Curriculum as Code：面向STEM教育课程设计的AI辅助架构

贡献：本文提出基于Curriculum as Code范式的六阶段AI辅助教学设计架构，将生成式AI与LaTeX和Python结合，以自动化创建可复现、视觉一致且技术精确的STEM教育材料。背景：为主动学习创建定制化教学材料给教师带来沉重工作量；标准演示工具对技术内容缺乏可靠支持，而当前AI应用常产生幻觉且未能将教学创作流程形式化，限制了其在严谨学术设计中的效用。预期成果：该框架旨在缩短备课时间，同时确保数学准确性、符合机构视觉规范，并通过显式规则保留教师的隐性教学知识。应用设计：该方案包含一个六阶段流水线，以系统化工作流取代临时的提示词工程，使用文本界面与代码驱动生成（LaTeX/Beamer制作幻灯片、Python绘制图表），并受教学约束、上下文校准与自动审查周期治理。发现：在项目式学习环境中经过一年、覆盖8个模块与28个项目情境的验证，该架构显著降低了教师工作量。生成的材料经独立同行评审，并由六位不同教师部署，证实了其超越单一作者的可扩展性。基于600余份自愿的学生评价，材料获得8.5至9.9/10的高质量评分。结果表明其具有高可复现性、最小化的幻觉以及持续的教学与视觉保真度，显示出在广泛STEM教育应用中的可行性。