AI技术赋能通用技术学科学生创新思维培养的实践探索

摘要：本文聚焦于人工智能技术如何赋能通用技术学科教学，促进学生创新思维培养。通过对当前AI融入通用技术教学现状与问题进行分析，探索AI工具赋能创新思维培养路径，构建AI资源整合创新实践活动模式，旨在为通用技术学科教学改革提供新思路。AI技术融合通用技术教学虽面临认知偏差、资源匮乏等诸多挑战，但通过构建创新思维培养体系与革新实践活动模式，可显著提升学生创新能力与解决复杂问题能力，进而推动通用技术学科内涵式发展。

关键词：人工智能技术；通用技术学科；创新思维培养

一、AI技术融入通用技术教学现状分析，问题困境多维透视

人工智能技术融入通用技术学科教学已成为教育发展趋势，但实际应用过程中仍面临诸多挑战与困境。当前教育体系中，通用技术学科作为培养学生实践能力与创新意识重要载体，与AI技术融合呈现广阔前景，然而现实教学环境存在认知理解不足、应用水平参差不齐等问题。教师群体对AI技术认知存在明显分化，部分教师抱持观望态度，甚至产生技术排斥心理，担忧AI取代传统教学方式；另一部分教师过度依赖AI工具，忽视学科本质与课程目标。学校层面AI资源配置不均衡，教学基础设施建设滞后，缺乏系统规划与长效机制，难以满足教学创新需求。课程体系方面，AI与通用技术学科深度融合程度不够，缺乏针对性教学方案与评价标准，未形成完整教学生态。学生使用AI工具缺乏正确引导，易产生依赖性学习习惯，部分学生陷入工具崇拜误区，忽视基础知识学习与思维能力培养。

教学实践层面，AI技术应用呈现表层化特征，未能深入教学核心环节。课程设计缺乏创新性，多停留于简单知识传授或工具操作层面，未能充分发挥AI赋能创新思维培养潜能。评价机制仍延续传统模式，难以客观反映学生创新能力发展情况。师资队伍建设滞后于技术发展速度，教师专业能力提升途径有限，既缺乏AI技术应用能力培训，又缺少创新教学方法指导。跨学科合作不足导致资源共享困难，难以形成协同育人合力。同时，信息安全与伦理问题日益凸显，如何平衡技术应用与价值引导成为亟待解决难题。这些因素共同构成当前AI技术融入通用技术教学实践中多维困境，制约教学质量提升与学生创新思维发展，亟需探索突破路径与解决方案，从根本上变革教学模式，重塑学习生态。

二、AI工具驱动创新思维培养路径设计，能力提升系统建构

AI工具驱动创新思维培养需构建系统化路径，形成完整培养链条。一是建立多层次AI工具应用体系，根据学生认知特点与课程需求，选择适配性强且符合学科特色智能工具，包括问题解决类工具、创意生成类工具以及协作交流类工具等，形成工具矩阵，满足不同教学情境需求。二是优化课程结构，将AI工具有机融入教学全过程，从预习、课堂探究到课后拓展，形成闭环学习路径。通过任务驱动法引导学生运用AI工具分析复杂问题，培养发散思维能力；通过问题链设计促进学生突破思维定势，形成创新解决方案；通过项目制学习让学生在实践中体验创造过程，强化创新能力。三是建立弹性评价机制，关注学生学习过程与思维发展轨迹，注重评价多元化与过程性，鼓励创新尝试与个性发展。

能力提升系统建构方面，需形成认知-应用-创新三级能力进阶模式。认知层面，培养学生AI技术基本认知与判断能力，理解AI工具特性与适用边界，形成理性认识；应用层面，培养学生灵活运用AI工具解决实际问题能力，包括信息获取与筛选、数据分析与处理、方案生成与优化等核心能力；创新层面，培养学生借助AI工具突破常规思维，生成创新性解决方案能力，引导学生从工具使用者向创造者转变。同时，构建知识-能力-品格一体化培养框架，将创新思维培养与知识学习、品格塑造有机结合，注重学生综合素养提升。通过构建AI辅助学习共同体，营造开放交流环境，鼓励学生跨学科合作与知识迁移，促进创新思维拓展。教师角色也需从知识传授者转变为学习引导者与创新促进者，通过示范引领、点拨启发与反馈激励，激发学生内在创新潜能，形成良性互动生态，推动创新思维培养进程与学生能力全面提升。这种教学不但能提高学习兴趣和课堂效率，更能帮助学生形成积极的人生态度和正确的价值观，为学生的未来发展奠定坚实基础。

三、AI资源整合创新实践活动模式创新，成效评价科学引领

AI资源整合创新实践活动模式创新需立足通用技术学科特点，构建多维实践体系。应当先创设AI+创新设计实践模块，将AI技术融入产品设计、工艺优化、方案论证等环节，引导学生运用智能工具辅助创意生成与方案评估。建立虚实结合实践平台，通过虚拟仿真技术降低实验门槛，扩展实践空间，让学生在安全环境中进行创新尝试。构建跨学科项目群，围绕社会真实问题设计综合性项目，促进学生知识迁移与跨界思考。还要开展AI智能创客活动，组织学生利用AI工具进行智能产品设计与制作，体验从创意到实现完整过程。并建立校企协同创新机制，引入企业真实项目与前沿技术，拓展学生视野，提升实践活动真实性与挑战性。通过这些模式创新，形成层次分明、梯度推进实践活动体系，为学生提供丰富创新实践机会与广阔成长空间。

成效评价科学引领方面，构建多元化评价指标体系，全面反映学生创新思维发展状况。从思维维度设置流畅性、灵活性、独创性、精细性等评价指标；从能力维度关注问题发现、方案生成、创新实现等关键环节；从过程维度注重学习态度、合作精神、挫折应对等非智力因素。采用形成性评价与终结性评价相结合方式，通过学习档案袋、成长记录、反思日志等工具，记录学生创新思维发展轨迹。引入AI辅助评价工具，通过数据分析挖掘学生思维模式与创新特征，为个性化指导提供依据；构建师生互评、小组互评、自我评价多元评价机制，形成多角度反馈，促进学生自我认知与调整；建立学生创新成果展示平台，通过作品展、创新大赛、成果汇报等形式，激励学生创新实践，营造创新文化氛围。通过科学评价引领实践活动方向，不断优化实践模式，提升实践效果，最终实现通用技术学科学生创新思维培养目标，推动学科教学质量全面提升。

结论：AI技术赋能通用技术学科学生创新思维培养探究表明，当前教学实践中存在认知偏差、资源不足、应用浅层化等问题，制约教学效果提升。通过构建AI工具驱动创新思维培养路径，形成认知-应用-创新能力进阶模式，结合多维实践活动与科学评价机制，可有效促进学生创新思维发展。AI技术与通用技术学科融合非简单工具应用，而应聚焦教学本质与人才培养目标，关注学生思维培养与能力提升，构建开放包容学习生态，推动通用技术学科教学变革与创新人才培养。

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