2025-11-19 星期三
南京工业大学法政学院
GAI赋能探究式教学模式设计与实践
杨皓然

  在我国数字化与智能化迅速发展的时代背景下,教育正经历深刻的变革。文心一言、豆包、DeepSeek(深度求索)等生成式人工智能(GAI)的出现,凭借其卓越的自然语言处理能力和强大的知识生成能力,助力南京工业大学法政学院在教育等领域掀起了创新应用的浪潮,成功立项多项党建与思想政治教育研究课题,并取得阶段性研究成果。

  GAI赋能探究式教学模式

  设计的契机

  GAI是以算法架构与规则体系为核心,依托大规模向量数据库,结合自然语言解析与机器学习技术,创建文本、图像及多媒体内容,构建具有类人交互特征的智能系统。该系统在语义理解、动态交互、创意生成及类人推理等领域的突破性表现,为差异化学习资源构建、自然交互式学习及核心素养评估等教育场景提供关键支持。人工智能时代,人机协同的实质在于融合理性计算与感性认知的双重特性,二者的深度嵌合正重塑教育教学的实践路径与效果产出。GAI正在重塑南京工业大学法政学院的教学设计模式,推动教师和AI系统形成深度协同创新模式。学院为了建立“课程—学科”双维联动的高品质课程资源数字化体系,有力支撑创业型大学本科教学提质增效,借助GAI生成数字人课程,提升本科教学资源数智化水平。它本质上是多模态GAI技术的综合应用,将自然语言处理、计算机视觉、语音技术等融为一体,模拟生成图像数据、文本数据或视频数据等资料。该课程类型需要教师以课程教案为依据,深入剖析课程内容,合理制定教学任务,充分发挥GAI在教学设计优化、教学设计效率提升等方面的重要作用。同时,法政学院借助GAI工具,依据给定的教学主题、目标或需求,生成详细的教案、生动的教学故事、富有启发性的问题情境等教学文本,并对学生的学习模式、知识掌握漏洞以及兴趣偏好等学习数据进行深度分析,为教师提供精准的学情诊断与教学决策依据。

  GAI赋能探究式教学模式

  设计的实现框架

  法政学院以GAI为驱动的数字化改革,是一种依托智能技术的探究式教学模式革新,教师围绕核心探究议题构建真实化学习情境,驱动学生对目标知识展开定向探索。教师基于AI技术支持,完成教学创新设计、个性化学习支持、及时反馈指导、教学资源生成等工作任务。

  一是任务解构与内容创作。在探究式教学模式设计过程中,任务解构与系统规划涵盖功能主体界定、目标需求明确、实施方案拆解以及路径设计与效果反馈等环节,构成了专业课程教学设计的基础环节。GAI帮助实现脚本的生成、优化和语音合成。任课教师依据授课内容提供课程核心要点、教学大纲以及关键字等信息,通过GAI大模型语言功能进行信息整合与处理,生成一份结构完整、逻辑清晰、语言流畅的课程讲稿。同时,借助GAI对案例、数据和相应知识点的解释进行补充和完善,最终生成一份高质量的录制脚本。语音合成依据录制脚本初稿,利用语音模型自动将文本内容进行语音转换。语言风格可结合授课内容及任课教师的偏好进行选择,亦可根据具体情境进行多语言转换。GAI拥有情感与韵律控制功能,它可以根据脚本内容对疑问、强调等情绪进行自动切换,并通过添加合适的停顿和重音,提升讲解的吸引力。同时,GAI也可根据不同年龄和性别的音色制作音频信息。例如,尝试利用教师真人声音合成视频课程,可以借助其高级功能定制音色,通过少量音色样本的收集克隆授课教师的声音进行合成。最终形成的课程音频文件避免了机械式朗读,GAI的强大功能可以顺利输出一份高质量的课程音频文件。

  二是数字人驱动。GAI的扩散模型可以直接根据照片生成2D虚拟形象,完成数字人的形象创建。首先,利用CG技术和高精度3D建模,对骨骼和表情进行绑定。基于合成的课程音频文件,AI模型通过对频谱进行分析,精准预测每个因素对应的口型。其次,驱动数字人的口部模型生成完全匹配音频的自然口型动作,实现课程文件的口唇同步。除了口型的合成,还需要完成视频文件的面部表情与肢体动作的生成。GAI通过分析语音中的情感以及文本的情感色彩,自动生成相应的面部表情。同时,GAI也能准确理解文本的语义和节奏。当教师讲到重点时,可根据需要生成相关手势表示强调;当遇到话题转换时,可生成身体微转等肢体动作。最后,完成面部表情与肢体动作的生成。GAI可以生成逼真的视线跟踪,让学生感受到逼真的眼神交流。

  三是视频合成与输出。学院教师使用AI工具将生成的数字人模型、动作数据、教室等背景场景以及音频文件进行实时或离线渲染,合成最终视频。此外,还对光照、阴影、反射等物理效果进行细节处理,确保数字人形象更逼真地融入背景场景。最后,利用GAI对生成视频中口型的精确性、动作的自然流畅度、音频画面是否同步等细节进行质量检查,并进行最终的剪辑和包装。

  GAI赋能探究式教学模式

  设计的核心价值

  GAI推动了南京工业大学法政学院数字化教学模式改革,保障了教学工作的科学性与实效性,实现了对教育基本逻辑的重塑。学院传统的单向灌输知识的教育模式随着GAI的融入逐步发生转变,给学生提供了内容全面化、过程智能化的学习场景,从而营造出全新的教育生态环境。GAI技术为学院开展智能化教学提供了辅助,为课程教师提供了智能辅助,降低了课程教师的工作压力,使其有更多精力投入到教学设计与创新工作中。同时,学院教育目标也逐渐从知识讲授向学生多核心素养培养转移,并注重学生批判性思维和创新思维的培养,增强学生自主学习和解决问题的能力。此外,教学评价标准也随之发生改变,不仅关注学生知识获取的情况,而且注重学生利用GAI智能工具进行辅助学习的有效性。

  为了应对GAI对探究式教学模式设计带来的挑战,学院要求教师树立终身学习的理念,通过参加与生成式人工智能赋能教学相关的专题培训等途径,持续提升专业知识和职业素养。同时,GAI技术的发展与应用容易造成教学中的过度依赖,学院提醒教师避免“唯技术论”。此外,学院还注重提升学生对AI生成内容的辨识能力与分析能力,让他们学会辨识相关内容的准确性,有意识培养学生的批判性思维和独立思考能力。

  生成式人工智能正促进教育变革创新,南京工业大学法政学院要求教师和学生与时俱进,促进新技术与传统教学方式的有机融合。教师层面,学院要求教师将生成式人工智能转化为教学过程中的应用工具;学生层面,学院要求学生将生成式人工智能视为智能化的学习工具。只有将生成式人工智能与教育实践有机融合,才能实现其对教育教学工作的有效赋能。

  (杨皓然)

中国教育报