本书聚焦生成式人工智能（GAI）赋能学科教学的创新路径，系统阐述其与各学科融合的基础和核心机制，同时详细介绍了学科匹配及教师新角色技能。通过语义理解技术、图像分析技术、程序化问题解决技术等 10 项前沿技术，结合各学科的真实教学案例，本书全面展现了 GAI 在个性化学习资源生成、智能作业批改、跨学科项目实践等场景中的应用范式。此外，书中还配套提供了 DeepSeek、文心一言、豆包和即梦 AI 等主流 GAI 工具的教学适配方案。这些方案旨在帮助教师突破技术认知壁垒，快速掌握 AI 赋能学科实践的革新方法，从而为教育数字化转型提供实践范本。本书适合渴望提升数智化教学能力的一线教师、学校管理者及教育研究者阅读。
李余仙：中共党员，特级教师，正高级教师，广东省基础教育名师工作室主持人，全国科学骨干教师，广东省全科骨干教师。现任广东中山东区教体事务中心副主任，兼任华南师范大学兼职教授和校外硕士生导师，北京师范大学（珠海校区）、广东第二师范学院、中山市教师发展中心兼职教师，广东省科协第十次代表大会代表，广东教育学会理事，广东教育学会科技教育专业委员会常务理事，广东教师资格证考官，中山市教育质量测评项目专家，中山市教育科研专家，中山市科协第九届委员会常委。主编或参编著作和教材14部，包括《基于项目式学习的小学科学STEM教学》《课堂智变：生成式人工智能赋能学科实践》《名师工作室建设指南》《人工智能教育》等；在《中国德育》《中国教师报》《实验教学与仪器》等刊物发表文章 20余篇；获市级教学竞赛一等奖3项、省市级教育科研成果奖 6 项。先后受邀在西藏、新疆、宁夏等10个省（自治区）开展送课或专题讲座100多场。
第一章 GAI 与学科融合基础 / 01
第一节 GAI 的核心机制与学科应用前景 / 02
一、GAI 的底层逻辑：大型语言模型与深度学习 / 02
二、GAI 的关键能力：自然语言处理与模式识别 / 08
三、GAI 的应用前景 / 12
应用案例 1：GAI 动态分层精准教学实践 / 13
应用案例 2：GAI 驱动的全流程教学管理优化 / 14
应用案例 3：GAI 赋能的跨学科项目式学习实践 / 15
第二节 学科特点与 GAI 的匹配分析 / 17
一、文科学科的 GAI 赋能路径 / 17
二、理科学科的 GAI 融合路径 / 23
三、艺术学与体育学学科的 GAI 创新应用 / 26
第三节 教师在学科实践中的新角色与新技能要求 / 31
一、教师角色的转变 / 31
二、教师的新技能要求 / 35
三、教师的专业发展路径 / 42
第二章 GAI 赋能文科教学实践：语义理解与图像分析技术 / 46
第一节 智能文本生成与批改 / 46
一、GAI 辅助文科文本生成的理论基础与批改技术原理 / 47
二、GAI 在语文、英语教学中的应用场景 / 50
三、GAI 在语文、英语教学中的应用案例 / 54
应用案例 1：智能辅助续写——生成多种“开头”写作风格 / 54
应用案例 2：古文学习“助推器”——提高文言文学习效率 / 55
应用案例 3：作文批改——实时精准批改 / 56
应用案例 4：情景对话——创设“真实情境” / 57
应用案例 5：写作批改，精准攻克中式英语表达 / 58
应用案例 6：跨文化交际模拟——培养“跨文化交际能力” / 59
第二节 智能资料分析与呈现 / 62
一、智能资料分析与呈现在文科教学中的应用价值 / 62
二、智能资料分析与呈现促进教和学方式转变的实施策略 / 64
三、智能资料分析在文科教学中的应用案例 / 66
应用案例 7：使用 DeepSeek 检索关于大运河的经典史料 / 66
应用案例 8：对 DeepSeek 检索的文本进行“二次加工” / 68
应用案例 9：学生使用人工智能评价大运河 / 70
应用案例 10：借助 DeepSeek 生成模拟法庭 / 71
第三节 智能图像生成与数据可视化技术应用 / 73
一、智能图像生成与数据可视化技术的应用价值 / 73
二、智能图像生成与数据可视化技术的应用场景 / 75
三、智能图像生成与数据可视化技术的应用案例 / 76
应用案例 11：数字化博物馆学习之旅 / 76
应用案例 12：基于“720 云”平台虚拟现实的地理实践活动 / 78
应用案例 13：借助 GAI 创作舞台剧 / 79
四、项目实施步骤 / 80
第三章 GAI 赋能理科教学实践：程序化问题解决与实操模拟技术 / 83
第一节 定理、定律推演与习题解决 / 83
一、数学定理怎么教 / 84
应用案例 1：勾股定理教学 / 84
二、物理规律怎么学 / 86
三、综合问题怎么解 / 95
应用案例 2：密码中的数学 / 97
应用案例 3：一次函数与二元一次方程 / 99
第二节 学科模型构建与过程预测 / 102
一、GAI 赋能生物学科模型构建与过程预测的应用场景 / 102
应用案例 4：GAI 赋能神经冲动动态模拟实验教学 / 103
应用案例 5：GAI 赋能生物学大概念教学形成知识网络 / 106
应用案例 6：GAI 赋能生物学科实施微观动态过程实时诊断教学 / 107
应用案例 7：GAI 赋能生物学教学新机遇——知识大爆炸时代促进学生创新性思维与工程学思维落地 / 110
二、GAI 赋能化学学科模型构建 / 113
应用案例 8：GAI 赋能高危化学实验教学新路径 / 115
应用案例 9：GAI 驱动化学教学创新 / 118
第三节 智能实操模拟与本质分析 / 121
一、小学科学教学现状与挑战 / 121
二、GAI 赋能小学科学教学的技术路径 / 122
三、实操模拟的本质特征分析 / 125
四、应用案例分析 / 130
应用案例 10：虚拟实验室——小学科学实验安全教学 / 130
应用案例 11：天文观测模拟——太阳系探索实践 / 130
应用案例 12：跨学科整合——生态系统的虚拟构建 / 131
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