智能技術(shù)助力跨學(xué)科教育：內(nèi)在邏輯和創(chuàng)新實(shí)踐

摘" "要：為推進(jìn)新時(shí)代教育的綜合評(píng)價(jià)改革，培養(yǎng)學(xué)生完整人格和核心素養(yǎng)，提升學(xué)生綜合素質(zhì)，實(shí)施跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)顯得尤為重要。跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)是落實(shí)“雙減”政策的重要路徑。《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》指出，要用跨學(xué)科方式解決真實(shí)問(wèn)題，設(shè)立跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)，加強(qiáng)學(xué)科間相互關(guān)聯(lián)，完善跨學(xué)科的設(shè)計(jì)、實(shí)施、評(píng)價(jià)等方面。該研究分別從跨學(xué)科創(chuàng)新能力培養(yǎng)、跨學(xué)科項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)邏輯兩個(gè)方面出發(fā)，闡明智能技術(shù)助力跨學(xué)科教育的原則與理論邏輯，梳理了AI+跨學(xué)科作業(yè)創(chuàng)新實(shí)踐案例和專家觀點(diǎn)，指出跨學(xué)科創(chuàng)新實(shí)踐中的現(xiàn)存問(wèn)題和改進(jìn)方向，為智能技術(shù)賦能跨學(xué)科教學(xué)與作業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐提供了參考。

關(guān)鍵詞：人工智能；跨學(xué)科；作業(yè)設(shè)計(jì)；大概念；項(xiàng)目化學(xué)習(xí)；創(chuàng)新能力

中圖分類號(hào)：G434" " " " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " "文章編號(hào)：1673-8454（2024）07-0119-10

一、引言

跨學(xué)科教學(xué)是一種有別于傳統(tǒng)分科教學(xué)的教學(xué)范式，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、批判思維等新時(shí)代素養(yǎng)要求起到積極促進(jìn)作用。聯(lián)合國(guó)教科文組織2021年發(fā)布的《共同重新構(gòu)想我們的未來(lái)：一種新的教育社會(huì)契約》（Reimagining Our Futures Together： A New Social Contract for Education）中多次提到跨學(xué)科，強(qiáng)調(diào)“課程應(yīng)重視生態(tài)、跨文化和跨學(xué)科學(xué)習(xí)，支持學(xué)生獲得和生產(chǎn)知識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)他們批判和應(yīng)用知識(shí)的能力”。[1]我國(guó)《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》提出，“各門(mén)課程用不少于10%的課時(shí)設(shè)計(jì)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)”。[2]作業(yè)在學(xué)生的學(xué)習(xí)生涯中占重要地位，能直接反映學(xué)校的教育質(zhì)量。2021年7月，中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步減輕義務(wù)教育階段學(xué)生作業(yè)負(fù)擔(dān)和校外培訓(xùn)負(fù)擔(dān)的意見(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱“雙減”），明確要求“全面壓減作業(yè)總量和時(shí)長(zhǎng)，減輕學(xué)生過(guò)重作業(yè)負(fù)擔(dān)”。[3]

為了讓跨學(xué)科學(xué)習(xí)的開(kāi)展更加靈活、生動(dòng)，可以加深人工智能等新一代信息技術(shù)與實(shí)踐課堂的融合，以探索跨學(xué)科學(xué)習(xí)新形態(tài)。國(guó)家主席習(xí)近平向國(guó)際人工智能與教育大會(huì)致賀信指出，人工智能是引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要驅(qū)動(dòng)力，正深刻改變著人們的生產(chǎn)、生活、學(xué)習(xí)方式，推動(dòng)人類社會(huì)迎來(lái)人機(jī)協(xié)同、跨界融合、共創(chuàng)分享的智能時(shí)代。把握全球人工智能發(fā)展態(tài)勢(shì)，找準(zhǔn)突破口和主攻方向，培養(yǎng)大批具有創(chuàng)新能力和合作精神的人工智能高端人才，是教育的重要使命。[4]因此，在智能技術(shù)促進(jìn)教育變革的背景下，[5]為了響應(yīng)國(guó)家政策，促進(jìn)新一代信息技術(shù)與教學(xué)的深度融合，本文嘗試闡明跨學(xué)科教學(xué)的設(shè)計(jì)邏輯與實(shí)踐路徑，梳理AI+跨學(xué)科作業(yè)創(chuàng)新實(shí)踐案例以及專家點(diǎn)評(píng)，旨在發(fā)現(xiàn)跨學(xué)科創(chuàng)新實(shí)踐的現(xiàn)存問(wèn)題和改進(jìn)方向，為智能技術(shù)賦能跨學(xué)科教學(xué)與作業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐提供參考。

二、跨學(xué)科教學(xué)助推學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

“跨學(xué)科”的前提是學(xué)科的分科。由于社會(huì)分工的不斷精細(xì)化、專業(yè)化且單個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)量的不斷膨脹，學(xué)科課程結(jié)構(gòu)不斷分化，因而在課程結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上實(shí)施分科教學(xué)已成為常態(tài)。然而學(xué)科分化帶來(lái)的危機(jī)早在20世紀(jì)中期就有專家預(yù)見(jiàn)。英國(guó)科學(xué)家查爾斯·佩西·斯諾（Charles Percy Snow）最早提出“兩種文化如何融合”的問(wèn)題，并指出這種相互對(duì)立會(huì)給社會(huì)造成實(shí)踐、知識(shí)和創(chuàng)造性方面的損失。而現(xiàn)代學(xué)科知識(shí)已不限于人文與科學(xué)文化的二元割裂，而是多門(mén)學(xué)科的相互獨(dú)立，加之?dāng)?shù)智技術(shù)和人工智能時(shí)代對(duì)復(fù)合型、綜合性人才的強(qiáng)烈需求，教育工作者亟需重視跨學(xué)科知識(shí)的整合和跨學(xué)科教學(xué)，以平衡社會(huì)要求和人才培養(yǎng)的矛盾。雖然有關(guān)跨學(xué)科教學(xué)理論的探討出現(xiàn)較早，[6]但跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué)仍處于探索階段。國(guó)外采取不同的方式實(shí)施跨學(xué)科教學(xué)，美國(guó)采用STEM教育項(xiàng)目學(xué)習(xí)模式落實(shí)跨學(xué)科教學(xué)；芬蘭基于現(xiàn)象式學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科教學(xué)；英國(guó)北愛(ài)爾蘭地區(qū)采用跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)方式培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科能力。

2022年，我國(guó)新課程改革中正式提出跨學(xué)科教學(xué)，從學(xué)科教學(xué)到提倡跨學(xué)科教學(xué)的轉(zhuǎn)變是順延時(shí)代變遷作出的教育變革，跨學(xué)科對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和核心素養(yǎng)方面發(fā)揮著單一學(xué)科難以實(shí)現(xiàn)的作用。[7]但在跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué)中，還存在協(xié)同教學(xué)形式化、內(nèi)容組織簡(jiǎn)單化、教學(xué)評(píng)價(jià)空心化等跨學(xué)科實(shí)際問(wèn)題。[8]隨著全球教育個(gè)性化、信息化和全球化浪潮的興起，國(guó)際范圍內(nèi)對(duì)素養(yǎng)研究的不斷深入，項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，又稱項(xiàng)目式學(xué)習(xí)（PBL）作為一種綜合的學(xué)習(xí)和課程形態(tài)，獲得業(yè)界的極大關(guān)注。[9]如何將項(xiàng)目化學(xué)習(xí)與跨學(xué)科教學(xué)良好融合，以提升課堂質(zhì)量、更好地促進(jìn)學(xué)生的學(xué)，引起了業(yè)界專家的深思。

（一）跨學(xué)科創(chuàng)新能力培養(yǎng)：?jiǎn)栴}反思與方法建構(gòu)

在數(shù)字時(shí)代，需要培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維。[10]華南師范大學(xué)教育信息技術(shù)學(xué)院鐘柏昌教授認(rèn)為，學(xué)生的解題能力不等于解決真實(shí)問(wèn)題的能力，而培養(yǎng)解決真實(shí)問(wèn)題的能力需要提升學(xué)生跨學(xué)科創(chuàng)新能力。對(duì)于學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的問(wèn)題，集中體現(xiàn)為窄口徑與高要求之間矛盾突出。[11]鐘柏昌從項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的不足，以及注重原始創(chuàng)新還是微創(chuàng)新兩個(gè)切入點(diǎn)，對(duì)基礎(chǔ)教育階段跨學(xué)科教學(xué)以及學(xué)生的創(chuàng)新問(wèn)題進(jìn)行了剖析和討論。

鐘柏昌認(rèn)為，在跨學(xué)科教學(xué)中，項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的開(kāi)展有利于培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。項(xiàng)目化學(xué)習(xí)是以建構(gòu)主義為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)模式，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，學(xué)習(xí)者通過(guò)解決復(fù)雜、真實(shí)的問(wèn)題來(lái)獲得項(xiàng)目中所包含的學(xué)科知識(shí)、技能，從而提升自身能力。有研究表明，項(xiàng)目化學(xué)習(xí)能促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，包括情感、認(rèn)知、行為等能力的提升。[12]但項(xiàng)目化學(xué)習(xí)對(duì)課時(shí)安排、師資安排等都提出了更高的要求。完整的項(xiàng)目教學(xué)通常需經(jīng)歷較長(zhǎng)的周期，實(shí)際課堂無(wú)法正常開(kāi)展全流程的項(xiàng)目教學(xué)。此外，項(xiàng)目包含核心概念和原理的綜合性或開(kāi)放性任務(wù)，通常涉及多個(gè)復(fù)雜或劣構(gòu)的真實(shí)問(wèn)題，對(duì)學(xué)習(xí)者及教師而言均具有挑戰(zhàn)性。[13]鐘柏昌指出，目前國(guó)內(nèi)開(kāi)展項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的課堂主要分為兩類，一類是應(yīng)用在課后、研究性學(xué)習(xí)、興趣小組等時(shí)間安排比較自由的課堂中；另一類是在正式課堂中開(kāi)展，但對(duì)于一些關(guān)鍵的環(huán)節(jié)（例如學(xué)生較長(zhǎng)時(shí)間的自主探索與發(fā)現(xiàn)）會(huì)進(jìn)行壓縮。這兩類課堂中所呈現(xiàn)的往往不是“原汁原味”的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)。

針對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)應(yīng)該注重原始創(chuàng)新還是微創(chuàng)新的問(wèn)題，鐘柏昌通過(guò)三個(gè)“無(wú)聊的盒子”，將學(xué)生的創(chuàng)新程度劃分為模仿、微創(chuàng)新和原始創(chuàng)新。其中，微創(chuàng)新是指需要在了解原有事物或解決方案的基礎(chǔ)上做一些有意義的、合理的修改，但并不是從根本上改變?cè)械脑O(shè)計(jì)；原始創(chuàng)新則要求對(duì)某項(xiàng)產(chǎn)品、規(guī)則或服務(wù)的全部或核心部分進(jìn)行開(kāi)創(chuàng)性設(shè)計(jì)，即需要顛覆原有的設(shè)計(jì)理念、思想或方法，形成全新的特質(zhì)[13]；微創(chuàng)新是介于模仿和原始創(chuàng)新之間的創(chuàng)新。因此，在考慮教學(xué)實(shí)際條件的基礎(chǔ)上，對(duì)基礎(chǔ)教育階段學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)應(yīng)該更加注重模仿基礎(chǔ)上的微創(chuàng)新培養(yǎng)。

針對(duì)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的不足，以及如何培養(yǎng)學(xué)生微創(chuàng)新能力的問(wèn)題，鐘柏昌認(rèn)為在跨學(xué)科教學(xué)中運(yùn)用逆向工程教學(xué)模式能夠打破項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的高要求，此模式有利于跨學(xué)科教學(xué)實(shí)踐的開(kāi)展，有利于實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。在逆向工程教學(xué)中，鐘柏昌針對(duì)基礎(chǔ)教育階段的學(xué)生設(shè)計(jì)了一種新的分類框架燈籠模型：根據(jù)提供的產(chǎn)品是否有故障，可以將教學(xué)模式分為解構(gòu)復(fù)原型和糾錯(cuò)復(fù)原型；根據(jù)對(duì)產(chǎn)品重構(gòu)的難度和創(chuàng)新程度（即近遷移和遠(yuǎn)遷移），可以將教學(xué)模式分為要素增減型和結(jié)構(gòu)創(chuàng)新型，由此分為四類逆向工程教學(xué)模式。這四種教學(xué)模式雖有不同，但也存在明顯的共性，即從試用與感知開(kāi)始到評(píng)價(jià)與總結(jié)結(jié)束，各自中間的兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)均是一個(gè)循環(huán)迭代、逐步完善的過(guò)程。[14]

在數(shù)字時(shí)代，知識(shí)的更新速度非常快，需要培養(yǎng)學(xué)生的終身學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。[10]微創(chuàng)新的提出對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)開(kāi)拓了新的方向，它既是學(xué)生原創(chuàng)能力發(fā)展的跳板，也是迎接數(shù)智時(shí)代挑戰(zhàn)的一次大膽嘗試。創(chuàng)新是專家思維的核心特征，而大概念是專家思維的典型特征。[11]讓每個(gè)學(xué)生像專家一樣思考以實(shí)現(xiàn)學(xué)科知識(shí)的構(gòu)建以及素養(yǎng)的培養(yǎng)發(fā)展。總而言之，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)并非立竿見(jiàn)影，它需要在長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐中逐漸生根發(fā)芽。

（二）跨學(xué)科項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)邏輯

跨學(xué)科教學(xué)是落實(shí)人才培養(yǎng)的重要路徑，跨學(xué)科項(xiàng)目化學(xué)習(xí)是對(duì)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的一種窄化，是實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的重要模式之一。關(guān)于如何開(kāi)展跨學(xué)科項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，上海市教育科學(xué)研究院夏雪梅研究員認(rèn)為，國(guó)內(nèi)的跨學(xué)科項(xiàng)目化學(xué)習(xí)更類似于一種類項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，因此不能完全按照國(guó)際上的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量國(guó)內(nèi)的教學(xué)開(kāi)展是否是高質(zhì)量的，而應(yīng)根據(jù)國(guó)內(nèi)對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)和要求來(lái)進(jìn)行評(píng)判。基于此，夏雪梅對(duì)跨學(xué)科項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的界定、設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)邏輯進(jìn)行了詳細(xì)分析，分別從跨學(xué)科學(xué)習(xí)和項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的關(guān)鍵特征來(lái)判斷教學(xué)是否為真正的跨學(xué)科項(xiàng)目化學(xué)習(xí)。跨學(xué)科強(qiáng)調(diào)多學(xué)科的交織融合，打破了學(xué)科邊界，是多學(xué)科整合后的結(jié)果，強(qiáng)調(diào)在真實(shí)、復(fù)雜問(wèn)題中的多學(xué)科視角探索，以及學(xué)科的整合性理解。而項(xiàng)目化學(xué)習(xí)側(cè)重于學(xué)生在解決真實(shí)、復(fù)雜問(wèn)題中的持續(xù)性探究。基于跨學(xué)科和項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的共性和異性，夏雪梅認(rèn)為，跨學(xué)科項(xiàng)目化學(xué)習(xí)是為了解決一個(gè)真實(shí)而復(fù)雜的問(wèn)題，學(xué)生學(xué)習(xí)并創(chuàng)造性地整合不同學(xué)科的核心知識(shí)和能力，以形成整合性的項(xiàng)目成果和新理解。[15]

如何在課堂中實(shí)踐跨學(xué)科項(xiàng)目化學(xué)習(xí)往往是一線教師關(guān)注的重點(diǎn)。夏雪梅通過(guò)具體案例分析總結(jié)了四條設(shè)計(jì)原則：①設(shè)立一個(gè)真實(shí)的跨學(xué)科目標(biāo)。目標(biāo)是跨學(xué)科項(xiàng)目化學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的來(lái)源，一個(gè)明確的目標(biāo)能夠減少零散、膚淺、拼盤(pán)式的學(xué)習(xí)，避免為跨而跨。②在解決真實(shí)問(wèn)題中明確所跨學(xué)科的內(nèi)在聯(lián)系，澄清每一個(gè)所跨學(xué)科的核心概念、相關(guān)能力，以及它們以何種方式在何時(shí)進(jìn)入項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中。③在學(xué)科深入學(xué)習(xí)和探究的基礎(chǔ)上進(jìn)行整合。跨學(xué)科項(xiàng)目化學(xué)習(xí)并不是各學(xué)科的簡(jiǎn)單疊加，需要圍繞目標(biāo)、問(wèn)題重新整合、構(gòu)建出不同于學(xué)科邏輯的新序列、新知識(shí)。④在問(wèn)題解決過(guò)程中培育跨學(xué)科素養(yǎng)或?qū)W習(xí)素養(yǎng)，包括合作、溝通、創(chuàng)造性思維、批判性思維等。高質(zhì)量的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)意味著要將素養(yǎng)目標(biāo)轉(zhuǎn)化為項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的目標(biāo)，并使素養(yǎng)目標(biāo)成為驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題情境設(shè)計(jì)的依據(jù)、評(píng)價(jià)的依據(jù)和學(xué)習(xí)支架的設(shè)計(jì)依據(jù)。[16]

在明確設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上，本研究梳理了跨學(xué)科項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)邏輯：①提出跨學(xué)科的真實(shí)問(wèn)題。這些問(wèn)題可以來(lái)自現(xiàn)實(shí)世界，也可以根據(jù)教學(xué)目的模擬情境進(jìn)行構(gòu)造。②選取可用于問(wèn)題解決、指向各學(xué)科核心素養(yǎng)的知識(shí)和能力。為了讓學(xué)生在跨學(xué)科項(xiàng)目化學(xué)習(xí)中獲得更深入、更完整的理解，首先需要明確真實(shí)問(wèn)題中包含哪些學(xué)科。其次明確學(xué)科中與真實(shí)問(wèn)題相關(guān)的知識(shí)和能力有哪些。最后明確這些學(xué)科的知識(shí)與能力是如何統(tǒng)整地作用于跨學(xué)科問(wèn)題解決中的[15]。③轉(zhuǎn)化為項(xiàng)目邏輯，“以終為始”持續(xù)深入地解決問(wèn)題。需要學(xué)生能夠從不同的學(xué)科專家視角去分析和解決問(wèn)題，在學(xué)生解決問(wèn)題的過(guò)程中構(gòu)建跨學(xué)科大概念，培養(yǎng)其跨學(xué)科能力、創(chuàng)新能力。④形成整合性的項(xiàng)目成果和新理解。項(xiàng)目成果能夠體現(xiàn)出對(duì)所跨學(xué)科的新理解，超越單一門(mén)學(xué)科知識(shí)。跨學(xué)科項(xiàng)目化學(xué)習(xí)最終呈現(xiàn)的成果是所跨學(xué)科整合后的結(jié)果，而非多學(xué)科元素的簡(jiǎn)單相加。學(xué)生在對(duì)真實(shí)復(fù)雜問(wèn)題的深入探索中，代入問(wèn)題的不同學(xué)科視角，持續(xù)深挖并整合形成新理解，最終形成具有跨學(xué)科性質(zhì)的成果，并在此過(guò)程中培養(yǎng)和發(fā)展自己的跨學(xué)科素養(yǎng)。

在跨學(xué)科項(xiàng)目化學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)中，需要以跨學(xué)科的真實(shí)問(wèn)題作為起點(diǎn)，以形成體現(xiàn)跨學(xué)科理解的跨學(xué)科項(xiàng)目成果為終點(diǎn)。夏雪梅根據(jù)跨學(xué)科的不同整合方式，整理出三種教學(xué)原型：組合型、遞進(jìn)型和沖突型。[15]跨學(xué)科項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的教學(xué)過(guò)程如何實(shí)施、教師如何對(duì)學(xué)生進(jìn)行有效干預(yù)、跨學(xué)科作業(yè)如何設(shè)計(jì)等實(shí)際教學(xué)問(wèn)題，仍需不斷探索。

三、AI+跨學(xué)科作業(yè)設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)踐

跨學(xué)科作業(yè)設(shè)計(jì)作為跨學(xué)科教學(xué)的重要一環(huán)，既能鞏固和加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，也能提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力。2021年，《教育部辦公廳關(guān)于加強(qiáng)義務(wù)教育學(xué)校作業(yè)管理的通知》中指出：“創(chuàng)新作業(yè)類型方式。鼓勵(lì)布置分層作業(yè)、彈性作業(yè)和個(gè)性化作業(yè)，科學(xué)設(shè)計(jì)探究性作業(yè)和實(shí)踐性作業(yè)，探索跨學(xué)科綜合性作業(yè)”。[17]2023年，教育部《基礎(chǔ)教育課程教學(xué)改革深化行動(dòng)方案》也指出作業(yè)設(shè)計(jì)的重要性，強(qiáng)調(diào)“指導(dǎo)各地各校用好教育部委托研制的基礎(chǔ)性作業(yè)，引導(dǎo)教師提高教學(xué)設(shè)計(jì)和作業(yè)設(shè)計(jì)水平，鼓勵(lì)科學(xué)設(shè)計(jì)探究性作業(yè)和實(shí)踐性作業(yè)，探索設(shè)計(jì)跨學(xué)科綜合性作業(yè)”。[18]

在數(shù)字教育背景下，數(shù)字技術(shù)賦能中小學(xué)跨學(xué)科教學(xué)既是國(guó)家深化基礎(chǔ)教育課程教學(xué)改革的重要實(shí)踐路向，也是中小學(xué)落實(shí)國(guó)家教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動(dòng)部署的必然要求。[8]因此，AI+跨學(xué)科作業(yè)設(shè)計(jì)是順應(yīng)時(shí)代潮流、促進(jìn)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型、實(shí)現(xiàn)人工智能賦能跨學(xué)科教學(xué)的重要路徑。跨學(xué)科教學(xué)實(shí)踐仍處于探索階段，針對(duì)如何實(shí)現(xiàn)人工智能賦能下跨學(xué)科作業(yè)有效促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的問(wèn)題，一線教師提供的AI+跨學(xué)科設(shè)計(jì)課例具有參考意義。

（一）實(shí)踐案例一：云游省博，智炫“荊”彩

在“雙減”政策和新課標(biāo)大背景下，武漢經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)官士墩中學(xué)的任艷麗老師設(shè)計(jì)了AI+跨學(xué)科課程案例——《云游省博，智炫“荊”彩》。該案例融合了歷史、人工智能、美育、文學(xué)品鑒等多門(mén)學(xué)科，旨在培養(yǎng)學(xué)生的時(shí)空觀念、家國(guó)情懷、信息技術(shù)編程能力、審美鑒賞與創(chuàng)造等綜合學(xué)科素養(yǎng)。在教學(xué)設(shè)計(jì)上，采用主暗線的方式實(shí)現(xiàn)了歷史、人工智能、音樂(lè)、美術(shù)跨學(xué)科教學(xué)深度和廣度的融合。主線側(cè)重于歷史知識(shí)的掌握，學(xué)生通過(guò)湖北省歷史博物館文物探究和5G智慧博物館中文物古跡的鑒賞，提高其歷史解釋、唯物史觀的歷史核心素養(yǎng)；暗線側(cè)重于情感體驗(yàn)和藝術(shù)欣賞，通過(guò)機(jī)器人搶答、模擬文物挖掘、手繪文物等項(xiàng)目活動(dòng)及作業(yè)設(shè)計(jì)，提高學(xué)生的家國(guó)情懷。

跨學(xué)科作業(yè)設(shè)計(jì)是該案例的另一大亮點(diǎn)。其中，在AI+歷史的跨學(xué)科作業(yè)設(shè)計(jì)中，學(xué)生可以通過(guò)編寫(xiě)程序指令實(shí)現(xiàn)與機(jī)器人的互動(dòng)，從而調(diào)動(dòng)機(jī)器人解說(shuō)湖北省博物館中的歷史知識(shí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性并培養(yǎng)學(xué)生編程知識(shí)應(yīng)用能力；在AI+歷史+語(yǔ)文的作業(yè)設(shè)計(jì)中，學(xué)生以講解員的身份對(duì)湖北省博物館的文物進(jìn)行解說(shuō)并錄音上傳至智學(xué)網(wǎng)，AI平臺(tái)利用語(yǔ)音識(shí)別功能判斷學(xué)生對(duì)歷史知識(shí)的掌握情況，從而培養(yǎng)學(xué)生的語(yǔ)言運(yùn)用、歷史解釋等核心素養(yǎng)；在AI+歷史+美育的作業(yè)設(shè)計(jì)中，學(xué)生畫(huà)出文物的輪廓并分享圖片至智學(xué)網(wǎng)，智能終端通過(guò)輪廓識(shí)別進(jìn)行特征評(píng)價(jià)，在美育浸潤(rùn)和AI輔助下實(shí)現(xiàn)史料實(shí)證等核心素養(yǎng)培養(yǎng)；在AI+歷史+勞育的作業(yè)設(shè)計(jì)中，學(xué)生模擬考古挖掘，并將挖掘過(guò)程的視頻分享至智學(xué)網(wǎng)或教師實(shí)時(shí)投屏，學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐的過(guò)程中體會(huì)歷史考古的嚴(yán)謹(jǐn)，建立文物保護(hù)的意識(shí)；在AI+歷史+音樂(lè)+語(yǔ)文的作業(yè)設(shè)計(jì)中，學(xué)生觀看古樂(lè)器演奏視頻后寫(xiě)觀后感，作文內(nèi)容不僅包括對(duì)古樂(lè)器的歷史介紹，還包括學(xué)生對(duì)演奏樂(lè)曲的感受，借助智學(xué)網(wǎng)的作業(yè)批改功能對(duì)學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

上海市黃浦區(qū)教育學(xué)院綜合教研員居曉波認(rèn)為，該案例能夠體現(xiàn)基于標(biāo)準(zhǔn)的跨學(xué)科素養(yǎng)導(dǎo)向特點(diǎn)。但需要思考的是作業(yè)評(píng)價(jià)的結(jié)果反饋不僅應(yīng)面向教師，學(xué)生也是重要的反饋主體。以何種形式的何種反饋內(nèi)容呈現(xiàn)給不同學(xué)段的學(xué)生，并使學(xué)生從反饋中真正改進(jìn)學(xué)習(xí)、明確目標(biāo)、清晰定位是教師在評(píng)價(jià)過(guò)程中需要關(guān)注和思考的問(wèn)題。

（二）實(shí)踐案例二：智慧牧場(chǎng)小管家——探究食物鏈與生態(tài)平衡

在技術(shù)革新教育形態(tài)的理念下，智能教育成為未來(lái)教育的發(fā)展趨勢(shì)。技術(shù)賦能教育、技術(shù)創(chuàng)新教育、技術(shù)重塑教育是人工智能促進(jìn)未來(lái)教育發(fā)展“三部曲”的進(jìn)階樣態(tài)[19]。人工智能已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入中小學(xué)校，機(jī)器人課程化、編程游戲化開(kāi)始普及，智能教育正在常態(tài)化開(kāi)展。隨著可視化編程環(huán)境的日趨成熟，越來(lái)越多的學(xué)科開(kāi)始嘗試使用編程方式來(lái)開(kāi)展學(xué)習(xí)，將編程教育融入數(shù)學(xué)、科學(xué)、語(yǔ)言以及藝術(shù)課程學(xué)習(xí)中。[20]在課堂體驗(yàn)方面，編程技術(shù)被視作教育創(chuàng)新活動(dòng)中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。華東師范大學(xué)教育信息技術(shù)學(xué)系張樂(lè)樂(lè)博士的《智慧牧場(chǎng)小管家——探究食物鏈與生態(tài)平衡》課程，以狼、羊、草為元素，利用編程算法探究食物鏈與生態(tài)平衡的規(guī)律。在科學(xué)課程中融入信息技術(shù)的編程、算法，實(shí)現(xiàn)科學(xué)和信息科技的跨學(xué)科交叉融合。

在深入分析科學(xué)學(xué)科教材和核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)上，使用演示、角色扮演、小組合作等教學(xué)法，利用基于AI技術(shù)的Netlogo仿真軟件模擬操作羊吃草、狼羊草生態(tài)模型。通過(guò)完成難度適切、形式多樣的跨學(xué)科作業(yè)，學(xué)生能夠直觀地感受到模型的動(dòng)態(tài)變化，并結(jié)合所學(xué)的科學(xué)知識(shí)進(jìn)行解釋，既可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)思維、探究責(zé)任等科學(xué)課程核心素養(yǎng)的培養(yǎng)和深化，也可以筑牢其信息意識(shí)、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新等信息科技課程核心素養(yǎng)。基于科學(xué)課程新課標(biāo)的作業(yè)評(píng)價(jià)要求，張樂(lè)樂(lè)設(shè)計(jì)了AI+科學(xué)+信息科技跨學(xué)科作業(yè)：通過(guò)補(bǔ)齊缺失的代碼并修改模型中的變量值，以文字形式描述其中的科學(xué)學(xué)科關(guān)系，并通過(guò)參數(shù)的調(diào)整實(shí)現(xiàn)模擬生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到平衡狀態(tài)，進(jìn)一步探究蘊(yùn)含其中的規(guī)律；運(yùn)用所學(xué)編程代碼收集相關(guān)資料，制作不同環(huán)境下的生態(tài)模擬模型，來(lái)提高學(xué)生的科學(xué)思維和能力；根據(jù)學(xué)生的知識(shí)掌握情況進(jìn)行分組，小組成員在合作設(shè)計(jì)模型并解釋模型的跨學(xué)科作業(yè)中，實(shí)現(xiàn)科學(xué)知識(shí)和編程知識(shí)的綜合應(yīng)用，同時(shí)提升學(xué)生的溝通合作技能，發(fā)展學(xué)生的探究實(shí)踐和創(chuàng)新能力。

跨學(xué)科教育中強(qiáng)調(diào)過(guò)程性評(píng)價(jià)，應(yīng)包括教學(xué)中學(xué)習(xí)情境的真實(shí)、主體的多元、方式的多樣、內(nèi)容的全面和反饋的指導(dǎo)性。該案例利用智能技術(shù)賦能跨學(xué)科作業(yè)設(shè)計(jì)，遵循了六條邏輯主線，具體內(nèi)容包括學(xué)科內(nèi)容和跨學(xué)科內(nèi)容。跨學(xué)科作業(yè)不僅是考核學(xué)生對(duì)學(xué)科知識(shí)掌握程度的手段，也是鍛造其核心素養(yǎng)的重要方式。根據(jù)居曉波的分析，跨學(xué)科學(xué)習(xí)不僅整合了不同學(xué)科的內(nèi)容，還包括不同學(xué)科的觀點(diǎn)、方法、價(jià)值、思維方式等，是以大觀念和學(xué)科實(shí)踐的思想來(lái)重構(gòu)課程內(nèi)容和變革學(xué)習(xí)方式。在解決真實(shí)問(wèn)題、任務(wù)、項(xiàng)目的過(guò)程中，需要學(xué)生重構(gòu)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)來(lái)促進(jìn)素養(yǎng)的生成。

（三）實(shí)踐案例三：人工智能書(shū)法平臺(tái)提高小學(xué)三至六年級(jí)學(xué)生書(shū)法臨摹能力的實(shí)踐研究——以“示字旁”為例

在人工智能的驅(qū)動(dòng)下，傳統(tǒng)的學(xué)科壁壘正在不斷被打破，多學(xué)科協(xié)同創(chuàng)新逐漸成為可能，[21]學(xué)生的課堂練習(xí)形式擁有新的選擇。2013年，教育部發(fā)布《中小學(xué)書(shū)法教育指導(dǎo)綱要》，明確指出“義務(wù)教育階段書(shū)法教育以語(yǔ)文課為主”，并規(guī)定“小學(xué)3—6年級(jí)每周安排1課時(shí)用于毛筆字學(xué)習(xí)”。[22]廣州市回民小學(xué)熊宇老師設(shè)計(jì)了《人工智能書(shū)法平臺(tái)提高小學(xué)三至六年級(jí)學(xué)生書(shū)法臨摹能力的實(shí)踐研究——“以示字旁”為例》的課程，包括研究背景、研究目的與意義、研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容、課例研究成效五個(gè)方面。通過(guò)展現(xiàn)課堂實(shí)錄并詳細(xì)介紹人工智能書(shū)法平臺(tái)支持下的書(shū)法課程開(kāi)設(shè)情況，生動(dòng)體現(xiàn)了“學(xué)有所成、學(xué)以致用”的目標(biāo)，為更好地開(kāi)展AI+跨學(xué)科教學(xué)提供了可推廣的經(jīng)驗(yàn)。

熊宇在傳統(tǒng)書(shū)法教學(xué)的基礎(chǔ)上，利用AI技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科作業(yè)設(shè)計(jì)。通過(guò)人工智能書(shū)法平臺(tái)賦能傳統(tǒng)書(shū)法教學(xué)，實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生端同屏互動(dòng)、全方位展示、作品拍攝、板書(shū)示范、人工智能評(píng)價(jià)等功能，使學(xué)生在人工智能技術(shù)的支持下，能夠更好地實(shí)現(xiàn)讀帖、摹寫(xiě)、臨寫(xiě)、評(píng)價(jià)等課堂作業(yè)的內(nèi)化提高和良性循環(huán)。在讀帖時(shí)，學(xué)生可以觀看座位屏幕上或者智能白板上播放的視頻。通過(guò)視頻中教師對(duì)筆畫(huà)的講解，學(xué)生可以對(duì)所學(xué)帖字目治手營(yíng)、精微盡覽。同時(shí)教師在現(xiàn)場(chǎng)給予細(xì)節(jié)性的提示和指導(dǎo)，以保證學(xué)生的學(xué)習(xí)效果；在摹寫(xiě)時(shí)，學(xué)生在屏幕上跟隨教師手勢(shì)以理解字的運(yùn)筆、架構(gòu)，做到聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)、觸覺(jué)合一，摹寫(xiě)過(guò)程中，心摹手追，習(xí)得所學(xué)帖字的形質(zhì)；在臨寫(xiě)時(shí)，學(xué)生將練習(xí)紙覆蓋在屏幕上進(jìn)行臨寫(xiě)練習(xí)，臨寫(xiě)過(guò)程中心手相應(yīng)，易得碑帖形質(zhì)；在評(píng)價(jià)時(shí)，采用視頻識(shí)別提取技術(shù)、大數(shù)據(jù)等AI技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生作品的全面評(píng)價(jià)。此外，學(xué)生的作品可以分享到智能終端進(jìn)行教師點(diǎn)評(píng)和學(xué)生互評(píng)。熊宇老師認(rèn)為，在探索AI+跨學(xué)科作業(yè)設(shè)計(jì)賦能核心素養(yǎng)教學(xué)的過(guò)程中，要充分發(fā)揮藝術(shù)教育特色學(xué)校和人工智能實(shí)驗(yàn)學(xué)校的引領(lǐng)作用。

廣州市黃埔區(qū)教育研究院信息技術(shù)教研員金鑫認(rèn)為，AI與書(shū)法融合巧妙，有效縮小了書(shū)法練習(xí)過(guò)程的扁平化問(wèn)題。但書(shū)法練習(xí)的作業(yè)設(shè)計(jì)仍有提升空間，如可以每日推送示范帖字并攝像記錄作業(yè)，通過(guò)持續(xù)性練習(xí)，使學(xué)生在認(rèn)知和行為上建立強(qiáng)關(guān)系。此外，教師使用人工智能平臺(tái)進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中的總結(jié)和建議，應(yīng)即時(shí)反饋給開(kāi)發(fā)公司，以完善平臺(tái)的服務(wù)功能。在利用人工智能與傳統(tǒng)文化學(xué)科進(jìn)行跨學(xué)科設(shè)計(jì)時(shí)，要注意AI在其中的占比，避免傳統(tǒng)文化學(xué)科傳達(dá)的底蘊(yùn)有所下降。

（四）實(shí)踐案例四：AI+數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)——小初高系列課程介紹

近年來(lái)，隨著信息技術(shù)日新月異的發(fā)展，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能成為新時(shí)代的發(fā)展特征。在這些新技術(shù)背后，數(shù)學(xué)發(fā)揮著越來(lái)越重要的基礎(chǔ)性作用[23]。在基礎(chǔ)教育階段實(shí)施人工智能與數(shù)學(xué)融合的跨學(xué)科課程，能打破學(xué)生的學(xué)科界限，建立其學(xué)科大概念，培養(yǎng)跨學(xué)科能力，為未來(lái)數(shù)學(xué)和人工智能的發(fā)展打下扎實(shí)基礎(chǔ)。基于此，山東省青島第九中學(xué)蔡榮嘯老師設(shè)計(jì)了《AI+數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)——小初高系列課程介紹》實(shí)踐案例，分為人工智能課程特色、人工智能與教學(xué)的關(guān)系、人工智能課程與教學(xué)融合學(xué)段案例三個(gè)方面。蔡榮嘯認(rèn)為，人工智能與信息科技（技術(shù)）、數(shù)學(xué)有著密切聯(lián)系。在小初高階段，人工智能與數(shù)學(xué)的跨學(xué)科融合具有天然優(yōu)勢(shì)。中小學(xué)開(kāi)設(shè)的人工智能課程重點(diǎn)是引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)興趣、激發(fā)探究欲望、拓展視野，并形成探究與學(xué)習(xí)能力，應(yīng)區(qū)別于大學(xué)課程。

蔡榮嘯分別從小、初、高三個(gè)階段，介紹了學(xué)校基于人工智能技術(shù)搭建的數(shù)學(xué)系列課程。每個(gè)階段的AI+數(shù)學(xué)指導(dǎo)原則側(cè)重點(diǎn)均不同，從而跨學(xué)科作業(yè)的設(shè)計(jì)導(dǎo)向也存在差異。在小學(xué)階段，AI+數(shù)學(xué)重在體驗(yàn)和探究。以人臉識(shí)別技術(shù)為例，學(xué)生在已開(kāi)發(fā)完善的人臉識(shí)別平臺(tái)上進(jìn)行可視化操作，親身體驗(yàn)人工智能的運(yùn)作流程，并探索其中的數(shù)學(xué)知識(shí)。這就要求學(xué)生具備扎實(shí)的理論知識(shí)，并結(jié)合信息科技的編程思維和數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的整合培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科深度融合；在初中階段，側(cè)重于原理、探究和應(yīng)用。如在教學(xué)中利用圖形化工具和AI算法來(lái)實(shí)踐數(shù)學(xué)關(guān)系的推導(dǎo)。學(xué)生不僅可以直觀地了解算法的實(shí)質(zhì)，而且能夠在人工智能平臺(tái)（如MMEdu）上進(jìn)行算法模型的訓(xùn)練和應(yīng)用，從而使學(xué)生在作業(yè)練習(xí)的過(guò)程中培養(yǎng)抽象、運(yùn)算、空間概念、數(shù)據(jù)觀念等數(shù)學(xué)能力，真正做到基于原理的應(yīng)用；在高中階段，注重學(xué)生在了解原理并深入探究的基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新。對(duì)此，蔡榮嘯通過(guò)手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別的案例進(jìn)行說(shuō)明，在該案例中學(xué)生需要進(jìn)行自主深入探索。通過(guò)參數(shù)的調(diào)整和訓(xùn)練數(shù)據(jù)的觀察，學(xué)生可以深入了解人工智能模型的訓(xùn)練過(guò)程、學(xué)會(huì)解讀數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)深層次的思考。此外，學(xué)生可以利用自己訓(xùn)練的AI模型進(jìn)行手寫(xiě)密碼的破譯，培養(yǎng)其數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)建模等數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)，鍛煉其解決問(wèn)題的創(chuàng)新能力。

人工智能的支持使學(xué)生可以以全新的方式探索數(shù)學(xué)奧秘，不僅提升學(xué)生對(duì)人工智能的理解，還加深對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)科知識(shí)的掌握，培養(yǎng)解決復(fù)雜問(wèn)題的能力，為在智能化社會(huì)中發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。金鑫指出，AI與數(shù)學(xué)的融合需要考慮課程定位問(wèn)題。數(shù)學(xué)是基礎(chǔ)，AI是輔助，對(duì)人工智能模型的訓(xùn)練和使用均根植于數(shù)學(xué)。在跨學(xué)科內(nèi)容設(shè)計(jì)方面，學(xué)生不僅需要關(guān)注算法結(jié)果蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的數(shù)學(xué)知識(shí)也同等重要，如人臉識(shí)別過(guò)程中的數(shù)學(xué)規(guī)律。所跨學(xué)科之間的關(guān)系是平等關(guān)系，而跨學(xué)科要重點(diǎn)關(guān)注所跨學(xué)科的整合，通過(guò)擴(kuò)大所跨學(xué)科的交織部分，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用。此外，在教學(xué)設(shè)計(jì)方面，教師和學(xué)生之間的學(xué)科認(rèn)知差異也是實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科教學(xué)的一大難題。對(duì)于跨學(xué)科教學(xué)，金鑫提出了跨學(xué)科是否一定需要依靠AI技術(shù)或平臺(tái)、如何評(píng)判普適性教學(xué)的教學(xué)難度等問(wèn)題，引發(fā)了學(xué)者們的深入思考。

四、結(jié)語(yǔ)與展望

本文探討了跨學(xué)科教學(xué)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維的重要作用，理清了其設(shè)計(jì)原則邏輯，分析了人工智能賦能跨學(xué)科作業(yè)設(shè)計(jì)的若干實(shí)踐案例。從中可知，跨學(xué)科教學(xué)的有效開(kāi)展需要理論與實(shí)踐的充分配合和運(yùn)用。跨學(xué)科教學(xué)理論的構(gòu)建是實(shí)踐的指南，實(shí)踐反思是理論的完善。跨學(xué)科理論研究為具體教學(xué)實(shí)踐服務(wù)，因此有必要澄清跨學(xué)科教學(xué)的目標(biāo)，在目標(biāo)實(shí)現(xiàn)路徑的探索中考慮多元因素影響，不脫離實(shí)際。在實(shí)踐中，跨學(xué)科教學(xué)不僅注重學(xué)科知識(shí)的積累整合，也強(qiáng)調(diào)在解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題時(shí)綜合運(yùn)用各學(xué)科知識(shí)的重要性，從而培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維和實(shí)際操作能力的未來(lái)人才。跨學(xué)科作業(yè)是跨學(xué)科教學(xué)理念的實(shí)踐環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生從單一學(xué)科知識(shí)的掌握轉(zhuǎn)向綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)。跨學(xué)科知識(shí)的靈活使用以提高作業(yè)的“質(zhì)”，多學(xué)科知識(shí)的整合運(yùn)用以減少作業(yè)的“量”，這與“雙減”政策對(duì)作業(yè)“提質(zhì)減量”的要求相應(yīng)。而教師作為跨學(xué)科教學(xué)的實(shí)踐設(shè)計(jì)者、實(shí)施者，有必要把握跨學(xué)科教學(xué)核心、提升跨學(xué)科教學(xué)素養(yǎng)。同時(shí)，還需合理看待人工智能，培育教師智能素養(yǎng)[24]、利用智能技術(shù)有效設(shè)計(jì)跨學(xué)科作業(yè)。

在跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)中，各學(xué)科的整合對(duì)只精通自己所授學(xué)科的教師提出了更高的要求，尤其是對(duì)不同學(xué)科核心素養(yǎng)的把握和多學(xué)科融合能力方面。在課程教學(xué)中，人工智能的使用會(huì)遇到很多難點(diǎn)，如何才能真正利用好人工智能，需要注意人工智能扮演的角色問(wèn)題，而非只是給課程教學(xué)加上人工智能的“帽子”。在“雙減”背景下，如何在作業(yè)設(shè)計(jì)中有效實(shí)現(xiàn)減負(fù)提效也是教學(xué)工作的一大難點(diǎn)。華南師范大學(xué)胡小勇教授認(rèn)為，可從智能工具支持跨學(xué)科的深度學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)跨學(xué)科精準(zhǔn)教學(xué)、智能平臺(tái)支持的混合式學(xué)習(xí)三個(gè)角度實(shí)現(xiàn)AI+跨學(xué)科。

思考AI在教學(xué)中的角色問(wèn)題時(shí)，也需正視其對(duì)跨學(xué)科教學(xué)的作用。在人工智能的加持下，跨學(xué)科教學(xué)呈現(xiàn)出多元新面貌，實(shí)現(xiàn)教師跨學(xué)科教研科學(xué)化、學(xué)生跨學(xué)科學(xué)習(xí)個(gè)性化，跨學(xué)科資源豐富化、評(píng)價(jià)反饋智能化等。人工智能賦能跨學(xué)科作業(yè)的設(shè)計(jì)中，不僅需要利用AI技術(shù)優(yōu)化作業(yè)設(shè)計(jì)、提高作業(yè)的質(zhì)量，還需要注重作業(yè)的知識(shí)遷移、激發(fā)興趣、提升思維，培養(yǎng)學(xué)生自律、自立品格和自主學(xué)習(xí)能力的育人功能。[25]學(xué)生僅記憶知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，更重要的是對(duì)復(fù)雜概念形成深刻的理解，并基于這些理解生成新的知識(shí)。[26]應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生與以AI為技術(shù)基礎(chǔ)的資源或者平臺(tái)進(jìn)行互動(dòng)，以深化和擴(kuò)展其知識(shí)體系，發(fā)展批判性思維和創(chuàng)造性解決問(wèn)題的能力。但同時(shí)也需要認(rèn)清AI可能對(duì)教學(xué)造成的負(fù)面影響。AI是實(shí)現(xiàn)知識(shí)外包的工具之一，有必要利用好AI這把雙刃劍。面對(duì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)知識(shí)的外包，教育工作者需要保持清醒的頭腦以防陷入思維懶惰與幼稚化、認(rèn)知地位邊緣化、發(fā)展主體性喪失、認(rèn)知膚淺與碎片化、認(rèn)知偏見(jiàn)與極端化的教育陷阱。[27]此外，教育人工智能本身還存在對(duì)突發(fā)事件處理靈活性缺乏、情感教育薄弱、數(shù)據(jù)泄露造成隱私威脅、技術(shù)發(fā)展不成熟等問(wèn)題。[28]教師在設(shè)計(jì)智能技術(shù)賦能的跨學(xué)科作業(yè)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注如何在作業(yè)設(shè)計(jì)中運(yùn)用AI強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和模式識(shí)別等能力，促進(jìn)學(xué)生對(duì)復(fù)雜概念的理解和應(yīng)用，同時(shí)注重培養(yǎng)學(xué)生在技術(shù)驅(qū)動(dòng)時(shí)代中所需的關(guān)鍵能力。

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Intelligent Technology for Interdisciplinary Education：

Internal Logic and Innovative Practice

Hua DU， Xuanyan ZHU， Luyao YANG， Yanchao SUN

（College of Education， Zhejiang Normal University， Jinhua 321004， Zhejiang）

Abstract： To promote the comprehensive assessment reform of education in the new era， develop students’ integrity and core literacy， and improve their comprehensive quality， the implementation of interdisciplinary teaching design is apparently needed. Interdisciplinary teaching design is an important path to implement the “Double Reduction” policy. Compulsory Education Curriculum Program （2022 Edition） indicates that it is necessary to use interdisciplinary approaches to solve real problems， set up interdisciplinary thematic learning activities， strengthen the connection among subjects， and improve the interdisciplinary design， implementation， evaluation and others. This article respectively clarifies the principles and theoretical logic of intelligent technology-enabled interdisciplinary education， and the design logic of interdisciplinary project-based learning from the two aspects of interdisciplinary innovation ability cultivation. It briefly combs through the cases of AI+ interdisciplinary assignments and experts’ views， and points out the existing problems and the direction of improvement in the practice of interdisciplinary innovation， so as to provide references for the practice of interdisciplinary teaching and assignment design empowered by intelligent technology.

Keywords： Artificial Intelligence; Interdisciplinary; Assignment design; Big idea; Project-Based Learning; Innovation ability

編輯：李曉萍" "校對(duì)：王天鵬

DOI：10.3969/j.issn.1673-8454.2024.07.013

作者簡(jiǎn)介：杜華，浙江師范大學(xué)教育學(xué)院副教授、碩士生導(dǎo)師，博士（浙江金華 321004）；朱宣彥、楊路遙，浙江師范大學(xué)教育學(xué)院碩士研究生（浙江金華 321004）；孫艷超，浙江師范大學(xué)教育學(xué)院副教授、碩士生導(dǎo)師，浙江省江山市教育局副局長(zhǎng)（掛職）（浙江金華 321004）

基金項(xiàng)目：國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金“十四五”規(guī)劃2021年度教育學(xué)一般課題“人機(jī)協(xié)同時(shí)代鄉(xiāng)村教師智能素養(yǎng)結(jié)構(gòu)與培養(yǎng)策略研究”（編號(hào)：BCA210091）；中國(guó)教育學(xué)會(huì)2023年度教育科研重點(diǎn)委托課題“人工智能教育發(fā)展指數(shù)研究”（編號(hào)：202300001101WTA）；2022年度金華市公益性技術(shù)應(yīng)用研究項(xiàng)目“基于切片技術(shù)的課堂教學(xué)診斷量表設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)”（編號(hào)：2022-4-043）