我和AI有“话”说 | 第十四期——AI助力“辨岩石、育林草、兴生态”课程教学创新

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作者：微信文章


在人工智能“应用为王”的时代，如何在教学中精准融入AI，提升课堂互动与教学效果？如何在科研中高效利用AI，加速数据分析与论文写作？如何在日常工作中巧用AI，提高工作效率与创新能力？为了让AI真正成为我校教师的得力助手，党委教师工作部（教师发展中心）针对教师发展问题特别策划《我和AI有“话”说》系列研习文章，以提升我校教师人工智能素养为目标，丰富“AI工具箱”内容供给，助力教师在不同场景下精准高效使用AI，提升工作效能，进一步促进我校学科交叉融合发展，推动“双一流”建设，为强校建设注入数智动能。让AI赋能教育，共创未来！

2025年学校举办的第二十一届青年教师教学基本功比赛（实践类），以“弘扬践行教育家精神，AI赋能教学创新实践”为主题，着眼提升人工智能赋能下的实践类课程教学质量，切实促进青年教师提高实践教学和人才培养水平。为了进一步推动以赛促教、以学促创，本期节选了本届比赛校级一等奖和最佳教学视频奖获奖教师团队、来自林学院乔永老师和于鑫老师的参赛教案（岩浆岩的鉴别），选取了数智赋能课堂教学的相关内容，供各位老师应用人工智能助力教育变革、拓展教研场景等参考，比赛现场教学展示环节视频可以在“北林教发中心”云盘在线观看。

01
深化学情分析

本课程《土壤理化分析》授课对象为林学类专业大二本科生，整体学情呈现“基础有储备但短板明显、思维有基础但深度不足、心理有积极性但伴消极情绪、动机以需求为主但存在被动性”的特征。学生在心理特点方面的积极特征包括对实验实操（野外采样、室内标本观察、土壤理化性质测定）及智能教学工具接受度高。

专业认知动机方面，学生明确岩浆岩鉴别是林学类专业的核心基础技能：后续森林培育、森林经理等课程需以“岩石类型鉴别”为前提，分析土壤理化性质、植被分布规律，因此有主动掌握鉴别方法的需求，希望通过学习构建“岩石－土壤－植被”的专业知识链。

实践应用动机方面，多数学生希望通过课程掌握“野外快速鉴别”技能，用于课程实习（林学综合实习）、大学生创新创业项目等，甚至未来从事林业科研和生产工作，具备较强的实践导向。

02
创新教学设计

基于学情分析和课程目标，本课程秉承“一核两化三强四融合”人才培养理念，在坚持“两性一度”原则的基础上，增加“安全性”原则，采取多层次、多手段的教学组织，结合视频演示、AI工具、图文资料、互动讨论等方式，构建“理论－操作－应用”的完整知识体系，同时注重思政元素的融合及全过程的安全教育，助力学生专业知识技能和综合思政素养双重提升。


图1 数智化融入课程教学设计

思政元素融入方面，培育家国情怀与生态文明素养。结合我校科研案例厚植“爱土护土”生态情怀；通过“双碳”战略引导学生树立全球气候治理责任意识，依托“塞罕坝精神”等案例解读强化林业实践担当；在实验操作中培育严谨科研作风与团队协作精神，筑牢实验教学安全保障防线，将专业能力提升与生态保护责任、家国担当教育相融合，传承北林精神。

03
AI精准赋能

开展数智化赋能教学，引入雨课堂（签到、随堂测验）、AI 助教“林小土”、kivicube 软件（矿物组成三维图像）等智能工具，将抽象的岩浆岩微观结构具象化，解决理论知识与标本特征对应困难的问题，提升教学交互性与直观性。

打造AI助教“林小土”。基于“豆包”AI内核打造的智能体助教，作为课堂辅助角色，明确其辅助学习功能，通过智能工具融入，提升课堂启动效率，激发学生对新型教学形式的兴趣。“林小土”可辅助解答岩浆岩鉴别理论疑问、提供实验操作步骤指引、推送拓展学习资料，高效辅助学生理解鉴别难点，弥补传统教学中“一对一指导不足”的局限，提升教学交互性和学习启发性。



图2 打造AI助教“林小土”

同时培养国际化视野，结合冰岛 Carbfix 项目（岩石固碳技术），引导学生理解全球气候治理的跨国界、跨学科协作属性，建立立足地球家园的国际化认知；通过嫦娥6号月球岩石鉴别案例，展现尖端技术应用场景，拓宽国际科技视野。

04
提升育人成效

紧扣“三强”要求，激活成才“内驱力”。强化林草专业知识传授，串联“岩浆岩-成土母质－土壤理化性质－植被适生性”知识链，夯实林草专业基础。强化创新能力培养，通过自主开发矿物三维图像、设计“岩石鉴别－水土保持方案撰写”开放性作业，引导学生将鉴别技能转化为解决林业生态问题的能力；融入X射线荧光光谱法等尖端鉴别技术，激发技术创新思维。强化生态文明素质教育，以“岩石－土壤－生态”系统观为核心，通过解析岩浆岩对土壤资源质量的调控作用、结合暴雨灾后重建“北林方案”，厚植“爱土护土”生态情怀，强化生态保护与资源可持续利用的责任意识。

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供稿 | 乔永 于鑫

  编辑 | 李丁一 赵冰洁

  责任编辑 | 张桉硕 李华晶

审核 | 张鑫

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