1.2 教學有效創新：用AI生成教學場景和問題

1.2.1 為什么要通過AI創設教學場景

教師在AI的輔助下，不僅能構建高效的教學環境，還能深刻影響學生的學習動機與思維發展。例如，通過“AI倫理”這個提示詞，教師可以引導學生深入分析技術的利弊，打破傳統思維模式，探索創新的解決方案；富有創意的提示詞如“星際探索”能夠點燃學生對天文學的熱情，并將其轉化為持久的學習動力。

教學場景創設是實現教學目標的重要手段。無論實體的物理場景還是虛擬的情境與內容場景，都會對學生的學習動力、思維深度及課堂參與度產生深遠影響。

通過AI，教師可以快速構建符合教學目標的虛擬情境和問題鏈（見圖1.7）。

● 將抽象內容具象化：尤其適用于高等數學、語言等學科，情境化教學可以讓學生直觀地理解復雜的概念。

● 增強課堂互動：通過生成問題情境，引導學生自主思考和討論，促進課堂互動。

● 節約備課時間：用AI輔助構建場景和問題，可以減輕教師的備課壓力，讓教師將更多的時間用于教學設計和反思。

1.2.2 如何用AI生成教學場景

1.教學場景設計案例

提示詞：

“為大學物理課程設計一個關于牛頓第三定律的教學場景，包括情境描述、學生角色和討論問題?！?/span>

AI生成的內容如下。

情境描述：宇航員正在執行一項太空站外的修理任務，需要用推力改變自己和工具箱的方向。

學生角色：學生分組，分別扮演宇航員、任務指揮官和觀察員。

討論問題：

● 為什么宇航員在推動工具箱時自己會向反方向運動？

● 如果宇航員與太空站發生碰撞，會發生什么？

此類場景結合了真實的問題和理論，可以激發學生的學習興趣。

2.虛擬實驗場景設計案例

提示詞：

“為環境科學課程設計一個虛擬實驗場景，主題是酸雨對森林的影響，包括實驗步驟和討論環節?！?/span>

AI生成的內容如下。

實驗步驟：

● 模擬森林土壤的酸堿度變化。

● 測量酸性環境對植物生長的影響。

討論環節：

● 酸雨的主要成分是什么？

● 如何從政策和技術層面減輕酸雨的危害？

虛擬實驗可以幫助學生更好地理解科學方法和理論的應用。

1.2.3 如何用提示詞生成啟發式或分層式問題

1.啟發式問題

啟發式問題旨在激發學生的自主探索和思考能力。

提示詞：

“設計三個與AI帶來的倫理挑戰相關的啟發式問題?！?/span>

AI生成的問題如下。

● AI是否應該具備道德判斷能力？為什么？

● 如果AI的決策將影響人類生命安全，我們該如何界定責任？

● 未來是否需要為AI立法？如何平衡創新與監管？

這些問題可以用于課堂討論，引導學生思考技術與倫理的關系。

2.分層式問題

針對不同知識層次的學生，設計分層問題以滿足多樣化需求。

提示詞：

“為初學者和高級學習者分別設計與細胞分裂相關的問題。”

AI生成的問題如下。

● 初學者：細胞分裂的兩個主要階段是什么？

● 高級學習者：為什么細胞周期中的檢查點對癌癥研究至關重要？

通過分層設計，教師可以更好地滿足學生的個性化學習需求。

1.2.4 如何用AI設計課堂實踐活動

1.學生共創場景

活動步驟：

● 教師展示幾個提示詞及其生成的教學場景；

● 學生分組，根據課程主題設計新的提示詞；

● 使用AI生成場景，并對生成的結果進行優化。

活動目標：培養學生的創意和分析能力，同時增強他們對課程內容的理解。

2.即興AI互動

活動步驟：

● 教師與學生共同設計提示詞并將其輸入AI；

● 在課堂上展示AI生成的場景或問題；

● 師生共同討論如何改進或應用AI生成的內容。

活動目標：通過互動，讓學生體驗AI的輔助作用，同時提高其課堂參與度。

1.2.5 如何用AI促進教學場景與問題的融合

AI可以促進教學場景與問題的融合，涵蓋課前準備、課中實施與課后拓展等環節。教師通過精選提示詞、設計場景與問題，并結合生動的展示與互動活動，可以引導學生深入思考并創新，最終實現知識內化與能力提升，如圖1.8所示。

1.課前準備：精準設計，分層激活

教師依據課程目標、學生基礎與興趣定制場景。

（1）提示詞分層。例如，在物理課上教授牛頓第二定律時，根據學生情況選擇“滑雪者剎車距離計算”等直觀場景或“電梯超重動態分析”等復雜問題，點燃學生的挑戰熱情。

（2）預判式備課。模擬學生解題路徑，預設引導話術。例如，為物理課提前準備引導話術“若學生忽略摩擦力，如何用生活實例反向提問”。

（3）細節打磨。例如，為地理課設計沿海城市防洪案例時，提前收集真實的潮汐數據、城市地圖，讓場景更具沉浸感。

2.課中實施：多維互動，深度碰撞

（1）開場“鉤子”。例如，在數學建模課上，用新聞短片“智能交通癱瘓24小時”導入，瞬間引爆討論：“如果是你，如何用函數優化紅綠燈時長？”

（2）過程推進。

● 問題穿插藝術。在基因編輯倫理課中，拋出問題“該優先治療遺傳病還是增強智商”，瞬間激發小組辯論。

● 教師走位策略。在經濟學課堂中，提醒“卡殼”的學生閱讀案例：“看看2008年金融危機時，美國如何平衡救市與通脹？”

● 互評升級思維。在物理實驗課中，讓學生用手機拍攝視頻，對比不同斜面的加速度，學生在互評中自然就能理解誤差分析。

（3）總結升華。例如，從數學中的函數極值延伸到物流路徑優化算法，播放無人機配送實景視頻，告訴學生：“這就是你們今天推導的公式在現實中的樣子。”

3.課后拓展：從課堂到真實世界

教師向學生布置課后作業，深化并遷移知識和技能。

（1）作業變形記。例如，在歷史課上，教師可以讓學生撰寫“如果鄭和下西洋時有衛星導航”推演報告；在地理課上，教師可以讓學生運用地理信息系統（GIS）重繪家鄉百年氣候變遷圖。

（2）學生創作營。例如，教師可以發起“最佳教學場景設計大賽”；在化學課上，教師可以讓學生設計“元宇宙實驗室爆炸應急處理”模擬器；在生物課上，教師可以讓學生設計“喪尸病毒傳播建?！庇螒颉?/p>

（3）線上共創圈。例如，教師可以設置學科主題微博超話“＃假如愛因斯坦玩抖音?！保瑢W生用短視頻解構相對論，教師匿名參與互動，給最佳創意點贊。

1.2.6 實踐案例剖析

1.成功案例：地理課變為“城市規劃課”

在某高校地理課程“氣候變化影響”章節的教學中，AI發揮了獨特作用，促進了教學場景與問題的融合。教師借助AI，以“沿海城市海平面上升應對”為提示詞，構建出逼真的教學場景：學生們變身為城市規劃師團隊，為面臨海平面上升威脅的沿海城市規劃百年韌性發展藍圖，規劃內容涵蓋防洪、水資源、生態、產業布局等多個關鍵領域。

基于這一場景，AI協助教師設計出一系列富有深度和系統性的問題：面對不同海拔的區域，如何做防護工程選型？面對海水入侵，應提出哪些水資源保障策略？怎樣實現生態系統修復與城市綠化的融合？產業轉型的綠色低碳路徑是什么？這些問題緊密圍繞教學場景，引導學生進行深度思考。

學生們在這樣的教學情境中熱情高漲，積極研討。借助豐富的資料和分析工具，他們提出了許多創新舉措，其成果獲得了城市規劃部門的贊譽。此案例的成功，得益于AI營造出來的真實、緊迫的場景及生成的系統、有深度的問題，充分凸顯了學生的主體地位，有效融合了多學科知識，增強了學生的綜合素養。

2.改進案例：經濟學課堂“活”起來

在某高校經濟學課程“宏觀經濟政策”章節的教學中，教師起初未能有效融合教學場景與問題。教師使用的提示詞是“經濟衰退財政貨幣政策搭配”，構建的場景是抽象的國家模型，數據簡化且理想化，問題也側重于理論計算。這種教學方式導致學生的參與度低，對知識的理解較為片面。

為改善這一狀況，教師借助AI重新設計教學。AI幫助設定新場景：學生變身為經濟智囊團成員，要為一個陷入衰退且可獲得產業結構、就業、國際收支等具體情況的虛擬國家制定政策組合。AI生成了開放性的問題，增加了民生保障、國際合作、長期增長考量等維度，并引入真實政策案例進行對比分析。

改進后，學生們互動十分積極。借助AI提供的豐富信息和分析視角，他們能夠辯證地思考政策權衡，精準把握政策內涵與實踐要領，分析決策能力得到顯著提升。這一改進案例充分體現了AI在優化教學場景與問題融合方面的重要作用，為提升教學質量提供了有效途徑。

1.2.7 教學創新中常用的40個提示詞

教學創新中常用的提示詞可分為以下兩類。

1.課堂互動類

教學創新中常用的課堂互動類提示詞如下。

● 提出問題：用引導式問題讓學生積極參與討論。

● 制造懸念：用懸而未決的問題吸引學生的注意力。

● 使用問答形式：用互動式問答設計課程內容。

● 引入幽默：通過幽默的語言緩解課堂中的緊張氣氛。

● 利用案例教學：通過案例問題讓學生運用理論。

● 設置分組任務：分組討論和解決實際問題。

● 用故事激發興趣：將理論融入有趣的故事。

● 呼吁學生提問：鼓勵學生質疑或挑戰課程內容。

● 制造反轉：用出人意料的例子讓學生深刻記憶。

● 模擬情境：用假設情境提升學生參與度。

● 使用視頻素材：用視頻素材輔助學生理解。

● 挑戰傳統觀點：通過質疑權威觀點激發學生討論。

● 用比喻解釋概念：將復雜理論簡單化。

● 鼓勵辯論：設置對立觀點，組織課堂辯論。

● 用數據支持觀點：用實際數據讓學生信服。

● 設定目標：課堂開始時明確學習目標。

● 創建思維導圖：引導學生整理知識框架。

● 回顧總結：課后用簡潔的語言總結知識點。

● 實施小測驗：通過問題檢驗學習效果。

● 角色扮演：讓學生扮演角色，提升課堂體驗。

2.課程設計類

教學創新中常用的課程設計類提示詞如下。

● 視覺化表達：用圖表呈現復雜的結構。

● 遞進式教學：從簡單到復雜，層層引導。

● 制定邏輯框架：設計清晰的課程脈絡。

● 注重多感官學習：結合聽覺、視覺和觸覺設計教學。

● 提前預告：課前用問題或視頻吸引學生的注意力。

● 插入案例研究：用真實案例提升課程的實用性。

● 強調實踐應用：設計實際操作任務。

● 鼓勵獨立研究：為學生推薦拓展閱讀內容。

● 簡潔表達：避免過于復雜的語言或概念。

● 制造張力：用問題或矛盾增強學生的學習動力。

● 制定測評標準：明確學習評價的重點和方法。

● 使用情感化語言：拉近課程與學生的距離。

● 增加討論時間：鼓勵學生自主表達觀點。

● 重復關鍵點：反復強調課程的核心內容。

● 突出核心思想：明確每節課的核心目標。

● 用開放式問題激發興趣：設計開放式的作業。

● 增強課后輔導：課后提供具體的學習建議。

● 利用電子資源：引入線上內容，輔助學生學習。

● 強調學科交叉：引導學生進行跨學科學習。

● 設置動態內容：根據課堂氣氛調整課程節奏。