AI赋能学生自主学习能力提升

【摘  要】AI技术的快速发展能推动学生学习方式的转变，促使学生学习方式从“个体化”学习走向“个性化”学习，再走向“个性化-合作”学习。文章构建了AI赋能的“个性化-合作”学习模型，并提出相关应用策略，包括动态反馈“个性化-合作”学习数据、自主挑选“个性化-合作”学习伙伴、精准适配“个性化-合作”学习过程、智能生成“个性化-合作”学习资料等，以促进智能时代“个性化-合作”学习的实现。

【关键词】AI赋能；“个性化-合作”学习；AI-PCL模型

随着数字技术的飞速发展，人工智能极大地推动了教育变革，满足了教育领域对个性化学习日益增长的需求。它能依托训练好的多模态基础大模型，根据用户输入的相关要求，生成具有逻辑性和连贯性的内容，引导学生自主学习探究。本文以初中信息科技教学为例，探讨学生如何借助智能对话、人机协同和智能分析等技术，自主提升学习能力，感受学习乐趣。

一、智能对话促进自主探究

在教学初中信息科技《走进人工智能》时，笔者从学生视角出发，引导他们借助AI开展自主体验和探究活动。

首先，分析这节课的课程标准要求和重难点内容，思考AI工具的应用。课程标准要求，学生学习《走进人工智能》后要掌握人工智能的主要术语，并通过生活中的应用实例感受其对人类社会的深刻影响。本节课的学习重点是了解人工智能发展的三个阶段及我国人工智能发展现状，学习难点是通过亲身体验，理解人工智能的定义及其发展的意义。为了帮助学生初步认识并感受人工智能的魅力，笔者决定借助AI平台精准识别学生的问题并提供定制化解答，根据学生的知识水平动态调整对话难度，引导学生与AI深入对话，探究问题。

其次，分析学生学情，为AI辅助的探究活动做准备。本节课面向的是八年级学生，他们在七年级已学习计算机基础知识和网络技术，能熟练操作计算机及办公软件，这为他们自主探究本课内容奠定了基础。然而，因为学生在认知水平和分析能力上有一定的局限，所以教师需要辅助和引导。

最后，基于教学目标、学生学情及AI辅助学习的综合分析，笔者设置了两个学习任务：一是通过与AI对话发布指令，采用自选方式学习“人工智能及其相关术语”并“了解我国人工智能的发展”，同时参与AI设置的各种形式的知识闯关练习；二是通过与AI辩论，引导学生探究人工智能发展中的问题，并辩证地认识其对人类社会发展带来的影响。

对于第一个任务，有的学生借助与AI对话，采用观看人工智能视频的方式了解其发展历史，随后参与对答闯关练习；有的学生借助漫画作品学习人工智能及其术语，选择以抢答方式完成闯关练习。对于第二个任务，笔者设计了“人工智能的利与弊”主题辩论活动，让学生与智能助手“文心一言”进行一对一辩论。学生先在“文心一言”上发布任务指令“我们将与你辩论，辩论主题是‘人工智能的利与弊’，你是正方代表，每次发言不超过100字，请你开始发言”。接着，双方开始辩论。“文心一言”发言：“AI正以惊人的速度发展，它能帮助人类提高生产效率、降低成本，给人们的生活带来便利。AI替代人类是不可阻挡的趋势。”学生说：“AI的快速发展导致失业人数增多，它还可能破坏社会稳定，甚至可能威胁到人类的生存。”“文心一言”回应：“更多职业被AI取代是不可阻挡的趋势，人类应正视并积极应对AI，不能一味否定它。”这名学生立即反驳：“AI只是人类创造的工具，不应被赋予过高的期望。”辩论中，AI助手提供即时的反馈和建议，如针对全面否定人工智能的学生引入人工智能助力人类社会发展的视频资料，引导他全面认识人工智能的作用。这种人机对话模式对学生主动进行探究性学习具有较强的促进作用。

二、人机协同助力创意表达

人机协同学习是结合人类的学习能力、创新思维和情感理解与人工智能的数据处理能力、计算速度和实时响应能力等，人与机器共同完成学习任务的学习模式。在此模式下，人工智能超越了传统辅助工具的角色，成为学习活动的积极助力者，帮助学生创意表达自己的想法，如转换文字为音视频、根据表述生成文本图像、根据要求创作项目作品等。

在教学“人工智能的应用”时，为了让学生达成“通过学习人工智能应用，能正确认识人工智能对社会的影响，并合理使用人工智能解决生活中、学习中的问题”目标要求，笔者构建了“千年商港”项目任务，要求学生借助智能工具再现宋元古港的繁荣景象。学生先借助人工智能平台准备资料：一是搜索并观看现存的朔门古港遗址视频，感受千年前温州港的盛况；二是搜索相关文字资料、图片资料，借助智能工具提炼地域特色文化，寻找设计灵感；三是从资料中提取设计关键词，要求智能工具根据这些关键词输出相关文字描述，生成设计参考方案。接着，在人工智能的辅助下，学生以自己擅长的方式设计创意表达作品：喜欢手工的学生以细纹刻纸为表现手法，融合商船、瓯窑瓷器、海水纹、祥云等元素，结合在智能平台中搜集的港口诗文，创作出纸上作品“穿越千年的航行”，展现千年商港的东方韵味；喜欢绘画的学生通过腾讯智影的人工智能绘画功能，在写实与写意之间自由切换，精心构想千年商港的繁荣景象，勾勒大江、大河、大船的宏阔场景；喜欢剪辑的学生积极搜集素材，借助“文心一言”智能生成视频文案，并利用剪映软件制作解说词与配音；喜欢漫画设计的学生化身商港设计师，运用人工智能绘画或动画制作技术描绘并展示他们心中的千年商港连环漫画；喜欢文学的学生通过大数据搜索商港资料，以指令引导人工智能工具讲述虚拟人物在商港的传奇故事，生动再现其历史风貌。

这次人机协同完成项目任务不仅提升了学生的协作能力，让他们体会到借助AI创作的乐趣，还让他们在实践中掌握了运用人工智能技术进行创意表达的方法，在应对实际问题的挑战中逐渐发展了创新思维。

三、服务模型促进个性化学习

生成式人工智能凭借强大的数据处理与分析能力使教师能够灵活地将现有的大语言模型，如豆包、Kimi等智能助手，融入日常教学，服务于学生的个性化学习。信息科技教师甚至可以凭借自身的专业技术优势自主构建服务模型，为学生设计个性化学习方案，促进他们自己发现和解决学习中的问题。

以初中信息科技《传感器的应用》为例。该课的教学目标是让学生深入理解传感器的类别、功能及其在现实中的应用，学会根据实际需求选择合适的传感器进行编程实践。为实现这一目标，笔者在课前利用XEduLLM工具和Coze平台搭建了在线智能答疑平台（即AI 助手）和数据分析系统。在编程实践环节，学生依据笔者提供的光线传感器、LED灯和半成品代码编写程序，实现了通过环境光线值控制LED灯亮度的效果。编程过程中，AI助手即时提供详尽的解答和编程建议，如解释代码、提供函数用法、检查并修改程序中的错误等。学生在使用AI 助手时，与大模型语言互动产生的问答数据被Gradio（Python库）前端记录。学生提交后的数据被传输至教师机（服务器），教师机累积数据并整理为csv文件，随后将文件上传至Coze平台。笔者利用Coze平台的数据分析功能，精准掌握学生的学习进度与问题，并借助服务模型为每名学生提供个性化的学习方案和帮助。例如，针对学生A的传感器配置难题，AI为其提供详细指南和流程图，并在关键点作演示视频指导；针对学生B的编程逻辑错误问题，AI设计由简单到复杂的练习并实时反馈，帮助其逐步建立逻辑思维；针对学生C在Python代码中的语法疑问，AI 助手提供相应复习资料、在线测试及应用视频，帮助学生解决实际操作中的问题。学生的问题在机器模型和笔者的双重关注下得到解决，其个性化学习需求得到充分尊重和满足。

文字编辑  严芳