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基于生成式AI的小学跨学科智慧课堂构建:以语文阅读、道法情境与信息素养的融合为例

来源:国家规划重点课题数据中心 发布时间:2022-11-22 浏览次数:

一、研究背景

信息时代背景下,教育改革成为必然趋势。随着人工智能技术的成熟,AI在教育领域的应用日益广泛。AI技术能够处理大量数据,提供个性化学习方案,为教育公平与教育质量提升带来新可能。在小学语文教育中,AI技术有助于优化语文教学资源配置,提高教学效果。同时,教育信息化推进使智慧课堂这一新型教学模式逐渐普及,智慧课堂强调信息技术与教育教学的深度融合,注重学生个性化发展和自主学习能力培养。而基于生成式AI构建智慧课堂,能进一步提升课堂智能化水平,为学生提供更优质学习体验。

二、研究意义

(一)对学生学习的意义

1. 激发学习兴趣:生成式AI的可视化、数据化、便捷化特点,能将二维、平面化的知识变得三维、立体,通过图片、音视频刺激学生视觉、听觉,打破沉闷课堂气氛,激发学生对语文阅读、道法情境学习等方面的兴趣。例如在语文阅读教学中,利用AI技术将文字生成图片,让学生更直观感受文本描述的场景,增强学习趣味性。

2. 培养良好学习习惯:促使学生从被动学习转变为主动学习,从逼真的教学情境、循序渐进的教学流程中获得学习感悟。结合小组合作、多元活动灵活运用知识,在潜移默化中培养学生良好学习习惯。如在道法情境教学中,通过AI创设的情境引导学生主动思考、参与讨论,提升学习自主性。

3. 提升思维品质:有利于突破学生思维桎梏,实现思维发散。在跨学科学习中,学生能综合运用语文阅读、道法知识以及信息素养,从不同角度思考问题,提升综合思维能力。

(二)对教师教学的意义

1. 精准教学反馈:生成式AI能够全面收集学生学情数据,将教学空间进行分级,为学生制定层次化、个性化学习方案。教师收到学情反馈后,可直观了解学生优势与缺陷,及时调整教学策略,设计分层作业,制作多元课件,丰富教学内容,提升教学能力。例如根据学生在语文阅读和道法情境学习中的不同表现,制定针对性教学计划。

2. 提升教学效率AI技术为教学方案的设计提供了海量资源。教师在制作课件和设计教学方案时,可借助网络知识库,参考优秀经典教案,合理选择课件,节省备课时间,使知识资源时效性更高、内容更丰富,表达方式更生动有趣,吸引学生注意力,提高教学质量和效果。如在信息素养教学中,利用AI获取最新信息技术知识融入教学。

三、文献综述

目前已有诸多关于AI技术在教育领域应用的研究。部分研究聚焦于AI技术在小学语文教学中的应用,如利用AI技术帮助学生识字、阅读、写作,激发学生兴趣,简化作业批改流程,实现多元化、个性化评价;还有研究探讨了人工智能支持下小学语文智慧课堂的构建,强调人工智能教育对教学场景、内容的智能化,促进教学资源整合,提升教学质量。然而,关于基于生成式AI的小学跨学科智慧课堂构建,尤其是将语文阅读、道法情境与信息素养融合的研究相对较少。本研究旨在填补这一空白,探索跨学科智慧课堂的有效构建模式。

四、理论基础

(一)智慧课堂的概念与特征

智慧课堂强调信息技术与教育教学的深度融合,注重学生的个性化发展和自主学习能力培养。其特征包括智能化教学环境、个性化学习支持、多元化交互方式等。在跨学科智慧课堂中,这些特征将体现在不同学科知识的融合与智能化呈现上。

(二)生成式AI技术的发展与应用

生成式AI技术能够根据输入信息生成新的内容,如文本、图像、音频等。在教育领域,可应用于教学资源生成、智能辅导、学习评价等方面。例如,利用生成式AI生成语文阅读材料、道法情境案例,为学生提供个性化学习资源。

(三)小学语文阅读、道法情境教学与信息素养教学的特点与需求

1. 小学语文阅读教学:注重培养学生阅读理解能力、文学素养和语言表达能力。需要丰富多样的阅读材料和生动有趣的教学方式,以激发学生阅读兴趣。生成式AI可生成不同类型、风格的阅读文本,满足学生多样化需求。

2. 道法情境教学:强调通过创设情境引导学生理解道德与法治知识,培养正确价值观和行为习惯。需要逼真的情境创设和互动式教学方式。生成式AI可构建虚拟道法情境,让学生身临其境感受和思考。

3. 信息素养教学:旨在培养学生获取、处理、利用信息的能力。需要紧跟信息技术发展,提供实践操作机会。生成式AI可模拟信息技术应用场景,让学生在实践中提升信息素养。

五、基于生成式AI的小学跨学科智慧课堂构建策略

(一)智能教学资源整合

1. 收集和整理教学资源:整合语文阅读、道法情境和信息素养相关教学资源,包括文本、图片、视频、案例等。利用生成式AI对资源进行分类、标注和优化,为教师和学生提供个性化学习材料和教学支持。例如,根据不同主题和难度级别整理语文阅读文章,搭配相应道法情境案例和信息素养知识点。

2. 智能推荐教学资源:根据学生学习数据,如学习兴趣、能力水平、学习进度等,利用智能推荐算法为学生推荐合适的学习资源。例如,对于对历史故事感兴趣的学生,推荐包含历史道法情境的语文阅读材料,并附带相关信息技术应用案例。

(二)智能教学辅助系统设计

1. 个性化学习路径设计:利用生成式AI分析学生学习情况,为每个学生设计个性化学习路径。在语文阅读、道法情境和信息素养融合学习中,根据学生知识掌握程度和学习目标,规划学习顺序和重点。例如,对于信息素养较弱的学生,先安排基础信息技术知识学习,再结合语文阅读和道法情境进行综合应用。

2. 实时互动与反馈机制:开发智能教学辅助系统,实现师生、生生之间实时互动。利用自然语言处理技术,让学生与AI进行对话交流,解答疑问。同时,系统实时监测学生学习过程,及时反馈学习效果,为教师调整教学策略提供依据。例如,学生在语文阅读理解遇到困难时,可随时向AI提问,AI根据问题提供针对性解答和引导。

(三)教学质量评估与提升

1. 多维度教学质量评价模型:构建涵盖语文阅读、道法情境和信息素养教学多维度评价模型。从知识掌握、能力提升、情感态度等方面评价教学效果。例如,通过语文阅读测试评估学生阅读理解能力,通过道法情境案例分析评价学生价值观形成情况,通过信息技术操作任务评估学生信息素养水平。

2. 智能诊断与教学优化建议:利用AI技术对学生学习数据进行分析诊断,找出教学中存在的问题和不足。根据诊断结果为教师提供教学优化建议,如调整教学内容、改进教学方法等。例如,若发现学生在道法情境理解上存在困难,建议教师增加相关案例分析或开展小组讨论活动。

六、基于生成式AI的小学跨学科智慧课堂实践应用

(一)课堂教学案例展示

“传统文化中的道德与法治”主题教学为例,利用生成式AI生成包含传统文化元素的语文阅读材料,如古代诗词、历史故事等,同时构建相应道法情境,如古人如何遵守道德规范、处理人际关系等。在信息素养方面,引导学生利用信息技术工具搜索相关资料,进行整理和分析。课堂上,学生通过阅读、讨论、实践操作等方式,综合运用语文、道法和信息素养知识,深入理解传统文化中的道德与法治内涵。

(二)学生学习效果评估

通过课堂表现观察、作业完成情况、测试成绩等多方面评估学生学习效果。观察学生在课堂讨论中的参与度、思维活跃度,分析作业中知识运用能力和创新思维能力,根据测试成绩了解学生对知识掌握程度。例如,设计包含语文阅读理解、道法情境分析和信息技术应用的综合测试题,全面评估学生学习成果。

(三)教师教学反思与改进

教师根据学生学习效果评估结果进行教学反思,总结教学过程中成功经验和存在问题。针对问题提出改进措施,如调整教学资源推荐策略、优化个性化学习路径设计、加强课堂互动环节等。不断优化基于生成式AI的小学跨学科智慧课堂教学模式,提高教学质量。

七、结论与展望

(一)研究总结

本研究探讨了基于生成式AI的小学跨学科智慧课堂构建,以语文阅读、道法情境与信息素养融合为例,提出构建策略并进行实践应用。研究表明,生成式AI能有效整合教学资源,提供个性化学习支持,提升教学质量和学生学习效果,促进学生全面发展。

(二)研究不足与局限

本研究在实践应用范围上存在一定局限,仅选取部分班级和主题进行教学实践。同时,生成式AI技术应用还不够成熟,在教学资源生成和智能辅导方面可能存在一定误差。此外,对教师信息技术能力要求较高,部分教师可能难以熟练运用相关技术和工具。

(三)未来研究方向与展望

未来研究可扩大实践应用范围,在不同地区、不同学校开展大规模教学实践,验证构建模式普适性。进一步优化生成式AI技术,提高教学资源生成质量和智能辅导准确性。加强对教师培训,提升教师信息技术应用能力,推动基于生成式AI的小学跨学科智慧课堂广泛应用。