《人工智能與教育實踐》第五章教學(xué)設(shè)計一、教學(xué)時數(shù)：4學(xué)時（2次課，每次2學(xué)時）二、授課題目：大模型為何能夠重構(gòu)人工智能范式——從“?？漆t(yī)生”到“全科智能”的躍遷三、內(nèi)容分析（一）教學(xué)內(nèi)容地位本章是前沿技術(shù)的重點解析章節(jié)，承接第四章人工智能技術(shù)原理的基礎(chǔ)認知，聚焦當前最具革命性的大模型技術(shù)。通過深入剖析大模型的本質(zhì)屬性、技術(shù)突破機制和范式轉(zhuǎn)移意義，幫助學(xué)生理解這一技術(shù)如何重構(gòu)人工智能發(fā)展路徑，為后續(xù)章節(jié)的社會影響分析和教育應(yīng)用實踐提供前沿技術(shù)支撐。（二）知識結(jié)構(gòu)分析本章圍繞"范式躍遷→技術(shù)機制→規(guī)模效應(yīng)→社會挑戰(zhàn)"的邏輯主線展開：范式躍遷：從傳統(tǒng)專用模型到基礎(chǔ)通用模型的革命性轉(zhuǎn)變技術(shù)機制：預(yù)訓(xùn)練+后訓(xùn)練的雙階段訓(xùn)練范式和多模態(tài)融合技術(shù)規(guī)模效應(yīng)：縮放定律與智能涌現(xiàn)現(xiàn)象的實證驗證社會挑戰(zhàn)：技術(shù)-社會-治理三重挑戰(zhàn)的系統(tǒng)性思考（三）思政元素融入點辯證思維與理性認知：運用馬克思主義對立統(tǒng)一規(guī)律看待大模型的雙重性道路自信與制度自信：展示中國在大模型領(lǐng)域的發(fā)展成就和治理實踐總體國家安全觀：分析大模型發(fā)展中的技術(shù)安全和國家安全問題四、學(xué)情分析（一）學(xué)生基礎(chǔ)分析認知基礎(chǔ)：已掌握人工智能基本原理和技術(shù)發(fā)展歷程，具備神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識實踐經(jīng)驗：對ChatGPT等大模型產(chǎn)品有使用體驗，但缺乏深層技術(shù)理解學(xué)習(xí)興趣：對前沿技術(shù)充滿好奇，但可能對復(fù)雜技術(shù)原理存在畏難情緒能力特點：具備一定的抽象思維和類比分析能力（二）學(xué)習(xí)困難預(yù)判技術(shù)復(fù)雜性理解：預(yù)訓(xùn)練+后訓(xùn)練的雙階段機制較為復(fù)雜規(guī)模效應(yīng)把握：縮放定律和涌現(xiàn)現(xiàn)象的科學(xué)內(nèi)涵不易理解多模態(tài)技術(shù)認知：跨模態(tài)對齊技術(shù)的工作原理相對抽象社會影響分析：技術(shù)-社會-治理三重挑戰(zhàn)的系統(tǒng)性思考有難度五、教學(xué)目標及要求（一）知識目標能用自己的語言解釋大模型的定義及核心特征，理解其與傳統(tǒng)機器學(xué)習(xí)的本質(zhì)差異理解大模型"預(yù)訓(xùn)練+后訓(xùn)練"的基本工作原理，掌握雙階段訓(xùn)練范式的優(yōu)勢掌握縮放定律的核心觀點及其現(xiàn)實意義，理解智能涌現(xiàn)現(xiàn)象的科學(xué)內(nèi)涵了解多模態(tài)融合技術(shù)的基本原理和應(yīng)用價值認識大模型發(fā)展面臨的技術(shù)-社會-治理三重挑戰(zhàn)（二）能力目標技術(shù)分析能力：能夠分析大模型的技術(shù)優(yōu)勢和局限性現(xiàn)象解釋能力：能夠用科學(xué)的觀點解釋智能涌現(xiàn)等復(fù)雜現(xiàn)象批判思維能力：能夠辯證地看待大模型技術(shù)的機遇與挑戰(zhàn)應(yīng)用設(shè)想能力：能夠基于大模型技術(shù)特點設(shè)想教育應(yīng)用場景（三）素養(yǎng)目標科學(xué)精神：培養(yǎng)對前沿技術(shù)的科學(xué)認知和理性態(tài)度創(chuàng)新意識：理解技術(shù)創(chuàng)新的規(guī)律和意義，激發(fā)創(chuàng)新思維責任意識：認識技術(shù)發(fā)展的社會責任和倫理要求全球視野：了解大模型全球發(fā)展格局和治理挑戰(zhàn)六、教學(xué)重點與難點（一）教學(xué)重點從傳統(tǒng)機器學(xué)習(xí)到基礎(chǔ)模型的范式躍遷大模型的革命性特征體系：規(guī)模化、通用化、涌現(xiàn)性預(yù)訓(xùn)練與后訓(xùn)練的雙階段范式工作機制縮放定律與涌現(xiàn)現(xiàn)象的實證驗證（二）教學(xué)難點大模型范式躍遷的技術(shù)本質(zhì)理解多模態(tài)融合的跨模態(tài)對齊技術(shù)機制涌現(xiàn)現(xiàn)象的科學(xué)解釋與臨界點判斷“技術(shù)-社會-治理”三重挑戰(zhàn)的系統(tǒng)性分析七、教學(xué)方法（一）主要教學(xué)方法類比教學(xué)法：通過“?？漆t(yī)生”與“全科醫(yī)生”類比解釋大模型案例分析法：運用GPT系列發(fā)展歷程展示技術(shù)演進問題驅(qū)動法：以研究生級別問題展示大模型能力實踐體驗法：通過大模型工具操作加深理解（二）教學(xué)組織形式講授與體驗結(jié)合：原理講解（40%）+案例分析（30%）+實踐操作（25%）+討論交流（5%）理論與應(yīng)用并重：強化技術(shù)理解與教育應(yīng)用的結(jié)合八、教學(xué)準備（一）技術(shù)準備多媒體教室設(shè)備，支持高清視頻和動畫播放穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，支持大模型在線工具訪問DeepSeek等大模型平臺的演示準備（二）資源準備GPT系列發(fā)展歷程圖表和技術(shù)對比資料縮放定律和涌現(xiàn)現(xiàn)象的可視化圖表多模態(tài)大模型應(yīng)用案例素材研究生級別問題的演示案例（三）材料準備大模型技術(shù)特征對比表實訓(xùn)指導(dǎo)手冊和評價標準思政融入案例素材九、教學(xué)過程第一次課（90分鐘）：大模型本質(zhì)與技術(shù)機制9.1教學(xué)導(dǎo)入（15分鐘）環(huán)節(jié)1：能力震撼（8分鐘）展示大模型解答研究生級別復(fù)雜問題的案例（五座鐘樓問題）提出核心問題：為什么大模型能展現(xiàn)如此驚人的推理能力？環(huán)節(jié)2：范式對比（7分鐘）對比傳統(tǒng)AI"?？漆t(yī)生"與大模型"全科醫(yī)生"的差異引發(fā)思考：這種轉(zhuǎn)變的技術(shù)本質(zhì)是什么？思政融入點：通過展示中國大模型（如DeepSeek）的優(yōu)秀表現(xiàn)，增強學(xué)生的科技自信。9.2教學(xué)展開（65分鐘）模塊一：大模型的本質(zhì)屬性與技術(shù)演進路徑（30分鐘）子模塊1.1：從傳統(tǒng)機器學(xué)習(xí)到基礎(chǔ)模型的范式躍遷（12分鐘）"?？漆t(yī)生"模式的局限性分析"全科醫(yī)生"模式的優(yōu)勢展現(xiàn)雙階段訓(xùn)練vs傳統(tǒng)訓(xùn)練的對比子模塊1.2：大模型的革命性特征體系（10分鐘）參數(shù)規(guī)模：從百萬到萬億的量級躍升逐詞預(yù)測：自回歸生成機制輸出隨機性：溫度參數(shù)的控制作用上下文長度：對推理速度的影響子模塊1.3：大模型的技術(shù)譜系及演進脈絡(luò)（8分鐘）Decoder-only架構(gòu)（GPT系列）Encoder-only架構(gòu)（BERT系列）Encoder-Decoder架構(gòu)（T5系列）四大核心功能領(lǐng)域的技術(shù)突破思政融入點：結(jié)合文心一言、通義千問等國產(chǎn)大模型的技術(shù)特色，培養(yǎng)學(xué)生的道路自信。模塊二：大模型的核心技術(shù)突破機制（35分鐘）子模塊2.1：預(yù)訓(xùn)練與后訓(xùn)練的雙階段范式（20分鐘）階段1-2：數(shù)據(jù)收集與數(shù)據(jù)工程的重要性階段3：預(yù)訓(xùn)練的"通識教育"機制海量數(shù)據(jù)的"博覽群書"下一詞預(yù)測的學(xué)習(xí)機制知識網(wǎng)絡(luò)的自發(fā)構(gòu)建階段4.1：指令微調(diào)的"專業(yè)深造"高質(zhì)量指令-回應(yīng)數(shù)據(jù)對從"書呆子"到"專業(yè)人士"的轉(zhuǎn)變階段4.2：強化學(xué)習(xí)的"情境智慧"培養(yǎng)獎勵模型的訓(xùn)練機制RLHF的人類反饋循環(huán)子模塊2.2：多模態(tài)融合的跨模態(tài)對齊技術(shù)（15分鐘）跨模態(tài)表征學(xué)習(xí)的基本原理文本、圖像、音頻的特征向量生成對齊機制與融合策略多模態(tài)輸出的解碼過程9.3課堂討論與小結(jié)（10分鐘）小組討論：大模型的"智能"與人類智能有何異同？學(xué)生分享觀點，教師引導(dǎo)總結(jié)強調(diào)：技術(shù)進步帶來的機遇與挑戰(zhàn)并存第二次課（90分鐘）：規(guī)模效應(yīng)與社會挑戰(zhàn)9.4復(fù)習(xí)導(dǎo)入（10分鐘）回顧上節(jié)課大模型的技術(shù)機制引入問題：為什么"更大"就能"更智能"？9.5教學(xué)展開（70分鐘）模塊三：技術(shù)范式的結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)移（35分鐘）子模塊3.1：縮放定律與涌現(xiàn)現(xiàn)象的實證驗證（20分鐘）縮放定律的科學(xué)內(nèi)涵參數(shù)量與性能的冪律關(guān)系數(shù)據(jù)量與算力的協(xié)同作用智能涌現(xiàn)現(xiàn)象的表現(xiàn)臨界點的突然躍遷Few-shotLearning能力的涌現(xiàn)Chain-of-Thought推理的出現(xiàn)相變理論的類比解釋子模塊3.2：通用人工智能的漸進式逼近路徑（15分鐘）大模型與AGI的聯(lián)系與差距多任務(wù)統(tǒng)一建模的進展上下文學(xué)習(xí)的泛化能力當前技術(shù)局限性分析模塊四："技術(shù)-社會-治理"的三重挑戰(zhàn)（35分鐘）子模塊4.1：技術(shù)層面的風(fēng)險與挑戰(zhàn)（12分鐘）算力需求與能耗問題"黑箱"特性與可解釋性挑戰(zhàn)對抗攻擊與安全風(fēng)險子模塊4.2：社會層面的影響與變革（12分鐘）就業(yè)市場的結(jié)構(gòu)性調(diào)整數(shù)字鴻溝的加劇風(fēng)險信息生態(tài)的重構(gòu)挑戰(zhàn)子模塊4.3：治理層面的政策與規(guī)范（11分鐘）全球大模型治理格局技術(shù)標準與倫理規(guī)范國際合作與競爭平衡思政融入點：通過分析中國在AI治理方面的制度創(chuàng)新，如《深度合成規(guī)定》等，增強學(xué)生的制度自信。9.6實踐體驗與總結(jié)（10分鐘）介紹"大模型技術(shù)賦能智慧教學(xué)設(shè)計"實訓(xùn)任務(wù)演示基本的大模型交互技巧預(yù)告評價標準和作業(yè)要求9.7課后作業(yè)核心作業(yè)：完成"大模型技術(shù)賦能智慧教學(xué)設(shè)計"主題實訓(xùn)拓展閱讀：《大規(guī)模語言模型：從理論到實踐》相關(guān)章節(jié)思考作業(yè)：撰寫"大模型技術(shù)對教育變革的啟示"（1000字）十、教學(xué)評價（一）評價維度評價維度具體指標權(quán)重概念理解大模型定義掌握、技術(shù)特征認知、范式差異理解25%機制分析雙階段訓(xùn)練理解、多模態(tài)技術(shù)認知、涌現(xiàn)現(xiàn)象把握30%實踐應(yīng)用大模型工具使用、教學(xué)設(shè)計能力、創(chuàng)新應(yīng)用思考30%批判思維技術(shù)優(yōu)勢分析、局限性認識、社會影響判斷15%（二）評價方法過程性評價：課堂討論參與度、案例分析質(zhì)量實踐評價：大模型交互操作和教學(xué)設(shè)計方案理解評價：技術(shù)概念掌握和現(xiàn)象解釋能力思辨評價：對技術(shù)社會影響的深度思考（三）評價標準等級標準優(yōu)秀（90-100分）深刻理解大模型技術(shù)機制，熟練運用工具完成教學(xué)設(shè)計，能夠批判性思考技術(shù)影響良好（80-89分）基本理解核心技術(shù)概念，能夠完成實踐任務(wù)，有一定的應(yīng)用創(chuàng)新思考中等（70-79分）概念理解基本正確，實踐操作需要指導(dǎo)，思考深度有待提升需改進（60-69分）理解不夠深入，操作困難，缺乏系統(tǒng)性思考十一、教學(xué)反思（一）預(yù)期反思點技術(shù)理解深度：學(xué)生對大模型復(fù)雜機制的理解是否達到預(yù)期？實踐應(yīng)用效果：大模型工具的教學(xué)設(shè)計實訓(xùn)是否有效？批判思維培養(yǎng)：學(xué)生能否辯證看待技術(shù)的機遇與挑戰(zhàn)？思政融入效果：技術(shù)自信和制度自信的培養(yǎng)是否自然？（二）持續(xù)改進計劃案例更新：定期更新最新的大模型發(fā)展動態(tài)和應(yīng)用案例實踐深化：探索更多創(chuàng)新性的大模型教學(xué)應(yīng)用實驗理論簡化：進一步優(yōu)化復(fù)雜技術(shù)概念的教學(xué)表達方式評價完善：優(yōu)化多元評價體系，更好反映學(xué)生能力發(fā)展（三）教