【摘 要】本文探討了生成式AI在學(xué)科教學(xué)中應(yīng)用的可能性和實踐方法，特別是針對生成式AI在信息科技學(xué)科“教學(xué)評”一致性的應(yīng)用研究，真正將教學(xué)、學(xué)習(xí)和評價有機結(jié)合起來，形成一個完整的教學(xué)體系，提高教學(xué)效率，促進學(xué)生學(xué)習(xí)，并對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進行有效評價，合力推動學(xué)習(xí)目標的達成。

【關(guān)鍵詞】生成式AI；信息科技學(xué)科；教學(xué)評一致性

【中圖分類號】G434 【文獻標志碼】A

【論文編號】1671-7384（2024）010-061-03

《義務(wù)教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）評價建議中明確指出：要樹立正確的評價觀念，堅持以評促教、以評促學(xué)，體現(xiàn)“教學(xué)評”一致性。作為信息科技學(xué)科教師，理應(yīng)結(jié)合時代背景和教育需求，分析學(xué)生特點和教學(xué)要求，從實際出發(fā)，探索新的教學(xué)技術(shù)和教學(xué)方法。

生成式AI自ChatGPT問世以來持續(xù)更新，生成式AI大語言模型在國內(nèi)也如雨后春筍般出現(xiàn)。但目前針對生成式AI在教育領(lǐng)域的研究大多還處在宏觀角度看“變革”，很少落實于一線教學(xué)。教師需要通過仔細研讀新課標的評價建議，發(fā)現(xiàn)新課標重視“教學(xué)評”一致性的教學(xué)模式，即把學(xué)習(xí)目標達成度的測評鑲嵌于教學(xué)活動之中，依據(jù)課堂評價的信息對教學(xué)過程進行適當?shù)恼{(diào)整和平衡，達到學(xué)促師教、教中有評，最終落實學(xué)科核心素養(yǎng)。而生成式AI的核心能力可以實現(xiàn)對課堂的實時評測、智能分析及反饋，對教師進行過程評價及調(diào)整教學(xué)有很大的幫助。因此，教師可從生成式AI在信息科技學(xué)科“教學(xué)評”一致性的應(yīng)用展開研究，總結(jié)出相應(yīng)的模式和策略，進而促進教育教學(xué)的變革。

生成式AI在信息科技學(xué)科“教學(xué)評”一致性的應(yīng)用方向

在當前教育改革的趨勢下，“教學(xué)評”一致性教學(xué)模式日漸成為信息科技學(xué)科教學(xué)過程中不可或缺的關(guān)鍵一環(huán)。而生成式AI在教育領(lǐng)域能夠深度融入教育教學(xué)的各個環(huán)節(jié)_{79907cd0626b2efbbaa00488709404ba8751f73466670b99a51ba1985efaea2f}，從教學(xué)設(shè)計到學(xué)習(xí)實踐再到評價反饋，為教育帶來了前所未有的智能化、個性化和高效化的內(nèi)容生成服務(wù)，是提高“教學(xué)評”一體化精準性的技術(shù)支持。生成式AI所具備的啟發(fā)性內(nèi)容生成、對話情境理解、序列任務(wù)執(zhí)行、程序語言解析四項核心能力，從教、學(xué)、評三個環(huán)節(jié)，梳理了不同核心能力可支持的教育應(yīng)用，其不同核心能力對應(yīng)的教學(xué)評三位一體應(yīng)用方向見圖1。

圖1 生成式AI不同核心能力對應(yīng)的教學(xué)評三位一體應(yīng)用

在“教”的方面，生成式AI可為教師教學(xué)提供多種形態(tài)的幫助和服務(wù)，如在輔助教師生成個性化教學(xué)方案的過程中，生成式AI可以依據(jù)教師的教學(xué)需求，分步驟生成多種適切的教學(xué)設(shè)計，為教師備課提供思路啟發(fā)與多種備選方案，提高教師的備課效率與授課質(zhì)量。在“學(xué)”的方面，生成式AI也可為學(xué)習(xí)過程提供良好的支持和服務(wù)，如在支持學(xué)生學(xué)科知識問答的過程中，生成式AI可以基于多輪對話，為學(xué)生提供現(xiàn)象分析、知識點講解、應(yīng)用影響等多層次服務(wù)。在“評”的方面，生成式AI還可針對性完成教育評價的多項任務(wù)，如在對學(xué)生的程序代碼評價中，生成式AI可以通過自動識別程序語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、函數(shù)類型與代碼結(jié)構(gòu)，整體評價算法程序的編寫正誤，并提供關(guān)于代碼規(guī)范性、復(fù)雜性等多個維度的反饋與評價。

信息科技學(xué)科的“教學(xué)評”一致性以學(xué)習(xí)目標為統(tǒng)領(lǐng)，關(guān)注學(xué)生個性化、多樣化的學(xué)習(xí)需求，課程邏輯以學(xué)生經(jīng)驗貫穿教學(xué)各要素的設(shè)計，利用生成式AI將教學(xué)活動和評價活動融合，以目標指導(dǎo)學(xué)生的“學(xué)”、教師的“教”和學(xué)習(xí)效果的評價，將其視為一個整體，合力推動學(xué)習(xí)目標的達成。以浙教版四年級下冊第三單元中“數(shù)據(jù)可視化”一課為例，“教學(xué)評”每一步的推進，最終都為了達成“認識數(shù)據(jù)可視化及其應(yīng)用；根據(jù)主題需要，用合適的方式進行數(shù)據(jù)可視化”的學(xué)習(xí)目標。

生成式AI在信息科技學(xué)科“教學(xué)評”一致性的應(yīng)用實踐

為了切實推進新課標中提倡的教學(xué)與評價的一致性，開展對“教學(xué)評”一體化實施的研究。筆者選取了生成式AI部分核心能力，具體研究思路如圖2。

1.教：“雙師課堂”協(xié)同教學(xué)

基于“教學(xué)評”一致性中“教”的部分，生成式AI具有補充教學(xué)內(nèi)容的作用。生成式AI可以依據(jù)教學(xué)框架和教學(xué)目標，生成新的教學(xué)資料，幫助教師開展教學(xué)活動。AI在充分學(xué)習(xí)新課標、教學(xué)材料的基礎(chǔ)上，主要利用生成式AI的“序列任務(wù)執(zhí)行”能力協(xié)助教師設(shè)計課程方案、生成教學(xué)資源、提供評估反饋等。另外在“雙師”教學(xué)中，可以考慮人類教師做主導(dǎo)進行項目規(guī)劃和教學(xué)調(diào)控，利用生成式AI的“對話情境理解”能力讓生成式AI（虛擬數(shù)字教師）參與課堂授課、智能解答和實時測評。

以“數(shù)據(jù)可視化”一課為例，教師首先制定一個基礎(chǔ)教學(xué)框架，包括課程主題、學(xué)習(xí)目標、主要教學(xué)步驟、核心內(nèi)容、教學(xué)方法和評價標準，其中具體教學(xué)步驟如下。（1）主題引入：教師通過一段視頻引入主題，展示數(shù)據(jù)可視化在日常生活中的應(yīng)用實例，如天氣預(yù)報圖、交通流量熱力圖等。（2）感知與發(fā)現(xiàn)：利用AI大語言模型“文心一言”，教師設(shè)計一個互動問答環(huán)節(jié)，AI根據(jù)預(yù)設(shè)的知識點庫，提出問題并根據(jù)學(xué)生的回答提供即時反饋。（3）初探與建構(gòu)：AI根據(jù)教學(xué)目標，生成一系列數(shù)據(jù)可視化案例，包括圖表、圖形和地圖，幫助學(xué)生初步了解數(shù)據(jù)可視化的概念和方法。（4）應(yīng)用與深挖：教師引導(dǎo)學(xué)生使用“文心一言”進行項目實踐，AI根據(jù)學(xué)生選擇的數(shù)據(jù)集提供定制化的可視化建議和步驟指導(dǎo)，學(xué)生通過實踐深入探索數(shù)據(jù)可視化技術(shù)。（5）對比與延伸：AI自動生成不同數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的對比分析，幫助學(xué)生理解不同技術(shù)的優(yōu)勢和局限，同時提供拓展材料，引導(dǎo)學(xué)生思考數(shù)據(jù)可視化在不同領(lǐng)域的應(yīng)用。（6）課堂小結(jié)與知識延伸：利用“文心一言”，教師總結(jié)本課的關(guān)鍵知識點，并生成一系列相關(guān)問題，通過小測驗的形式，評估學(xué)生對數(shù)據(jù)可視化概念的掌握程度。（7）愛國主義教育融入：結(jié)合愛國主義教育，“文心一言”生成了關(guān)于國家發(fā)展數(shù)據(jù)的可視化案例，如GDP增長、人口變化等，讓學(xué)生在了解數(shù)據(jù)可視化的同時，增強國家意識和民族自豪感。

2.學(xué)：“人機課堂”自主探究

學(xué)生的“學(xué)”是一個過程，是無法一蹴而就的。小學(xué)階段的學(xué)生，認知和理解能力稍弱，而生成式AI 具備對話界面簡潔、提供個性化回答、獲得即時反饋的特點，可為學(xué)生提供更具啟發(fā)性的學(xué)習(xí)思路和素材，且人機協(xié)作互動的方式，為學(xué)生理解學(xué)習(xí)內(nèi)容和專業(yè)知識提供了便利。在人機課堂中，學(xué)生主動參與知識建構(gòu)、積極探究提出問題，利用生成式AI的“對話情境理解”能力與虛擬數(shù)字教師主動交流，不斷建構(gòu)、重構(gòu)和優(yōu)化自己的知識體系，從而更好地理解知識的本質(zhì)和核心，在學(xué)習(xí)、理解、論證、反思的過程中達到培育學(xué)科核心素養(yǎng)的目的。

以“數(shù)據(jù)可視化”一課為例，學(xué)生的“學(xué)”可以細化成以下“兩步三任務(wù)”。第一步，教師播放一段由AI生成的視頻，介紹數(shù)據(jù)可視化的基本概念和應(yīng)用場景。視頻通過動畫和圖表，生動地展示數(shù)據(jù)可視化的不同呈現(xiàn)形式，如條形圖、餅圖、折線圖等。第二步，針對數(shù)據(jù)可視化技術(shù)進行深度解析，由教師具體展示如導(dǎo)航圖、熱力圖、動畫等豐富多彩的可視化實例，并布置探究性任務(wù)。任務(wù)一是數(shù)據(jù)解讀與案例分析。學(xué)生選擇一個實例，使用“文心一言”進行深入分析。如學(xué)生選擇了一個關(guān)于全球氣候變化的熱力圖，AI提供了該圖表的數(shù)據(jù)來源、制作步驟和解讀指南，引導(dǎo)學(xué)生理解圖表背后的數(shù)據(jù)含義。任務(wù)二是可視化需求探索。學(xué)生根據(jù)自己感興趣的研究領(lǐng)域，使用“文心一言”探索數(shù)據(jù)可視化的實際需求。AI根據(jù)學(xué)生的興趣和所提供的數(shù)據(jù)集，推薦合適的可視化方法，并提供相應(yīng)的教程和指導(dǎo)。任務(wù)三是自動生成可視化圖表。學(xué)生使用“文心一言”自動生成可視化圖表，探索不同的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)方式。AI根據(jù)學(xué)生選擇的數(shù)據(jù)和指定的圖表類型，生成圖表并提供圖表的詳細解釋，幫助學(xué)生理解其與電子表格軟件的異同。

3.評：“反饋課堂”實時測評

在“教學(xué)評”一致性教學(xué)模式中，“評”是不可或缺的重要環(huán)節(jié)。為使學(xué)習(xí)目標和評價任務(wù)能夠匹配且達到預(yù)期，真正實現(xiàn)“教學(xué)評”三位一體，需要在教學(xué)活動中實現(xiàn)師生、生生的充分交流、分析、測試與評價，在不斷地反饋與調(diào)節(jié)教學(xué)中解決問題。如生成式AI的對話理解能力，可以評價學(xué)生的表達能力、表達水平，更加細致地分析學(xué)生的語言組織能力，針對學(xué)生表達和描述情況，給出相應(yīng)的反饋意見；生成式AI的任務(wù)執(zhí)行能力，則可以考查學(xué)生的試卷完成情況，通過自動篩選和多種備選的方式，為學(xué)生提供智能化試卷，讓學(xué)生可以更好地在測試中掌握自己的情況，教師也能了解學(xué)情。

例如，在“數(shù)據(jù)可視化”一課的結(jié)尾階段，教師采用“文心一言”大模型來評價學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。以下是具體的應(yīng)用和真實效果。（1）智能出題。假設(shè)學(xué)生小明正在學(xué)習(xí)如何將銷售數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可視化圖表。“文心一言”根據(jù)小明的學(xué)習(xí)進度和能力水平，生成了一個包含過去一年內(nèi)各地區(qū)銷售情況的數(shù)據(jù)集，并提出任務(wù)：“請將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為能夠清晰展示各地區(qū)銷售趨勢的圖表?！保?）實時進度跟蹤。當小明開始任務(wù)時，“文心一言”通過集成在學(xué)生作業(yè)平臺上的監(jiān)控系統(tǒng)，實時跟蹤進度。系統(tǒng)顯示小明正在嘗試創(chuàng)建一個堆疊條形圖來展示不同地區(qū)的銷售量。（3）準確率分析與反饋。小明提交了他的可視化作品后，“文心一言”分析圖表的準確性和設(shè)計質(zhì)量。AI發(fā)現(xiàn)雖然數(shù)據(jù)呈現(xiàn)正確，但圖表的配色方案不夠直觀，于是提供了改進建議?！皣L試使用顏色漸變來區(qū)分不同地區(qū)的銷售量，以提高圖表的可讀性?！保?）學(xué)習(xí)目標的實時反饋。教師通過AI的分析報告了解到小明在數(shù)據(jù)準確性方面表現(xiàn)良好，但在視覺設(shè)計上需要加強。教師決定在下一節(jié)課上重點講解數(shù)據(jù)可視化的設(shè)計原則。（5）學(xué)業(yè)發(fā)展記錄。AI記錄了小明在課程中的所有作業(yè)和討論，包括他如何一步步改進他的可視化技能。這些記錄幫助教師和家長了解小明的學(xué)習(xí)進展和需要額外關(guān)注的領(lǐng)域。（6）跨學(xué)科能力的評價。在評價小明的最終項目時，“文心一言”不僅分析了他在數(shù)據(jù)可視化方面的表現(xiàn)，還評估了他如何將數(shù)學(xué)知識和設(shè)計原則應(yīng)用到圖表制作中，提供了一個全面的學(xué)習(xí)評價。（7）反饋與自我反思的促進。收到AI的評價報告后，小明意識到了自己在設(shè)計上的不足，并根據(jù)反饋調(diào)整了他的圖表。他還寫下自我反思日志，記錄了自己在項目中學(xué)到的知識和需要改進的地方。

生成式AI在學(xué)習(xí)評價中的應(yīng)用不僅提高了評價的效率和質(zhì)量，還通過提供個性化反饋促進了學(xué)生的自我學(xué)習(xí)和成長。同時，教師也能夠根據(jù)AI的評價結(jié)果，更好地理解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，調(diào)整教學(xué)策略，實現(xiàn)更有效的教學(xué)。學(xué)生在與AI交流學(xué)習(xí)時也會出現(xiàn)一些問題，如AI在回答一些問題時，提供的結(jié)果并不一定完全符合我們的需求，這時教師需要提醒學(xué)生與AI交流時提的問題要更詳盡，以便獲得更為準確的結(jié)果。

結(jié) 語

“教學(xué)評”一致性本質(zhì)是在課堂教學(xué)系統(tǒng)中，力求教師的教（學(xué)習(xí)目標）、學(xué)生的學(xué)（學(xué)習(xí)任務(wù)）和對學(xué)生學(xué)習(xí)的評價三要素協(xié)調(diào)配合、目標一致。依托生成式AI的信息科技教學(xué)，可將課堂的靈活性交給學(xué)生，通過個性化的學(xué)習(xí)路徑和任務(wù)，促使學(xué)生更深入地參與學(xué)習(xí)過程，從而提升他們的學(xué)習(xí)動機和興趣。