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ChatGPT对小学教师智能素养提升的机理与应用.pdf


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】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。:..对小学教师智能素养提升的机理与应用成都市双眼井小学【摘要】智能时代催生教育行业的重塑和改革,教育发展必然推动小学教师由信息素养向智能素养提升。基于ChatGPT的关键技术框架和核心能力支撑,分析了其核心能力可以支持的小学潜在教育应用场景,探讨了小学教师在教、学、评、辅四个典型教育环节实现智能化教育提升的方法和手段,构建了实现知识传播、技能提升与价值观塑造三维重要任务的应用途径,提出了提升基于ChatGPT的小学教师智慧素养的温度温润、社会协同、自主驱动和团队构造的底层逻辑。【关键词】智能素养;ChatGPT;核心能力;应用机制;底层逻辑当前,智能化浪潮席卷全球,不断推动人类社会迈入智能时代。在基础教育领域尤其小学教育领域中,推进智能时代教育的数字转型和智能升级,推动各级教师的信息素养向智能素养转变,促进信息技术与智能技术在小学教育领域的融合与创新应用,成为我国实现教育现代化、建设教育强国最紧迫的任务之一。一、智能时代中的教育与教育发展中的智能素养进入新时代,人工智能来势迅猛,已经引发了诸多领域与行业的深刻变革。一方面,人工智能所发挥的增强、替代、改善、变革等作用,突出体现在对社会生产和生活各个领域所产生的行业重塑作用,以及对人力的释放;另一方面,这些重塑作用和人力的释放,引发了社会领域与行业的变革,促使了社会人才需求的转向。教育是社会人才资源输出的重要领地,人工智能的高速发展加速了教育深化改革的进程,推动了系统内部的更新再造。一是教育“身手”的延伸,信息技术、数字化工具与手段使教育方法越来越多样化和现代化,并丰富着教育学****的工具箱;二是教育“神经”的触碰,人工智能发展正在逐渐取代人类的某些技能与职业,教育中最关键的问题“什么知识是最有价值的”,重新受到人们的追:..或认识“我自己”。小学教育作为基础教育,小学教师作为启蒙教师,在人工智能时代,必然要求将小学教师的信息素养延伸和演进到智能素养,来应对教育教学及教育创客发展的需要。一方面,伴随着人工智能技术快速发展,小学信息技术课程的学****环境和内容发生变革,原有的课程标准在课程目标、价值取向、课程内容等方面已经跟不上新时代的发展需求;另一方面,随着5G移动通信技术的发展,智能教育新生态系统将小学教育环境从“数字教育环境”到“信息教育环境”、“智能化教育环境”转变,小学教育方式也随之从传统的“数字化教育”向人工智能时代的“智慧教育”发展。近些年来,我国的学科定位、课程目标紧跟时代,对人才培养提出了新要求。比如2017年国务院颁发《新一代人工智能发展规划》,2019年3月,教育部发布《中小学综合实践课程指导纲要》,都体现人工智能时代对“编程能力”、发展“编程思维”的智能素养培养要求。由此可见,提升小学教师的智能素养迫在眉睫。二、ChatGPT助力小学教师提升智能素养的基本因循2022年11月,生成式人工智能系统ChatGPT正式发布,并迅速成为教育领域关注和讨论的焦点。ChatGPT在文本类内容生成、上下文情境理解等方面表现出卓越性能,对教育领域产生了巨大影响和深刻启示,促进和催化教育理念、教育实践向智能化深层变革。(一)ChatGPT对小学教师智能素养提升的基本支撑以ChatGPT为代表的GPT系统,通过五项关键技术与基本原则的科学合理使用,促使ChatGPT系统在自然语言理解与内容生成方面,显示出四项较为突出的核心能力(具体内容见图1),实现了当前生成式人工智能领域的重要突破,也为其在教育领域的应用提供了诸多可能性。:..ChatGPT对小学教育教学评辅的智能应用场景基于当前ChatGPT系统所具备的四项核心能力,我们从教、学、评、辅四个典型教育环节,梳理了不同核心能力可以支持的潜在教育应用,如图2所示。图2基于ChatGPT的教学评辅智能应用场景第一,教学场景。基于启发性内容生成能力,系统可以依据教师的教学目标生成创作型教学素材,辅助教师设计有创新性的教学活动;基于对话情境理解能力,系统可以在课堂教学中充当助教角色,根据当前教学活动情境,为教师提供教学:..的教学需求,生成个性化教学方案;基于程序语言解析能力,系统可以为教师提供编程课程案例,支持典型问题及其变形的示例性代码生成与说明。第二,学****场景。基于启发性内容生成能力,系统可以自动生成范文段落示例或启发性思路提示,为学生提供创意写作素材,以人机协同共创方式辅助学生写作;基于对话情境理解能力,系统可以识别学生学****情境,结合学科专业知识,为学生提供基于情境的学科知识问答;基于序列任务执行能力,系统可以依据学生的学****需求与知识掌握情况,为学生提供动态教学支架与反馈,并优化其学****路径;基于程序语言解析能力,系统可以结合学生实际需求与编程任务,为学生推荐相关代码片段与运行解析,帮助其高效理解程序的设计思路与编写方式。第三,评价场景。基于启发性内容生成能力,系统可以为学生作品和答案进行客观点评,引导学生发掘作品优点并提供改进思路;基于对话情境理解能力,系统可以对学生的语言表达能力进行评测,通过分析学生对话过程中的词汇、语法、句子结构,以及观点表达与事件描述方式,给出针对性的反馈建议;基于序列任务执行能力,系统可以依据测试科目、考察目标、题目类型等组卷需求,自动生成多种备选测试题目,支持教师智能组卷;基于程序语言解析能力,系统可以进行高效代码反馈与评价,纠正代码错误并提出优化建议。第四,辅导场景。基于启发性内容生成能力,系统可以生成针对性资源和素材,引导学生从不同角度对知识点进行理解,辅助提升学生的知识探究与创新能力;基于对话情境理解能力,系统可以依据历史对话信息理解学生的实际辅导需求,结合当前学****内容,为学生提供个性化学****支持;基于序列任务执行能力,系统可以针对学生的疑难问题进行分步骤解析,帮助学生理解问题求解的要点与难点;基于程序语言解析能力,系统可以生成多维度代码解释,包括参数设置、算法思路、逻辑关系等,帮助学生理解程序内涵与功能,辅助提升学生编程能力。(三)小学教师智能素养培育的三大应用机制小学教师作为教育教学工作的直接承担者,肩负着知识传播、技能提升与价值观塑造三个重要任务。如何将ChatGPT能更好地融入这三个维度的人才培养,:..ChatGPT智能教学的局限与弊端,需要重塑教师角色与价值定位,构建教师智能教育素养的培养体系。第一,构建基于ChatGPT的知识传播机制。在知识传播任务的智能素养培育方面,主要应用在协助备课和辅助学****上。:ChatGPT能够参与到教研备课中,帮助老师生成一个基础的计划,提供通识性和常态化的内容,节省教师初始时头脑风暴的时间。具体而言,在备课中的应用有以下几个方面:进行知识搜索:通过问答的方式,快速搜索到相关的知识点。只需要向AI提出问题,ChatGPT就会快速生成一套方案。生成教学内容:通过给ChatGPT一些指令,让其自动生成相关的教学内容,从而提高备课效率。进行课堂模拟:通过跟ChatGPT进行模拟对话,从而更好地了解学生问题,并做好课堂准备。进行语言翻译:如果教师需要在课堂上使用其他语言,可以利用ChatGPT进行翻译。:ChatGPT能够提供丰富的解释、方法、资讯、思路,帮助学生更深刻、更富有创意地理解知识,提高学****效率和兴趣。观点提取:它能够快速生成学****材料,如摘要、抽认卡和测验,帮助学生复****和学****课程材料。内容翻译:ChatGPT可以将教学内容进行自由翻译,使学生更易理解。学生也可以向ChatGPT寻求学****各种语言的帮助,获得该语言的资源,如词汇表等。专属指导:ChatGPT能够实现教学资源、资讯的多样化,通过提供解释、分布指示和额外资源,帮助学生获得解决问题的技能。:..ChatGPT还可以在中小学的研究性学****基于项目的学****问题导向学****主题探究学****等研究性学****中发挥重要作用。第二,构建基于ChatGPT的技能提升机制:在技能提升任务的智能素养培育方面,主要应用在课程设计和作业测评上。:ChatGPT可以为教师的课程设计提供创意思路,协助检索和整理文献资料,生成完整的课程材料,如教学大纲、课程计划和阅读材料。题目:在程序中输入“请为三年级的孩子设计一个探究性课程,主题是'海豚的智慧'”。答案:当然,我可以帮助您设计这样一个探究式课程。以下是一个简单的计划,您可以根据您的班级和资源做出调整。1目标:学生们将了解海豚的智慧和它们与人类的相似之处。2探究问题:海豚是如何使用声音进行交流的?海豚的智商与哪些动物相似?海豚在野外生存时,如何才能适应不同的环境?3活动设计观看视频:给学生们播放与海豚有关的视频,例如关于它们的基本知识、食性、行为等方面的纪录片或短视频。这可以提供一些背景信息,并不断激发学生对海豚的兴趣。阅读文章:提供有关海豚的阅读材料,例如科学期刊或神经科学研究论文的简短摘要。让学生们阅读并回答一些问题,以了解海豚的智慧和它们与人类的相似之处。:..组中讨论海豚的智慧与其他动物相比如何,以及这些智商方面的差异如何影响海豚在野外生存。观察实验:展示给学生们一些海豚的智力游戏,例如利用球、圆环等物品与海豚进行互动的实验。让学生观察这些实验,并尝试预测海豚的行为,以加深他们的认识。研究报告:让学生们分别挑选一个与海豚相关的话题进行研究,并撰写一份简短的研究报告。这些话题可以包括海豚的智力、社会行为、捕食技巧等。总结:让学生回顾所学内容,并以小组的形式分享他们的发现和研究报告。这可以帮助学生整合并巩固他们的知识,并提供一个互动的平台,以加强他们对课程的深度理解。:ChatGPT还可以参与到学生评估中,自动生成作业测验和考试,帮助教师评估学生学****状态,观察学生学****进度。比如:输入问题:“请为小学三年级语文人教版设计一套期末基础知识测试题,题目不超过五道。”题目生成:1下面哪个字是“虫”字旁边加上“文”部首组成的?“空中楼阁”相反的意思?“星星之火,可以燎原。”这句话的意思是什么?,小火却还在燃烧。。:..明星虽然小,却可以照亮整个夜空。4下面哪一句话是表达了同一件事情的两种不同方式?。。5小明买了一本价值10元的书,他用20元支付,找零10元。请问小明买书后手中剩余的钱是多少?:;;;;、构建基于ChatGPT的价值观塑造机制:在价值观塑造任务的智能素养培育方面,主要应用在课程助教和事务帮手上。:ChatGPT可以为教师提供一个实时分享的平台,实时回答问题,为课堂活动提供想法、增加课堂趣味性和丰富性,帮助学生理解复杂的内容和概念,成为教师的人工智能助教、课后导师或辩论陪练。:ChatGPT能够轻松完成撰写邮件、论文、脚本,制定商业提案,创作诗歌、故事,甚至敲代码、检查程序错误等工作,自然也可以通过产生想法、改进建议和对书面工作的反馈,来协助师生进行日常的活动策划。比如,自动生成各类工作总结、周报、月报,减轻常态化事务的内耗。三、着力提升基于ChatGPT的小学教师智慧素养底层逻辑虽然ChatGPT在人工智能促进小学教育方面表现出巨大的优越性,但由于其在科技与社会发展中对人性的局限与不足,我们必须在凭借技术赋能的前提下,致力于让学校教育回归人性,更具温度。这才是面对ChatGPT等人工智能技术时,教育应有的回应。:..在技术运用上要充分体现人性化考量,重视学生的尊严和价值,体现出教育的温度,形成“智慧教育”的底层逻辑;二是坚持尺度与温度教育的融合。坚持教育要与教学环境融合,与教学过程融合,与教学内容融合,与校园生活融合;三是在技术应用上要避免说教式、灌输式、照本宣科式教育,多发扬人格感染、心灵碰撞、理解倾听、真诚激励,润物无声的教育使命。第二、从一元到多元,在社会协同中多凝力。一是要聚焦社会热点,关注科技前沿,避免智能依赖,让孩子们像科学家一样思考问题。可以依托数字制造、仿生机械、生物基因、人工智能、大数据、虚拟现实、智能物联、5G技术等实验室,开发各类创新课程;二是拓展探究视界,构建跨界思维。在智能智慧帮助下让世界变成学生的全部教材,但不能把教材当作学生的全部世界。三是突出个性化教育,搭建潜质性赛道。应借助人工智能积极实施小班制、分层制、选课制、导师制、书院制等个性化人才培养方案,为不同潜质的学生搭建数理、人文、艺术、体育、国际等方向的最优赛道。第三、从模式到变式,在自主驱动中多助力。一是研究如何将信息技术深度嵌入教学系统,推动教与学方式的变革。推崇以问题、项目、活动为驱动的教学模式,突破传统的课堂教学,增强学生学****的内驱力;二是构建以虚拟课题为特征的“海豚学院”,打开学校边界,用互联网实现课堂教学的跨时空传送,构建实体教学与虚拟教学互为补充的学校育人新生态。三是建设智能化管理平台。聚焦备课、上课、作业、辅导、考试、评价等教学关键环节,通过构建智能校务、智能采购、智能教务、智能学****等智能化移动管理平台,推动教育教学工作向简约、智能和高效演进。第四、从结构到重构,在团队打造中多运力。一是积极运用互联网思维对学校教育进行设计,确定“打开边界,融通未来”的办学理念,推动学校结构性变革。二是积极应用人工智能技术,力求把学校建成以世界为范围的“无围墙学校”,开发以生活为教材的“无边界课程”,建设以网络为教室的“无时限课堂”,开展以问题为驱动的“无制式教学”,加快传统学校向未来学校转型。三是积极培育智能素养教师团队。用使命感召教师,用目标牵引教师,用力量点燃:..境。四、结语人工智能生成内容相关技术演进速度非常快。GPT系列从第一代GPT-1到第四代ChatGPT-4,每一次更新迭代都不足五年。站在数据智能垂直应用角度,科学家基于丰富的经验,从四个方面构想了未来关于ChatGPT的算法拓展:一是行业数据训练优势。ChatGPT需要进一步整合各行业历史沉淀数据,并将数据转换为高质量、有效的训练数据集,更好地提升行业应用模型的精度;二是强化推理能力。基于对业务场景的了解,对未知业务场景做从规则、向量表达推理到多层次提升范式学****过程;三是线上更新机制。实时收集线上数据,实时进行模式化更新,动态反馈至模型中,形成模型长期反馈更新机制;四是深度挖掘行业应用场景。通过更深层地将GPT技术与垂直行业业务深入融合,构建行业化的GPT模型,并服务于实际业务需求。可以预见,更加智能化、人性化、生成式人工智能技术和产品将会在短期内继续迭代,在自然语言处理任务上的性能将进一步提升,而且将具备更优秀的理解、生成与泛化能力。因此,基础教育教学领域应更加积极相应人工智能技术的快速发展,以更加开放和包容的态度,鼓励教育工作者秉持文化融合与技术向善理念,不断巩固研究、使用相关技术和现代工具,不断提升智能素养,来迎接各类教学任务的智能化调整和挑战。

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