AI教学设计助手:生成好教案的Prompt技术实战(一)

发布于:2025-07-10 ⋅ 阅读:(52) ⋅ 点赞:(0)

项目背景

        在学习提示技术之前,就有和身边的朋友聊过 AI 应用技术相关的事情,也是想从他们的想法中找到一些灵感。

        在一次群聊教育相关的话题时,我问了一个问题“作为老师的你们,是否有应用 AI 来为自己提效呢?”在大家的讨论当中,我认为生成教学设计这个蛮不错的,是 LLM 能解决的,也是擅长的。作为老师的他们,大多数在吐槽 AI 生成的差强人意,还不如自己写来得高效。

为此,更加确定要做这样一个 AI 生成教学设计的工具来解决他们的问题。

        决定了要做一个 AI 教学设计工具,那时并没有实现的思路,直到学习到方向性刺激提示技术,才有了实现的想法,而且还挺强烈的,有一种马上要编码的冲动,再结合最近学习到的 Python 前后端分离架构知识,立即就有了实现技术架构的选择——Vue + Flask。还有,也想试一试把产品需求描述清楚,使用的技术描述清楚,用 AI Conding 工具,看它能否从 0 到 1 构建一个项目。真是想法一下子就出来的感觉。

当然,最后是理性战胜了,那时是要专注于提示技术学习的。

项目目标

  1. 核心目标:提示技术的学以致用(方向性刺激提示)
  2. 做一个有实际作用的 AI 教学设计工具;
  3. 动手锻炼做 AI 应用项目的实战能力。

项目执行计划

  1. 头脑风暴(把脑子中的想法统统给呈现出来,做出一个什么样子的产品给用户使用等);
  2. 扣子商店,看看相关产品,学习一下别人的产品,同时也是熟悉教学设计业务;
  3. 定 MVP(Minimum Viable Product,最小化可行产品);
  4. 扣子实现 MVP;
  5. 测试(找老师们拿些优秀教学设计案例来作为参照物,同时验证模型选择);
  6. 用户验证(发布到扣子商店;给老师们使用);
  7. 迭代优化(依据用户验证反馈,视情况而定)

项目过程

头脑风暴

        上图是我做头脑风暴记录的思维导图,整个图没怎么体现出头脑风暴的特点,这也是一个人的头脑风暴的局限性吧。它看起来像是一个产品的执行过程。不过,这对于小项目来说,并不影响什么。这也是要快速验证 MVP 应当具备的敏捷性

下面说说图中的一些内容:

(1)定位

  • 服务范围为 K9,主要考虑到身边的同学与朋友主要是这个范围内的;
  • 优先选择语文这个科目,是考虑到 LLM 合适,而且语文不像数学那样涉及太多的公式和图形,这里面就涉及输出格式处理问题等。

(2)用户自定义

        这里想到的是方向性刺激提示,把方向性开放给用户来自定义,这是产品使用上的考虑,也是这个产品要这么做的一个必然选择。

  • 输出格式:选择 word,是考虑到生成的内容并不会直接成为用户最后的教学设计,它只是作为一个基础参考。下载成 word,就方便用户基于它做修改。

(3)大语言模型选择

        为啥只是列了 DeepSeek 和 GLM-4,是因为我目前给了它们两家充值了 ^-^。不过,这个问题不大,后面会在测试阶段检验扣子支持的各个大模型,从而做出选择。

体验相关产品

        为何选择扣子商店,是因为后面会发布到这做用户验证,相当于了解这类工具在扣子平台上面的现状,以及大致了解用户的需求情况如何等等。这也是在做竞品分析。

        体验了不少扣子平台上,大家发布的智能体、应用,感觉大家都基本上是当做练习来做的,也发现培训机构在用,不过名称类似的应用。不过,从使用大家的产品,也能学到一些设计灵感(如下图1)。平台上,也有支持用户自定义输入,从而再生成教学设计的,就不懂它背后的 prompt 设计是否应用了方向性刺激提示技术。有些设置了相对多的输入的项(如下图2),界面逻辑设计不太合理,使用起来不够简便,这些都可以作为规避的点

图1(引导式教学生成)
图2(提示性文案过多,界面看起来不够简洁,使用不简便)

定 MVP

        按手里拿到的教学设计,整理出不同的 prompt 模板,结合方向性刺激提示技术,实现最终的prompt,再根据此设计出工作流,最后通过智能体串联工作流和用户。具体MVP请往下看~

扣子实现 MVP

        在实现 MVP 的过程中,遇到问题总会想要好一点的解决方案来处理,而不是先解决问题再说优化,因此总会陷入探索的过程中,有时也会为此焦虑,从而就会耽误了进度。一旦意识到自己在困局中,就会暂停,到处游走一会,让思绪回归到项目目标上,再继续。

 实现过程遇到的问题,统统归到下一章节【测试与问题解决】来说了。

完整的智能体

体验地址:扣子

若无扣子账号,需先注册。(访问的时候,会提示的)

完整工作流

工作流各个节点配置信息:

  • 开始节点:

  • 选择器节点:

  • 教学内容生成(有学情分析)节点:

里面的系统提示词如下:

你是一名经验丰富的{{grade}}{{subject}}教师,请根据要求生成教学内容:
## 教学设计要求:
    1. 教学方法:{{teaching_method}}(默认采用探究式教学方法);
    2. 使用{{teaching_version}}术语,同时要注意满足新课标;
    3. 教学内容大纲如下:
课题:{{topic}}    
一、教材分析
{{textbook_analysis}}
二、学情分析
{{stu_of_analysis}}
三、教学目标
    - 分点列出分析得到的教学目标,最多列到二级,比如:
    (一)XXX目标
        1. XXX
四、教学重点和难点
    一、教学重点
        - 分点列出分析得到的教学重点
    二、教学难点
        - 分点列出分析得到的教学难点
五、教法与学法
    (一)教法
        - 分点列出分析得到的教学方法
    (二)学法
        - 分点列出分析得到的学习方法
六、教学过程(一共是{{times}}分钟)
七、板书设计
    - 输出的板书设计,符合 Mermaid 风格
八、教学反思
    (一)、教学设计亮点
    (二)、不足与改进
    (三)、未来方向

## 输出要求
1. 输出格式:严格按照 Markdown 格式,Mermaid代码需用````包裹并独立成段,且不影响 Markdown
2. 最终教学设计整体按 Markdown 格式输出

  • 有学情分析的教学设计节点:

  • 教学内容生成(无学情分析)节点:

系统提示词如下:

你是一名经验丰富的{{grade}}{{subject}}教师,请根据要求生成教学内容:
## 教学设计要求:
    1.  教学方法:{{teaching_method}}(默认采用探究式教学方法);
    2.  使用{{teaching_version}}术语,同时要注意满足新课标;
    3.  教学内容大纲如下:
课题:{{topic}}    
一、 教学目标
    1. 知识与技能
      - 具体的内容点
    2. 过程与方法
      - 具体的内容点
    3. 情感态度与价值观
      - 具体的内容点
二、教学重难点
    1. 教学重点
      - 具体的内容点
    2. 教学难点
      - 具体的内容点
三、教学准备
    1. 教师准备
      - 具体的内容点
    2. 学生准备
      - 具体的内容点
四、教学过程(一共是{{times}}分钟)
    - 具体的内容
## 输出要求:
    1. 输出格式:严格按照 Markdown 格式

  • 无学情分析的教学设计节点:

  • 结束节点:

测试与问题解决

Markdown 格式问题

        输出格式要求是 markdown,但由于教学设计过程存在板书设计,LLM 输出的是 Mermaid 格式的图,有些 LLM 就是会出现输出了 Mermaid 格式后,后面的内容就会出现了格式混乱,致使后续的内容不再符合 markdown 格式,整个教学设计就不是 markdown 格式了,只有半截是,半截不是,整个教学设计就无法直接获取到完整的 markdown。

一直执着于坚持使用 deepseek 模型(DeepSeek-V3-0324),然后各种查解决方法,比如:

  • 修改提示词,引导 LLM 注意 Mermaid 串加上结束标识;亦或者是严格让 LLM 注意最后输出必须符合 markdown格式;
  • 使用代码来处理 LLM 输出的结果

按上述解决办法处理,然后验证,结果都还是无济于事。

        尽管半途我尝试不再使用 DeepSeek-V3-0324,换成了 Doubao-1.5-pro-32k-250115,在测试的过程中,发现了出现这个问题确实与模型的选择有关的(如下表格是测试结果记录),但我还是在为了使用 DeepSeek-V3-0324 上折腾了好一些时间,考虑到了项目目标,最后才选择了放弃。

不同模型是否会出现因 Mermaid字符串而出现 markdown格式混乱问题的测试记录表

从上表可知,Doubao-1.5-pro-32k-250115 和 qwen-max,都是不会出现上述所说的 markdown格式问题,那么到底选择哪一个合适呢?这个在下一个小节【模型选择】细聊。

模型选择问题

        在头脑风暴中提及的 deepseek 和 GLM-4 都因 markdown 格式问题被否决了,这下子得要从符合中的模型中挑选符合教学设计的模型来,最好的方法当然就是测试验证了。

(一)选 qwen-max

        不管我怎么调整生成随机性和 Top P,精确模式;平衡模式;创意模式;

还是自定义:生成随机性:1.5(满是 1.99);Top P:0.8(满是 1.0)

生成的教学设计相对于参考范例都显得比较空泛。

以下《语文园地一》教学设计,模型:qwen-max;自定义模式:生成随机性:1.5(满是 1.99);Top P:0.8(满是 1.0)生成的结果:

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>考虑到篇幅问题,想到了代码块可以折叠,生成的内容就是<body>里面的</title>
</head>
<body>
《语文园地一》教学设计
一、教学目标
知识与技能
1. 能够认识并正确书写本节课中的8个生字。
2. 学会通过生活实例来理解新词和句子的意义。
3. 培养学生对阅读的兴趣,增强语感。
过程与方法
● 采用探究式学习方式,在小组合作中运用对比类同法探索汉字的构成规律。
● 通过变样重复法加深对已学知识的记忆。
情感态度与价值观
● 增强对中国传统文化的喜爱与尊重。
● 激发孩子们的好奇心与探索欲,学会用乐观的态度面对生活中的困难。
二、教学重难点
教学重点
● 掌握课文内生词的认读与书写。
● 学习利用实际生活经验理解抽象概念。
教学难点
● 引导学生独立思考,形成初步的分析问题能力。
● 在小组活动中有效沟通协作,共同解决问题。
三、教学准备
教师准备
● 准备多媒体课件(包括图片、视频等),用于引入主题和激发兴趣。
● 设计相关练习题或游戏活动,帮助学生巩固所学知识点。
● 收集一些与本次课程相关的课外阅读材料,供有兴趣的同学深入学习。
学生准备
● 回顾之前学过的相关知识,准备好笔和练习本。
● 思考日常生活中哪些地方可以用到今天要学习的内容。
四、教学过程
(共60分钟)
1. 导入(5分钟)
● 从学生熟悉的场景出发,比如家里常见的物品或是学校里的设施,引导学生回忆上节课的知识点——汉字的基础结构。
● 使用多媒体展示几个代表性的汉字,让学生猜这些字可能代表的意思是什么,并尝试写出它们。
2. 新授(20分钟)
● 介绍本节课将要学习的新字词,先带读几遍,然后邀请个别同学站起来试着念出来。
● 分组讨论每个新词在生活中可能会出现的情景,鼓励大家勇敢发言,分享自己的想法。
● 教师巡回指导,适时给出正确的解释及用法示例。
3. 巩固练习(15分钟)
● 设计“找朋友”游戏:每张卡片上写有一个汉字的一部分或者一个完整的汉字,让学生们找到能组成完整汉字的那张卡片,这样可以锻炼他们的观察力以及对汉字结构的理解。
● 举行小型听写比赛,看谁能在限定时间内记住最多的单词。这种方法既考验了记忆技巧也增加了趣味性。
4. 小结回顾(10分钟)
● 大家轮流说出自己今天学会了什么新内容,有哪些收获。
● 强调本课的重点难点,再次明确学习目标。
● 邀请几名表现突出的同学上台演示,让其他同学点评其优缺点。
5. 作业布置(5分钟)
● 完成课本上的相应练习题目。
● 尝试在家找寻至少三个与今天所学词语相关的事物,记录下来并与家人分享。
● 阅读推荐的小故事或文章,思考其中涉及的汉字是如何体现我们这堂课所讲知识的。
</body>
</html>

(一)选 Doubao-1.5-pro-32k-250115

        以下《语文园地一》教学设计,模型:Doubao-1.5-pro-32k-250115;平衡模式:生成随机性:0.8(满是 1.0)生成的结果:

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>篇幅问题使用代码块可以折叠,生成的内容就是<body>里面的</title>
</head>
<body>
《语文园地一》教学设计 2
一、教学目标
1. 知识与技能
学生能够准确认读和书写“天、地、人、你、我、他”等生字,掌握其基本笔画和字形结构。
熟练背诵《金木水火土》,理解儿歌中一些简单的字词含义,如“一二三四五”“金木水火土”等。
学会用简单的词语描述周围的事物,提升语言表达能力。
2. 过程与方法
通过生活化引导法,让学生在熟悉的生活场景中发现语文知识,提高学习兴趣和对知识的理解能力。
运用对比类同法,对比相似的汉字、词语,加深对字形、字义的记忆和理解。
采用变样重复法,通过多种形式的朗读、书写练习,巩固所学知识。
3. 情感态度与价值观
培养学生对语文学习的兴趣,激发学生对祖国语言文字的热爱。
引导学生观察生活,培养学生的观察力和思考能力。
二、教学重难点
1. 教学重点
认识并正确书写“天、地、人、你、我、他”等生字,掌握生字的笔画和笔顺。
熟练背诵《金木水火土》,理解儿歌的基本内容。
2. 教学难点
区分“你、我、他”的不同用法,能够在实际语境中正确运用。
感受儿歌中所蕴含的传统文化,体会数字与自然事物的联系。
三、教学准备
1. 教师准备
制作精美的教学课件,包含生字的动画演示、儿歌的音频和视频、与生活场景相关的图片等。
准备生字卡片、小奖品(如贴纸、小书签等)。
在教室的一角布置一个“语文生活角”,展示与语文园地一相关的生活物品,如日历(有数字)、五行相关的物品图片等。
2. 学生准备
准备好语文课本、铅笔、橡皮、田字格本。
观察生活中与“天、地、人”以及数字相关的事物,如天空、大地、身边的人等。
四、教学过程(60分钟)
(一)导入(5分钟)
运用生活化引导法,教师带领学生参观“语文生活角”。
师:“小朋友们,今天老师带大家来到了一个有趣的地方——语文生活角。大家仔细看看这里,有没有发现和我们语文学习有关的东西呀?”引导学生观察展示的物品,提问:“谁能说一说,你看到了什么和数字有关的东西?”“生活中还有哪些地方能看到天、地、人呢?”让学生自由发言,激发学生的学习兴趣。
(二)识字加油站(15分钟)
认识“天、地、人、你、我、他”
教师利用课件展示天空、大地、人们活动的图片,运用生活化引导法,说:“小朋友们,看,这是广阔的天空,我们抬头就能看到,这就是‘天’;脚下踩的就是大地,这就是‘地’;在天地之间生活着很多人,有你,有我,还有他。”同时出示对应的生字卡片,带领学生认读。
采用对比类同法,对比“天”和“大”,“人”和“入”。教师在黑板上写出这两组字,引导学生观察它们的不同之处,如“天”比“大”多一横,“人”的撇和捺是分开的,“入”的撇和捺是相交的。让学生用身体动作来表现“人”和“入”,加深记忆。
教师利用动画演示生字的笔画顺序,学生书空。然后让学生在田字格本上进行书写练习,教师巡视指导,运用变样重复法,强调书写的规范和美观。对于书写正确、工整的学生给予小奖品奖励。
区分“你、我、他”
教师通过角色扮演的方式,运用生活化引导法。师:“现在老师来当老师,你们是小朋友。老师问:‘你叫什么名字?’小朋友们怎么回答呀?”引导学生回答“我叫……”。然后请一位同学和老师一起示范,老师说:“他是我的学生。”让学生理解“他”的用法。
组织学生进行小组交流,互相用“你、我、他”进行对话,如“你是我的好朋友,我喜欢你,他也是我们的好朋友”。教师巡视倾听,及时纠正学生的错误用法。
(三)儿歌诵读(20分钟)
初读儿歌
教师播放《金木水火土》的音频,让学生边听边跟着节奏轻轻晃动身体,感受儿歌的韵律美。
教师范读儿歌,要求学生认真听,注意字音和停顿。然后学生跟读,采用变样重复法,多次跟读,如分男女生跟读、小组跟读等。
理解儿歌
运用生活化引导法,教师展示与五行相关的图片,如金属制品、树木、流水、火焰、土壤等,解释“金木水火土”代表的自然事物。提问:“小朋友们,在生活中你们还在哪里见过这些东西呀?”让学生结合生活实际回答。
引导学生观察教室里的物品,数一数有几扇窗户、几张桌子等,理解“一二三四五”。然后让学生互相说一说生活中还有哪些可以用数字表示的事物。
采用对比类同法,对比儿歌中“上”和“下”,“天地”和“日月”的相对关系。教师在黑板上写出这些词语,让学生说一说它们的相反意思,感受儿歌的对仗之美。
背诵儿歌
教师引导学生一句一句地背诵,先自己背,然后同桌互相检查背诵。接着采用变样重复法,进行多种形式的背诵比赛,如小组接力背诵、个人挑战背诵等,对背诵又快又准确的学生给予奖励。
(四)总结与拓展(10分钟)
教师与学生一起回顾本节课学习的生字、儿歌,提问:“今天我们认识了哪些生字呀?”“谁能把《金木水火土》背给大家听?”巩固所学知识。
布置课后作业,让学生回家后和家长一起玩“你说我写”的游戏,家长说生字,学生写在本子上;还可以和家长一起创编一首关于数字的儿歌,下节课和同学们分享。
(五)课堂总结(5分钟)
教师对本节课学生的表现进行总结评价,表扬表现优秀的学生,鼓励其他学生继续努力。
再次强调语文学习与生活的紧密联系,希望学生在生活中多多观察,发现更多的语文知识。
</body>
</html>

        尽管我不是做老师的,但是根据自己的认知,能看出来这个比上述使用 qwen-max 生成来的好,而且是多次生成的结果,这里篇幅问题只是拿出了其中一次生成的结果,大家有兴趣的,可以在扣子上试一试就知道了。

最终,毫无疑问,模型选择了——Doubao-1.5-pro-32k-250115

        其他的问题,都不具备代表性,就不在这里列举了。

总结

方向性刺激提示技术

        技术,就是一个工具,再次从实践中证明了,你知道它的存在,知道它如何使用,你遇到问题的时候,就可以考虑能否用它来解决问题。多学技术,把技术栈建立起来,把自己的技术宝箱丰厚起来的好处就在于此。

        方向性刺激提示,在教学设计生成上应用,有点天生一对的感觉,教学设计一般有固定的结构,以及有较为成熟的设计思路,只要 prompt 模板上预留合适的刺激提示插槽设计,这是能够大大提升教师制作教学设计的工作效率的。

        要能设计出好的刺激提示插槽预留 prompt 模板,还得要具备较好的教学设计业务理解能力,以及足够多的测试验证(足够多的优秀的教学设计案例作为测试验证的参照物),才会得到。亦或者是,从源头上就改变方向性刺激提示技术的应用范式,不做这种插槽预设的 prompt,这都是值得在实践中不断探究的。(当然,前提是要有一定的需求,^_^)

动手做 AI 应用项目

        学习理论,以及做些验证性较为简单的demo的时候,并不会像做实际项目那样,会遇到各种各样想不到的问题,或者体会不到逐渐优化提示词后得到更理想的回答的那种获得感。

        而最为重要的是按照执行计划,一定的时间,怎么把控好整个执行过程,那些地方值得多花些时间探究,那些地方不值得花费过多时间。比如,在做这个教学设计生成项目的过程中, markdown格式的问题,就暂时不值得花费这么多时间去研究,毕竟这不是非要选择 deepseek 才能解决问题;而在不断反复地用同样一组验证数据来测试prompt,逐渐微调 prompt,让它逐渐生成的内容更符合需求,也更稳定,这是值得花费相对较多时间的。

        而要懂得那些环节值得多花时间,那些地方不需过多花费时间,这就要回到项目目标来了。向目标方向走,哪怕是走偏了,也比走反了,要好。

展望与设想

  1. 使用扣子来实现 web 应用端;(当前的智能体,靠大模型来识别工作流参数来提示用户输入,这种方式是相对新颖的交互方式,但总觉得缺了一点可控性的交互感,或者传统的交互方式还不会这么快被取代吧) 
  2. 提示技术组合应用:尝试加上链式提示(prompt chaining)技术;
  3. 提示技术组合创新应用:在有教学设计评价规则的前提上,能否借鉴思维树(ToT)的实现思路。

插入一个关联的链接,方向性刺激提示技术的文章,欢迎大家来一起学习。

提示技术系列(十)——方向性刺激提示-CSDN博客


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