AI赋能教学的四环节探究活动：以“博物馆创客项目”为例

　　海南师范大学教育学院积极推动人工智能赋能教育教学改革，依托“人工智能教育视角的虚拟博物馆与科创产品开发技术”（海南省自然科学基金高层次人才项目）等课题研究，重点关注教师与学生人工智能素养的双向提升，深入开展人工智能在课程教学、学生学习、社会服务中的一体化改革，为高校人工智能素养教育提供有益借鉴。

　　发挥人工智能优势

　　推进课程教学改革

　　学院充分认识人工智能在推动教育教学改革过程中的积极作用，结合教师教育的专业特点，建立专业基础课、专业核心课、专业选修课相结合的“AI+师范教育”课程体系。在课程设置方面，鼓励3类课程及时引入“AI+专业教学”的教学内容与教学改革方式。在课程教学中，充分利用生成式人工智能技术（AIGC），开展体验式、实践式、综合式、项目式等教学创新改革，形成“AI+教育技术”“AI+学科教学法”等系列课程改革。

　　学院不断丰富人工智能在校内外教育场景中的应用，运用AI工具改革混合式教学与“翻转课堂”教学模式，通过在线学习平台为学生提供个性化的学习资源和学习路径，提高教学效率和效果。同时，学院借助“互联网+创新创业”实践项目、见习实习、劳动实践等师范生实践课程，鼓励师生共创“AI+博物馆”“AI+创客”“AI+机器人”“AI+社团服务”等社会实践课程。在社区服务中，学院学生利用人工智能技术为博物馆设计虚拟展览，为博物馆文物保护提供数智化创客项目产品，不仅提升了专业素养和创新能力，也为博物馆的数字化转型提供了新的思路和方案。

　　发挥双主体作用

　　探索教育教学创新实践

　　结合师范教育以及中小学教育教学创新实践，学院积极发挥教师与学生的双主体作用，双向推进生成式人工智能在课程教学改革中的应用，发挥生成式人工智能在三个课程教学层面的赋能作用：

　　信息整合与知识建构。借助AIGC基于算法和模型生成文本、图片、声音、视频、代码等内容的技术特性，学院鼓励教师运用AIGC迅速掌握不同学科的核心概念和知识框架，更好地理解和阐释复杂的教学内容，为学生提供更加全面、系统的知识体系，帮助学生解决复杂问题。

　　跨学科学习的教学设计。学院鼓励教师利用AIGC进行跨学科主题的教学设计，通过多轮对话机制获得丰富的跨学科教学资源，并对跨学科主题、教学情境、项目目标、学习任务、教学活动及评价进行整体性的教学设计。

　　创新思维能力培养。学院鼓励教师运用AIGC及时了解学生的学习进度和反馈，实时调整教学策略，实现个性化教学。学生通过与生成式人工智能平台的对话，快速生成关联的文本、图像、音频、视频等多种形式的内容，激发学生创新思维和跨学科思维。

　　创新三段式翻转策略

　　提升学生学习成效

　　生成式人工智能学习并模拟事物的内在规律，根据用户的输入资料生成具有逻辑性和连贯性的新内容，是赋能学生学习的有效工具。学院针对学生学习活动课前、课中、课后3个阶段，提出AI赋能学习的三段式翻转策略，让AIGC在3个阶段中发挥不同的支持作用，帮助学生逐步建立合理使用人工智能的学习习惯。

　　课前阶段：推进预习与协作。课前，教师布置预习任务，鼓励学生合理运用AI进行课前预习，并通过网络学习平台组织学生建立班级网络社群，进行任务预习与协作分享。

　　课中阶段：互动与共创。在课程教学中，教师及时点评与讨论课前预习中呈现的学习问题，并对核心的难点问题进行不同视角的多轮AI对话与验证。同时结合课程内容，布置与AI协同工作的学习任务，指导学生使用生成式人工智能“共创”学习资源，发展高阶思维能力。

　　课后阶段：评价与创新。课程结束后，教师以生成式人工智能针对学生自主学习情况进行评价，并引导学生进行研究创新，有效减轻了教师指导班级学生的工作压力，切实提升了学生的自主学习和团队协作能力。

　　在生成式人工智能教学应用中，为了避免学生过于依赖人工智能工具而失去思考的主动性，教师要求学生在使用人工智能工具之前，先要运用草图、概念图或思维导图、对话等方式进行独立构想，再借助AI工具进行深度思考与对话。

　　开展四环式探究活动

　　实现人机共创项目式学习

　　生成式人工智能工具不仅能够帮助学生学习，也能够支持教师深入开展探究教学。学院将AI助力项目式教学过程设计成四环式探究活动，包括创设情境、问题驱动、合作探究、反思总结4个基本教学环节，以实现人机共创的项目式探究学习。

　　根据信息科技课程标准“人工智能与智慧社会”模块的跨学科教学建议，研究团队设计了“智能文物保护卫士”主题式学习。结合“AI+信息技术课程教学法”课程改革，项目将主题聚焦于“AI技术解决文物环境监测”的真实需求，利用AI创客技术构建智能化的文物环境预警系统，促进人工智能素养教育与跨学科科技教育的深度融合。

　　在创设情境环节，团队通过创设数字博物馆项目的学习情境，引导学生思考“AI+博物馆”项目的科学价值，激发学生探索“如何智能化保护博物馆展品”的兴趣。在问题驱动环节，围绕有关文物保护的物理、化学、历史、文学等跨学科知识，教师提供诸如“博物馆文物保管存在哪些问题”“如何设计智能化装置合理保护文物”等问题链，运用生成式人工智能工具构建人机对话学习情境，助力学生理解核心概念与概念网络。在合作探究环节，教学活动是组织学生小组设计并制作“AI+文物保护”的创客作品，借助基于项目的跨学科学习智能体，优化创客项目的设计灵感和制作方法。在反思总结阶段，教师组织学生展示并评价项目，为基于作品的研究性学习提供个性化反馈，引导学生讨论智能科技的社会价值与科技伦理问题。

　　生成式人工智能在教育教学中的应用不断深化，面向教师与学生的人工智能素养教育势在必行。未来，海南师范大学教育学院将进一步加强AI赋能教育教学改革，在一体化的师范生育人体系中深度融合人工智能科技教育，提高师生运用人工智能进行跨学科教学创新的综合能力。（李翠白 龚惠玲）