AI Math Magic Art Studio Teacher Training

AI时代的教学新范式

铸练赋能课堂的提示词工程能力

上海美高学校 | 教师专项培训

您是否正面临这些教学挑战？

ARE WE FACING THESE CHALLENGES?

备课耗时，查找和整合多媒体资料占据大量时间？

课堂互动单一，难以激发所有学生的创作兴趣？

想提供个性化辅导，但分身乏术？

创意性作业的评估标准难以统一，工作量巨大？

我们的教学哲学：三位一体

OUR PHILOSOPHY: THE TRINITY OF MATH, CODE & ART
Trinity Diagram

艺术 Art

创意的容器 & 思维的纽带。

数学 Math

科学的根基 & 课程的灵魂。

编程 Code

思想的画笔 & 逻辑的语言。

我们用编程作桥梁，让学生在艺术创作中，真正爱上数学。

赋能未来：内化中学数学核心素养

EMPOWERING THE FUTURE: INTERNALIZING CORE MATH COMPETENCIES

数学抽象

将问题抽象为数量关系与空间形式。

数学运算

在代码中直观感受运算法则。

直观想象

利用图形理解和解决数学问题。

逻辑推理

编程中的条件判断即是严谨推理的训练。

数据分析

将数据转化为可视化艺术。

数学建模

用代码构建模型，解决现实问题。

教学模式创新：从“Teaching”到“Coaching”

INSTRUCTIONAL MODEL INNOVATION: FROM TEACHING TO COACHING

传统教学 (前喻式)

  • 老师是知识的灌输者
  • 固定的逐字教案
  • 课堂受时空限制
  • 学科壁垒分明

我们的模式 (后喻式)

  • 老师是学习的促进者
  • 流程统一，内容不一的Coaching模式
  • 虚实结合，数据可追溯
  • 学科交叉，学科融合

我们与学生是共同探索的伙伴，教与学的界限不再限定。

核心心智模型：教学设计伙伴

常见的误区：把AI当作“更会说话的搜索引擎”。这只能发挥它10%的能力。

正确的心智模型：把AI视为一个不知疲倦、博学多才的“教学设计伙伴”。

你的角色是 “课程总设计师”，负责提出教育目标和教学理念，AI负责将你的理念快速转化为具体的教学资源。

教学理念：用费曼学习法驾驭AI

THE FEYNMAN TECHNIQUE AS OUR AI PEDAGOGY

费曼学习法的核心是“以教为学”，这与提示词工程的本质不谋而合。

1. 锁定概念 Concept

老师明确本节课的数学知识点。

2. 尝试教授 Teach

老师编写提示词，“教”AI如何向学生解释这个概念。

3. 回顾纠错 Review

审视AI生成的作品，如果“教案”（提示词）有漏洞，就迭代优化。

4. 简化提炼 Simplify

不断优化，直到AI能用最直观、最富美感的方式呈现给学生。

课程实践：G3 探索与发现

GRADE 3: EXPLORATION AND DISCOVERY

目标：熟练掌握AI图文生成基础，用AI可视化基础数学概念，激发学生浓厚兴趣。

G3课例 (1): 倍增的魔力

Multiplication Art

数学概念: 乘法 (3x4)

创作活动: 将3x4视觉化为3组各4个的奇幻生物，或3行4列的宝石阵列。

Ideogram提示词案例

Children's storybook illustration of three groups of fantasy creatures. Each group has exactly four cute, colorful, glowing monsters. The groups are arranged neatly on a magical landscape. vibrant, playful, cartoon style. --ar 4:3

G3课例 (2): 镜子里的魔法

Symmetry Art

数学概念: 轴对称

创作活动: 创作一幅具有完美中心对称或轴对称的蝴蝶、雪花或图腾。

Ideogram提示词案例

A beautiful, intricate butterfly with perfectly symmetrical wings made of glowing crystal patterns. The butterfly is in the center against a dark, magical forest background. detailed, fantasy, glowing, illustration. --ar 1:1

G3课例 (3): 一半与一半的世界

Fraction Art

数学概念: 分数 (1/2)

创作活动: 创作一个半边是白天、半边是黑夜的星球，用“两种风格的融合”来体现比例感。

Ideogram提示词案例

A beautiful planet split down the middle. The left half shows a sunny daytime landscape with fluffy clouds. The right half shows a starry night sky with a crescent moon. The two halves blend seamlessly in the center. fantasy, vibrant, epic art. --ar 16:9

课程实践：G4 精准与风格

GRADE 4: PRECISION AND STYLE

目标：引入并掌握[Constraint]和[Exemplar]提示词，精确控制AI输出，并模仿特定艺术风格。

G4课例 (1): 梵高画笔下的质数

Prime Numbers Art

数学概念: 质数与合数

创作活动: 模仿梵高风格，创作一幅画，画面中只有代表质数的向日葵（如2, 3, 5, 7...朵花瓣）。

Ideogram提示词案例 (Exemplar)

A vibrant oil painting of sunflowers in a vase, in the expressive, impasto style of Vincent van Gogh. [Exemplar] One sunflower has exactly 3 petals, another has 5 petals, and a third has 7 petals, all representing prime numbers. The background is a swirling blue sky. --ar 4:5

G4课例 (2): 角度的性格

Angles Art

数学概念: 锐角、直角、钝角

创作活动: 将角拟人化，创作“温和的锐角先生”、“严肃的直角法官”和“懒洋洋的钝角先生”。

Ideogram提示词案例

A cute, personified right angle character dressed as a judge with a stern expression. The character is made of clean, sharp lines, forming a perfect 90-degree corner. The character is holding a gavel. simple character design, illustration, white background. --ar 1:1

G4课例 (3): 埃舍尔的无限镶嵌

Tessellation Art

数学概念: 平面图形的密铺 (Tessellation)

创作活动: 模仿M.C. Escher的风格，设计一个可以用鱼或鸟的形状进行无缝拼接的图案。

Ideogram提示词案例 (Constraint + Exemplar)

A seamless tessellation pattern of interlocking fish and birds, in the mind-bending style of M.C. Escher. [Exemplar] The color palette should only be black, white, and red. [Constraint] The transition from fish to bird should be smooth and logical. graphic design, intricate, optical illusion. --ar 16:9

课程实践：G5 叙事与抽象

GRADE 5: NARRATION AND ABSTRACTION

目标：引入并掌握[Narrative]和[Emotion]提示词，创作系列图像讲述故事、演绎逻辑，挑战更抽象的概念。

G5课例 (1): 寻宝之旅：寻找X

Algebra Story Art

数学概念: 变量(x, y)与解方程

创作活动: 创作一个至少3幅的系列图像故事：1.发现藏宝图；2.经历重重困难；3.最终找到标记着“X”的神秘宝箱。

Ideogram提示词案例 (Narrative)

A 3-panel comic strip telling a story. [Narrative] Panel 1: An adventurer discovers an ancient, glowing treasure map in a dark cave. Panel 2: The adventurer crosses a rickety rope bridge over a deep canyon. Panel 3: The adventurer opens a magnificent treasure chest, revealing a single, brightly glowing letter 'X' inside. adventure, cinematic, illustration.

G5课例 (2): 情感的色彩

Emotion Art

数学概念: 抽象几何

创作活动: 尝试创作“快乐的几何”或“忧郁的代数”等充满情感的抽象画。

Ideogram提示词案例 (Emotion)

An abstract painting expressing the feeling of "joy". [Emotion] Use vibrant, warm colors like yellow, orange, and magenta. The composition should feature dynamic, upward-moving shapes, circles, and swirling lines. In the style of Wassily Kandinsky. abstract expressionism, painting. --ar 16:9

G5课例 (3): 欧几里得的回响

Pythagoras Proof

数学概念: 勾股定理的证明

创作活动: 这是一个大型项目，用一个7个图像的视觉序列，清晰、优美地“证明”勾股定理。

Ideogram提示词案例 (CoT + Narrative)

An educational infographic visually proving the Pythagorean theorem. [Narrative & CoT] Step 1: Show a right triangle with sides a, b, c. Step 2: Show squares built on each side with areas a², b², c². Step 3: Visually rearrange the area of the two smaller squares to perfectly fit inside the largest square. Clean, minimalist, educational diagram style.

技法深化：成为提示词工程专家

DEEP DIVE: BECOMING A PROMPT ENGINEERING EXPERT

理解提示词背后的“为什么”，让我们的教学设计更精准、更具创造力。

提示词框架工具箱

THE PROMPT FRAMEWORK TOOLKIT

当任务复杂时，结构化框架能帮我们理清思路，确保指令的完整性。

APE 框架

行动, 目的, 期望
最适用：快速出题、定义单个创作任务。

CARE 框架

语境, 行动, 结果, 示例
最适用：设计带“范画”或风格参考的创意写作与艺术项目。

ROSES 框架

角色, 目标, 场景, 方案, 步骤
最适用：从0到1规划一个完整的PBL项目或一个学期的课程模块。

AI的思考术：思维链 (CoT) 与 后退一步法

AI'S THINKING PROCESS: COT & STEP-BACK

思维链 (Chain of Thought)

通过指令“让我们一步一步地思考”，引导AI展示推理过程。

教学价值： 生成可直接用于课堂的、逻辑清晰的解题教案和实验步骤。

后退一步法 (Step-back)

先问一个更宏观、更根本性的问题，再问具体问题。

教学价值： 设计出能激发学生高阶思维的探究性问题，避免标准答案。

AI的“临摹课”：少样本学习 (Few-shot)的力量

AI'S LEARNING STYLE: THE POWER OF FEW-SHOT PROMPTING

这是提升AI输出质量和风格稳定性的最强技巧。

工作原理：

在提示词中提供1-3个“输入→输出”的范例，为AI提供一个清晰的模仿模式。

教学应用：

定制符合您个人风格的作业评语。


这是我的评语风格范例：
作文片段1: ...
我的评语1: 结构清晰，论点有力。如果能在结尾处再升华一下主题就更好了。

现在，请用我的风格，为以下作文片段写评语：...

前沿技术：思维树 (ToT) 与 ReAct 框架

FRONTIER TECHNIQUES: TREE OF THOUGHTS & REACT

思维树 (Tree of Thoughts)

让AI同时探索多个创意路径，然后评估并选择最佳方案。

教学价值： 用于课程设计头脑风暴，为同一个教学目标生成多种不同的活动方案供老师选择。

ReAct 框架 (Reason + Act)

让AI调用外部工具（如网络搜索）来获取创作或备课素材。

教学价值： 设计需要背景研究的PBL项目，让AI辅助学生进行资料搜集和整理。

教师专属的最佳实践

BEST PRACTICES FOR EDUCATORS
  • 建立你的“教学提示词库”：按学科、年级、课时分类，形成个人数字化教辅资源。
  • 指令要包含“教学法”：告诉AI你想用什么教学方法（如“用苏格拉底诘问法”）。
  • 安全第一，验证为王：AI生成的事实性知识 必须 经过二次核实！
  • 鼓励学生一起玩：设计一堂课，让学生自己写提示词，培养他们的AI协作能力。

你的30天教学创新计划

YOUR 30-DAY INNOVATION PLAN

第一周: 备课提效

每天用 PTCF 公式，让AI帮你完成一项备课任务。

第二周: 课堂创新

用角色扮演或后退一步法，设计一个课堂互动环节。

第三周: 评价辅助

选取5份学生作业，尝试用AI辅助你生成初步反馈。

第四周: 分享共创

在备课组内，分享一个你用AI成功赋能教学的案例。

总结：未来已来，语言即力量

CONCLUSION: THE FUTURE IS NOW, LANGUAGE IS POWER
AI不会取代老师，但掌握AI协作能力的老师，会重塑未来的教育。
  • 教学心法： 你是AI的课程总设计师。
  • 核心技法： PTCF是基础，思维链(CoT)是进阶。
  • 费曼之魂： 用“教授AI”来倒逼自己对教学内容的深度理解。
  • 教师之责： 永远保持审查和批判性思维，你才是课堂的最终引导者。

Q&A

交流与探讨

Happy Prompting!