党的二十大报告首次提出“推进教育数字化，建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国”。2023年，习近平总书记在中共中央政治局第五次集体学习时强调：“教育数字化是我国开辟教育发展新赛道和塑造教育发展新优势的重要突破口。”。2024年世界数字教育大会提出，“实施人工智能赋能行动，促进智能技术与教育教学等的深度融合，以智助教、以智助学，开发智能学伴与智能助教等。”随着人工智能技术的快速发展和日益普及，人工智能与教育深度融合势在必行。

以 ChatGPT为代表的生成式人工智能对教育带来重大影响。ChatGPT赋能教学，推动教学模式从“师-生”二元结构转向“师-机-生”三元结构，促进教学内容从人工生产转向智能生产，催化“知识+素养”的测评模式；ChatGPT赋能学习，推动学习空间泛在化，满足学习过程全覆盖的个性化需求，形成人机协同的学习模式；ChatGPT赋能育人，推动育人理念转向高阶能力培养和综合素养培育，创新学科融合的育人模式。

传统的嵌入式教学模式存在一些问题，比如学生的兴趣和主动性不高、知识的更新和迭代较快、实践案例少、评价形式单一等，不能满足个性化学习要求等。为了解决这些问题，本课题在教学过程中师生使用ChatGPT、豆丁、文心一言、星火等生成类AI，推动教学从“师生交互”向“师/生/机”深度交互转变；通过AI更新教学资源和内容学，推动教学内容从静态的学科知识转向动态的综合任务转变；教学模式从以教为主转向以学为主转变，结合项目式学习和人机协同学习，提供更加智能化和个性化的教学服务和学习支持，为学生提供更好的学习体验和实践；育人理念从以知识为主转向更加强调“能力为重，价值为先”转变；评价方式评价要从“结果评价”向“多元评价”转变。

1.基于人工智能构建“双师课堂”项目化教学模式

2.师生协同，基于AI更新教学资源和内容，构建嵌入式知识图谱

依托用ChatGPT、豆丁、文心一言、星火等生成类AI，结合嵌入式课程资源，师生协同更新教学资源（师生协同构建的数字化课程基础资料、数字化大纲、数字化教案、学生参与的数字化在线课程、知识图谱、虚拟教师教师、数字化思政素材）等。借助数字化平台，及时更新教学内容与资源，确保教学内容与最新科技前沿发展同步同频。人工智能课程教学注重学生主动参与知识建构、积极探究提出问题，通过与他人的合作交流，不断建构、重构和优化自己的知识体系，从而帮助学生更好地理解知识的本质和核心，培养学生的高阶思维能力。在人工智能课程教学中，需要将学习任务情境化，让学生在学习过程中，通过自主探究学习和小组协作学习，动手创作项目作品，最终完成具有创新性的作品。因此，知识建构理论可以帮助学生更加深入地理解人工智能知识，在实践中促进学生的知识应用和创新思维的形成。

3.构建多元化评价与智能化评价方式

在基于设计思维的人工智能课程教学中，强调多元化评价与智能化评价贯穿在整个教学活动中。采用多元化评价，能够从多维度进行考量，关注学生各种能力的培养。学生的创新设计并非能一次性形成，需要在与同伴的合作交流中不断改进完善。多元化的评价增加了师生、生-生之间的互动交流，可以帮助老师和学生从多个视角看待项目设计的过程，从而帮助学生形成成果。采用智能化评价，则可以实现多场景高效率的协同评价。多元化学习效果评价方式如图2所示。

4.AI赋能课程思政改革

为应对数字化带来的不确定性和日趋严峻的伦理安全挑战，必须始终坚守安全底线，确保数字教育技术安全运行。将数据网络安全、个人隐私保护、知识产权保护、反算法歧视以及嵌入式思政案例作为课程思政要点，加强师生数字伦理和安全教育培训，提高数字教育参与者的法律、安全和风险防范意识，构建更安全、公正和负责任的全球数字教育环境。

5.推动教育数字化进程

在教育数字化的大背景下，《嵌入式》课程将充分利用信息技术手段，推动教育教学的数字化进程。通过建设在线课程、知识图谱等教学资源，为学生提供便捷的学习体验。同时，课程还将利用人工智能等技术手段，实现个性化教学、智能推荐等功能，提升教学效果和学习效率。

6.AI赋能课赛结合，提升学生创新水平

注重“以赛促教、课赛融合”的理念，依托AI让教学跳出教室，课内、课外教师都能获得学生实时的学习情况，并通过智慧平台进行数字化评价，为每个学生建立个性化的专属评价模型，助力学生开展个性化项目设计与创新。学生依托创新项目参加各类学科竞赛，不断提高学生创新水平。

1.建立了素质-能力-知识体系结构

AI赋能嵌入式课程素质-能力-知识体系结构，指的是通过人工智能技术来增强和优化个人或组织在素质、能力和知识方面的体系结构，具体如下

（1）素质：提升学生的数字素养、AI素养、职业道德、安全意识、环保意识和社会责任感；培养学生的创新思维、批判性思考、终身学习能力；培养具备良好职业道德、团队协作精神、创新意识和国际视野的创新人才。

（2）能力：锻炼学生AI应用能力；提高学生运用AI工具解决嵌入式实际问题的能力；增强学生团队协同完成设计项目实施能力。

（3）知识：采用AI快速、便捷地获取大量嵌入式知识，学会知识整合、知识更新内容。

2.教学章节设计-基于人工智能构建“双师课堂”项目化教学

基于人工智能构建“双师课堂”项目化教学流程如下图3，其中教学过程分为课前、课中、课后三个步骤。其中人类教师作为主导，承担项目规划辅导角色；学生为主体，承担项目探索与研学角色；虚拟数字人教师为主讲，承担课程授课与咨询服务工作。

虚拟数字人教师（ChatGPT、豆包、文心一言等）：虚拟数字人技术是语音识别、语音合成、自然语言理解、动画生成等多种技术的融合。制作虚拟数字人是将授课内容的文字导入制作平台，由AI驱动生成授课视频。课前，学生观看虚拟数字人教师的授课视频进行预习；课中，虚拟数字人教师进行授课内容的教学，学生跟着虚拟数字人教师学习时，可以把虚拟数字人教师的讲解视频反复播放，直至把所有讲解内容全部学会；课后，如果需要巩固所学内容，学生还可以随时复习观看。同时学生可以通过与ChatGPT等沟通，完成信息采集与整理。

人类教师：负责项目规划和课堂活动辅导，人类教师可以把主要精力放在解决学生在项目规划设计过程中临时出现的疑难问题，指导学生设计方案，帮助学生找到实现创意的有效途径，并关注学生的个体需求，给予即时的辅导。

学生分小组依托人类教师和AI完成课前项目调研、课中项目汇报、课后总结与测评三个工作。

3.教学资源建设成果

（1）构建虚拟数字人教师：将近年来嵌入式所有课件、教案、PBL问题及相关资料上传AI系统，搭建虚拟数字人教师。

（2）构建了数字化教学资源库：包括在线课程（建设学生参与的新能源技术项目化在线课程）、分章节项目案例（学生+人类教师+AI构建）、智慧图谱（学生+人类教师+AI构建）、数字化大纲、数字化教案、数字化思政素材、视频解析等。借助数字化平台，及时更新教学内容与资源，确保教学内容与最新科技前沿发展同步同频。

图4 知识图谱+在线资源+课本图

（3）构建了多元化评价与智能化评价方式。包括学生自评、小组互评、教师评价、AI智能评价等。

（4）形成了基于人工智能构建“双师课堂”项目化教学模式，并开展实践。

（5）AI赋能课程思政改革，形成AI伦理、数据网络安全、个人隐私保护、知识产权保护、反算法歧视以及传统新能源的思政为主的思政案例库。

（6）课赛结合学生取得学科竞赛奖项300余项，学生创新能力不断提升。

图 5 承担学科竞赛与部分获奖证书

四、总结

本案例在教学过程中师生使用ChatGPT、豆丁、文心一言、星火等生成类AI，推动教学从“师生交互”向“师/生/机”深度交互转变，提升了学生的学兴趣和个性化学习需求；通过AI更新教学资源和内容学，构建嵌入式课程知识图谱，推动教学内容从静态的学科知识转向动态的综合任务转变，丰富了教学资源；教学模式从以教为主转向以学为主转变，结合项目式学习和人机协同学习，提供更加智能化和个性化的教学服务和学习支持，为学生提供更好的学习体验和实践机会；育人理念从以知识为主转向更加强调“能力为重，价值为先”转变；评价方式评价要从“结果评价”向“多元评价”转变，改变了单一评价模式；AI赋能课赛结合，提升学生创新能力。