本書聚焦生成式人工智能（GAI）賦能學(xué)科教學(xué)的創(chuàng)新路徑，系統(tǒng)闡述其與各學(xué)科融合的基礎(chǔ)和核心機制，同時詳細介紹了學(xué)科匹配及教師新角色技能。通過語義理解技術(shù)、圖像分析技術(shù)、程序化問題解決技術(shù)等 10 項前沿技術(shù)，結(jié)合各學(xué)科的真實教學(xué)案例，本書全面展現(xiàn)了 GAI 在個性化學(xué)習(xí)資源生成、智能作業(yè)批改、跨學(xué)科項目實踐等場景中的應(yīng)用范式。此外，書中還配套提供了 DeepSeek、文心一言、豆包和即夢 AI 等主流 GAI 工具的教學(xué)適配方案。這些方案旨在幫助教師突破技術(shù)認知壁壘，快速掌握 AI 賦能學(xué)科實踐的革新方法，從而為教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供實踐范本。本書適合渴望提升數(shù)智化教學(xué)能力的一線教師、學(xué)校管理者及教育研究者閱讀。
李余仙：中共黨員，特級教師，正高級教師，廣東省基礎(chǔ)教育名師工作室主持人，全國科學(xué)骨干教師，廣東省全科骨干教師�，F(xiàn)任廣東中山東區(qū)教體事務(wù)中心副主任，兼任華南師范大學(xué)兼職教授和校外碩士生導(dǎo)師，北京師范大學(xué)（珠海校區(qū)）、廣東第二師范學(xué)院、中山市教師發(fā)展中心兼職教師，廣東省科協(xié)第十次代表大會代表，廣東教育學(xué)會理事，廣東教育學(xué)會科技教育專業(yè)委員會常務(wù)理事，廣東教師資格證考官，中山市教育質(zhì)量測評項目專家，中山市教育科研專家，中山市科協(xié)第九屆委員會常委。主編或參編著作和教材14部，包括《基于項目式學(xué)習(xí)的小學(xué)科學(xué)STEM教學(xué)》《課堂智變：生成式人工智能賦能學(xué)科實踐》《名師工作室建設(shè)指南》《人工智能教育》等；在《中國德育》《中國教師報》《實驗教學(xué)與儀器》等刊物發(fā)表文章 20余篇；獲市級教學(xué)競賽一等獎3項、省市級教育科研成果獎 6 項。先后受邀在西藏、新疆、寧夏等10個�。ㄗ灾螀^(qū)）開展送課或?qū)ｎ}講座100多場。
第一章 GAI 與學(xué)科融合基礎(chǔ) / 01
第一節(jié) GAI 的核心機制與學(xué)科應(yīng)用前景 / 02
一、GAI 的底層邏輯：大型語言模型與深度學(xué)習(xí) / 02
二、GAI 的關(guān)鍵能力：自然語言處理與模式識別 / 08
三、GAI 的應(yīng)用前景 / 12
應(yīng)用案例 1：GAI 動態(tài)分層精準教學(xué)實踐 / 13
應(yīng)用案例 2：GAI 驅(qū)動的全流程教學(xué)管理優(yōu)化 / 14
應(yīng)用案例 3：GAI 賦能的跨學(xué)科項目式學(xué)習(xí)實踐 / 15
第二節(jié) 學(xué)科特點與 GAI 的匹配分析 / 17
一、文科學(xué)科的 GAI 賦能路徑 / 17
二、理科學(xué)科的 GAI 融合路徑 / 23
三、藝術(shù)學(xué)與體育學(xué)學(xué)科的 GAI 創(chuàng)新應(yīng)用 / 26
第三節(jié) 教師在學(xué)科實踐中的新角色與新技能要求 / 31
一、教師角色的轉(zhuǎn)變 / 31
二、教師的新技能要求 / 35
三、教師的專業(yè)發(fā)展路徑 / 42
第二章 GAI 賦能文科教學(xué)實踐：語義理解與圖像分析技術(shù) / 46
第一節(jié) 智能文本生成與批改 / 46
一、GAI 輔助文科文本生成的理論基礎(chǔ)與批改技術(shù)原理 / 47
二、GAI 在語文、英語教學(xué)中的應(yīng)用場景 / 50
三、GAI 在語文、英語教學(xué)中的應(yīng)用案例 / 54
應(yīng)用案例 1：智能輔助續(xù)寫——生成多種“開頭”寫作風格 / 54
應(yīng)用案例 2：古文學(xué)習(xí)“助推器”——提高文言文學(xué)習(xí)效率 / 55
應(yīng)用案例 3：作文批改——實時精準批改 / 56
應(yīng)用案例 4：情景對話——創(chuàng)設(shè)“真實情境” / 57
應(yīng)用案例 5：寫作批改，精準攻克中式英語表達 / 58
應(yīng)用案例 6：跨文化交際模擬——培養(yǎng)“跨文化交際能力” / 59
第二節(jié) 智能資料分析與呈現(xiàn) / 62
一、智能資料分析與呈現(xiàn)在文科教學(xué)中的應(yīng)用價值 / 62
二、智能資料分析與呈現(xiàn)促進教和學(xué)方式轉(zhuǎn)變的實施策略 / 64
三、智能資料分析在文科教學(xué)中的應(yīng)用案例 / 66
應(yīng)用案例 7：使用 DeepSeek 檢索關(guān)于大運河的經(jīng)典史料 / 66
應(yīng)用案例 8：對 DeepSeek 檢索的文本進行“二次加工” / 68
應(yīng)用案例 9：學(xué)生使用人工智能評價大運河 / 70
應(yīng)用案例 10：借助 DeepSeek 生成模擬法庭 / 71
第三節(jié) 智能圖像生成與數(shù)據(jù)可視化技術(shù)應(yīng)用 / 73
一、智能圖像生成與數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的應(yīng)用價值 / 73
二、智能圖像生成與數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的應(yīng)用場景 / 75
三、智能圖像生成與數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的應(yīng)用案例 / 76
應(yīng)用案例 11：數(shù)字化博物館學(xué)習(xí)之旅 / 76
應(yīng)用案例 12：基于“720 云”平臺虛擬現(xiàn)實的地理實踐活動 / 78
應(yīng)用案例 13：借助 GAI 創(chuàng)作舞臺劇 / 79
四、項目實施步驟 / 80
第三章 GAI 賦能理科教學(xué)實踐：程序化問題解決與實操模擬技術(shù) / 83
第一節(jié) 定理、定律推演與習(xí)題解決 / 83
一、數(shù)學(xué)定理怎么教 / 84
應(yīng)用案例 1：勾股定理教學(xué) / 84
二、物理規(guī)律怎么學(xué) / 86
三、綜合問題怎么解 / 95
應(yīng)用案例 2：密碼中的數(shù)學(xué) / 97
應(yīng)用案例 3：一次函數(shù)與二元一次方程 / 99
第二節(jié) 學(xué)科模型構(gòu)建與過程預(yù)測 / 102
一、GAI 賦能生物學(xué)科模型構(gòu)建與過程預(yù)測的應(yīng)用場景 / 102
應(yīng)用案例 4：GAI 賦能神經(jīng)沖動動態(tài)模擬實驗教學(xué) / 103
應(yīng)用案例 5：GAI 賦能生物學(xué)大概念教學(xué)形成知識網(wǎng)絡(luò) / 106
應(yīng)用案例 6：GAI 賦能生物學(xué)科實施微觀動態(tài)過程實時診斷教學(xué) / 107
應(yīng)用案例 7：GAI 賦能生物學(xué)教學(xué)新機遇——知識大爆炸時代促進學(xué)生創(chuàng)新性思維與工程學(xué)思維落地 / 110
二、GAI 賦能化學(xué)學(xué)科模型構(gòu)建 / 113
應(yīng)用案例 8：GAI 賦能高�；瘜W(xué)實驗教學(xué)新路徑 / 115
應(yīng)用案例 9：GAI 驅(qū)動化學(xué)教學(xué)創(chuàng)新 / 118
第三節(jié) 智能實操模擬與本質(zhì)分析 / 121
一、小學(xué)科學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀與挑戰(zhàn) / 121
二、GAI 賦能小學(xué)科學(xué)教學(xué)的技術(shù)路徑 / 122
三、實操模擬的本質(zhì)特征分析 / 125
四、應(yīng)用案例分析 / 130
應(yīng)用案例 10：虛擬實驗室——小學(xué)科學(xué)實驗安全教學(xué) / 130
應(yīng)用案例 11：天文觀測模擬——太陽系探索實踐 / 130
應(yīng)用案例 12：跨學(xué)科整合——生態(tài)系統(tǒng)的虛擬構(gòu)建 / 131
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