推 荐 序
在科技与教育深度融合的时代语境下，《教学创新：生成式人工智能重构教学资源》以“数字技术重塑教育生态”为切入点，回应国家“推进教育数字化”的战略号召，聚焦于生成式人工智能在教学素材开发中的创新应用，为一线教师提供从理论认知到实践操作的全景式指南。本书立足于基础教育场景，紧扣“技术赋能教学素材迭代”这一核心命题，通过大量案例与技术解析，构建了“工具认知—场景应用—创新设计”的立体化知识体系，旨在帮助教师打破传统素材开发的思维定式，在人机协同中释放教学创造力。
传统教学素材的开发长期受制于技术壁垒与资源不足：静态文本难以呈现动态科学原理，平面图表无法直观揭示数据关联逻辑，标准化课件难以适配差异化学习需求。本书以 GAI 技术为破局关键，系统展现其在六大核心教学资源中的赋能路径：从图片与视频的智能生成、PPT 制作的自动化、教学图表的高效制作，到数字人助教的课堂互动、智能体的个性化学习支持，技术与教学的深度融合贯穿始终。例如，通过 GAI 生成“水的沸腾实验”动态流程图，教师可一键实现实验步骤的可视化拆解；利用多模态数据生成初中语文《背影》的人物关系思维导图，帮助学生构建文本分析框架；借助数字人技术创建虚拟教师，为偏远地区学生提供沉浸式场景教学——这些实践案例彰显了 GAI 在突破时空限制、优化认知路径中的独特价值。
教材的创新性更体现在对“教育本质”的坚守：技术并非替代教师，而是延伸教育的可能性边界。书中强调，教师的核心竞争力在于基于教育规律的素材设计能力，而GAI则可以承担数据处理、内容生成等机械性工作。例如，在“一元二次方程”的教学中，GAI 可快速生成分层练习题与动态函数图像，但引导学生理解方程本质、构建数学思维的核心环节，仍需教师通过课堂互动实现。这种“教师主导创意，技术执行细节”的协同模式，既保留了教育的人文温度，又释放了技术的效率优势。
本书的实践导向还体现在对操作流程的精细化拆解：从 GAI 工具的选择（如文心一言、智谱清言的场景适配）、提示词的优化策略（如“角色—场景—需求”三段式指令），到素材生成后的二次加工与课堂应用策略，均提供了可复用的方法论模型。例如，教师通过“输入教学目标—选择素材类型—调整参数设置”三步法，即可快速生成适配不同学情的课件、习题与互动资源，显著降低技术应用门槛。书中更通过“初中生物虚拟讲解”等具体案例，展现 GAI 在跨学科教学、项目式学习中的实操路径，助力教师将技术能力转化为课堂创新力。
站在教育数字化转型时代的关键节点上，本书试图构建“技术理性”与“教育温情”的平行坐标系：既深度解析 GAI 的算法逻辑与工具特性，又始终以“学生的全面发展”为价值锚点。而教师的角色，也将从“素材生产者”升级为“学习体验架构师”，在人机协同中重新定义教育的创新边界。
教育的未来，是技术赋能下的因材施教。期待本书成为一把钥匙，引领教师打开 GAI 技术的宝库，在教学素材的重构中看见教育的更多可能——让每一个知识点都能以最契合学生认知的方式呈现，让每一次课堂互动都能激发学生思维的火花。当技术的理性与教育的温度共振，我们终将抵达“以学生为中心”的教育新境界。
刘虎
北京航空航天大学教授、博士生导师
北航学院院长兼工程实践与创新中心主任
2025 年 4 月 10 日
前 言
近年来，生成式人工智能（Generative Artificial Intelligence，GAI）的出现和迅猛崛起，在给教师带来各项挑战的同时也为教师的教育教学带来了新的机遇。《2023 年十大新兴技术报告》中指出，GAI 是一种通过学习大规模数据集生成新的原创内容的新型人工智能 (1)。基于机器学习和深度学习，GAI采用超大算力和预训练模型，结合多模态技术，具备自动化生成文本、图片、视频等内容的能力。正因如此，GAI 能有效生成教师所需的各类教学资源，在丰富教学资源获取路径的同时提升教学资源质量。然而，目前我们的一线教师，尤其是偏远地区的教师，普遍缺乏有效利用 GAI 生成教学素材的相关技术手段。因此，本书作为教育教学的素材制作和创新指导手册应运而生，旨在为广大一线教师和教育管理者提供GAI赋能教学素材的新视角和实践路径，突破教学实践中的技术壁垒。
在这本书中，你将系统地了解 GAI 给教学素材革新带来的新机遇与挑战，以及 GAI 如何通过赋能六类资源来促进教学资源的丰富和创新。本书分为六章，分别介绍 GAI 给教学素材带来的革新，以及 GAI 如何赋能六大资源。第一章深入讲解目前教学素材的现状和所面临的五大挑战，而 GAI 的出现为教学素材突破困境提供了多样化解决路径，具体将从六类教学资源入手，讲述GAI 在教学中的详细应用。第二章从动静媒介两大资源入手，向大家详细讲解 GAI 如何服务于图片和视频资源的创作，并配合案例详细讲解操作步骤和策略方法。第三章聚焦多媒体内容资源，从文本内容的生成优化，到作业与课程材料设计，到最后的 PPT 制作自动化，详细讲解 GAI 支持下的多媒体内容资源的生成和优化。第四章为大家详细介绍 GAI 如何提升图表制作效率与知识可视化，包含数据图表的生成展示、思维导图的设计应用和流程图的规划实施，涵盖现阶段中小学教师在教学中常用的各类图表。在详细的应用环节，第四章还将根据教师对 GAI 的熟悉程度，提供不同难度的方法策略供教师们选择使用。第五章为大家介绍数字人技术在教学中的应用，从数字人技术的概念功能、数字人赋能互动教学原理和教育数字人的创建应用，层层递进展开讲解，让教师了解数字人技术是什么、为什么 GAI 赋能的数字人技术能应用于教学过程中，以及数字人技术在教学中如何应用。第六章向大家讲解另一项高阶技术——智能体在教学中如何应用。从智能体的概念出发，到技术原理与工具，最后到智能体搭建，第六章将一步一步讲解完整的流程和搭建方法，就算是新教师也能搭建出属于自己的智能体。
亲爱的读者朋友再次感谢你选择本书，在接下来的阅读中，你将会更加详细地了解到本书的具体内容和所传达的思想。希望本书能给你的教学工作带来便利，并给你的教育教学带来新的启发！
本书编委会
