学习网还可以探索将个性化学习路径与课程内容、教学模式等方面有机融合。通过这种融合，不仅能提升课程的实用性和针对性，还能激发学习者的学习主动性和创造性，最大化利用教学资源。国开学习网积极探索建立以学习者为中心的“以学定教”人工智能智能课程体系，为广大学习者提供更智能化、个性化的学习体验。这一探索不仅体现了平台对教育创新的追求，还为未来的教育变革提供了新的思路和方向。

2. “智能导学—智能答疑—智能测评”的闭环学习过程

要实现真正个性化的学习体验，必须打破传统教学的束缚，建立起“智能导学—智能答疑—智能测评”的闭环学习过程。目前，这一功能正在积极探索与建设中，力求为每位学习者带来前所未有的学习支持。在“以学定教”的人工智能课程体系中，智能导学、智能答疑和智能测评三个教学环节发挥着重要作用。

国开学习网可以探索研发智能导学系统，该系统能够基于学习者的历史数据和实时反馈，利用生成式AI技术为其规划出最优的学习路径。这不仅仅是一条知识点串联的线路，更是一条根据学习者的能力、兴趣和学习风格量身定制的个性化学习之路。智能导学结合了學生自主学习和“人工智能+”课程教学改革，引入基于学生学习轨迹的数据分析技术，根据学生的学习习惯和能力特征，为每个学习者量身定制个性化导学方案，并生成个性化导学报告。在此基础上，形成“智能导学—智能答疑—智能测评”的闭环学习过程。

具体而言，第一步是基于学生学习轨迹数据分析，为每个学习者定制个性化导学方案，并生成个性化的导学报告。第二步则是基于学习者学习轨迹数据分析和知识图谱技术，为每个学习者生成智能答疑报告。这一阶段通过建立学生的学习模型、知识图谱以及知识逻辑关系，进行智能答疑。第三步是根据智能答疑结果和知识图谱技术，生成学习者智能测评报告。人工智能作为一种工具或技术手段，其最终目的是让机器具有人类一般的智能特征。

（二）“以用定教”的人工智能学习环境建设

随着科技的飞速发展，生成式人工智能已成为推动教育领域创新与改革的强大引擎。在这一大背景下，国开学习网紧跟时代步伐，应积极致力于构建“以用定教”的人工智能学习环境。这意味着将“人工智能+”的理念深度融入课程教学，以提升学习者的学习体验和效果。在课程教学中，可以建立智能导学、智能答疑、智能测评等系统，实现课程教学的智能化改造。

“以用定教”的人工智能学习环境建设以课程教学需求为导向，根据学习者需求设计与建设学习环境，并根据课程内容特点和要求进行系统功能设计。例如，系统可以支持教师完成课堂直播、课前预习、课堂练习等教学环节，同时学生可以通过智能答疑系统在线回答教师提出的问题。此外，系统还应根据教师和学生的需求提供个性化的支持，帮助教师优化课堂教学环节，减轻工作负担，提升教学效果，同时满足学生不同的学习风格和个性化学习需求。

（三）“以评定教”的人工智能智能评价体系建设

在数字化和智能化的时代背景下，教育评价方式也正在经历深刻变革。在探索新的评价模式时，国开学习网应该致力于构建“以评定教”的人工智能智能评价体系。这一体系旨在引入先进的人工智能技术，实现对学生学习情况的全面、精准、个性化评估，从而为教师提供更有针对性的教学建议，提升教学效果。

目前，“以评定教”的人工智能智能评价体系正在积极探索和建设中。传统的教育评价方式存在主观性强、效率低下等问题，难以满足个性化教育的需求。因此，引入人工智能技术可以打破这些限制，为教育评价带来革命性的变革。国开学习网的智能评价体系应该基于先进的人工智能技术构建，采用自适应、自组织、自学习等方式，能够精准地评估学习者的知识掌握程度、能力水平以及学习行为等多个维度。这一体系的建立有望打破传统教育中“一刀切”的评价模式，为每位学习者提供更加个性化、精准的评价和反馈。

在“以评定教”的评价模式中，国开学习网探索出一条以“学情诊断—个性辅导—精准反馈”为主线，能够形成一个闭环的评价体系（如图1）。首先，通过采集学习者的学习状态数据，包括学习者画像、知识图谱、学习行为数据等，系统能够对学习者的学习情况进行全面诊断，这种诊断不仅能够揭示学习者在知识掌握上的优势和不足，还能够发现学习者在学习风格、兴趣点等方面的个体差异。基于学情诊断的结果，智能评价体系会为学习者推荐个性化的课程或学习任务，这些推荐不是随意的，而是根据学习者的知识基础、能力水平以及智能测评的结果等多个维度综合分析得出。

四、结语

教育信息化的目的不是为了完成新技术在教育领域的应用，而是通过新技术的应用为教育提供更多可能性，从而促进教育发展和创新。只有立足于真实的教学场景，将生成式人工智能融入课程教学，才能真正为学习者带来高效的学习体验，培养学生的高阶思维能力。

参考文献：

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［2］ 李兆飞，熊兴中，丁菊容，等. “模式识别与机器学习”课程思政建设的探索与实践［J］. 工业和信息化教育，2023（05）：41-44+69.

［3］ 赖甲坎. 基于项目式学习的初中人工智能教学实施路径研究［J］. 中国科技期刊数据库：科研，2022（01）：169-172.

*自贡开放大学教学改革项目“生成式人工智能融入课程教学的实施路径研究——以国开学习网为例”。