人工智能+跨學科融合教學

〔摘" "要〕" 本文以小學信息科技教學為例，立足于人工智能 + 跨學科融合的視角，探索了信息科技課程教學的優化方法：更新教育理念，開發跨學科教學項目；設計教學目標，明確人工智能教學方向；優化教學流程，落實信息科技教學方式；在反思遷移中，重構學科融合知識體系；建構評價模型，完善信息科技評價體系。將跨學科融合的教學思想融入信息科技人工智能教學過程，引導學生形成跨學科融合的思想，可以促使學生在人工智能的相關知識與技能學習中，運用已有的多學科知識經驗理解人工智能的原理，優化了學生的信息科技課程學習方式，對于學生的信息科技素養以及多方面能力的發展有著重要的推動作用。

〔關鍵詞〕" 信息科技；人工智能；跨學科融合

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）15" " 0019-03

將人工智能納入中小學信息科技課程教學中，可以培養出適應智能化、信息化發展的人才，讓未來的社會力量充分地掌握智能化技術，適應時代技術發展的步伐。將人工智能運用于小學信息科技跨學科融合教學，不僅能促進信息科技教師的教學觀念革新，還能促進學生形成跨學科融合的學習觀念，引領學生在人工智能技術的支持下，深入地探索所學的知識內容，促使學生在完成跨學科任務中，提高知識融合運用能力。同時，增加了學生接觸以及使用人工智能技術的機會，可以幫助學生鞏固信息科技基礎，進一步發展學生形成人工智能素養，培養學生自主探索、科學探究的精神，對于學生今后的信息科技學習以及長遠發展有著深遠的影響。因此，教師要積極探索人工智能與跨學科融合的實現路徑，并且將這種新型的教學技術巧妙地運用于教學實踐，助力學生的學科素養形成。

一、設計教學目標，明確人工智能教學方向

在傳統的小學信息科技教學中，許多教師采取單課時教學的方式，缺乏對教學內容的整合，在這種情況下所設計的教學目標較為淺顯；還有一部分教師設計的教學目標過于籠統，未能發揮出教學目標應有的導向作用。鑒于此，教師要認識到設計教學目標的重要性，力求最大限度地發揮出教學目標應有的價值。因此，在人工智能與跨學科融合教學的視角下，教師應從核心素養培育的視角制定教學目標，保障教學目標的設計能促進學生進一步掌握人工智能技術，同時獲得關鍵能力、必備品質的發展。在教學目標的設計中，教師首先應結合具體的項目主題、項目內容，設計跨學科融合人工智能教學的總目標，再進一步細化目標內容，提升教學目標的可操作性，為人工智能與跨學科融合的教學指明方向。

比如，在信息科技教學中，教師設計了以“AI智能養殖”為主題的跨學科教學活動。AI（人工智能）技術是新一輪科技革命和產業變革的重要驅動力量。在跨學科融合的視角下，教師設計了與人工智能技術相關的學習任務。在教學目標的設計中，教師應從人工智能素養的角度出發，首先確定教學目標的總體方向，即為發展學生形成人工智能意識、人工智能思維，學會使用人工智能技術，能夠形成運用人工智能技術服務社會、服務人民的責任感。為了提高教學目標的可操作性，教師應進一步細化教學目標的內容，要求學生在這一人工智能項目的跨學科主題學習中，了解其中包含的人工智能基本原理，能夠結合動物養殖中的溫度控制、濕度調節以及亮度需求等方面的知識，運用人工智能技術、大數據技術等先進的技術手段，分析智能模型表征，結合智能模型推理，獲取有價值的信息，為AI智能養殖系統的設計提供精準的數據支持。除此之外，在人工智能與跨學科融合教學的目標設計中，教師應將培養創造性人才作為重要目標，鼓勵學生在學習過程中提出創造性的想法，從中感知人工智能技術在養殖行業中運用的作用，促使學生學會運用先進技術解決生產生活中遇到的問題，形成智能社會責任。這樣的教學目標設計，不僅可以促進學生掌握人工智能的原理，同時還可以促進學生掌握新時代社會背景下的新型勞動方式，讓學生學會運用人工智能技術代替傳統的勞動方式，用智慧解放雙手，形成勞動美德。

二、優化教學流程，改進信息科技教學方式

在人工智能與跨學科融合的視角下，信息科技教師在教學中應優化教學方式和教學流程，要認識到傳統的按部就班講授法已經與新時代的教育改革脫節。教師要結合人工智能教學的具體目標、要求以及運用跨學科融合方式，探索信息科技教學的新思路，帶領學生在多個學習活動的參與中，鞏固學科基礎，真正地掌握多學科知識，在解決問題過程中靈活地運用所學的知識。同時，在以人工智能為主題的跨學科教學活動中，要堅持以學生為主體，以“學”為中心，讓學生經歷人工智能的跨學科學習過程，從中獲得學習能力、思維能力、實踐能力、創造力的鍛煉。

首先，以問題為導向創設學習情境。無論是人工智能教學還是跨學科融合理念的落實，都要以發展學生的核心素養為最終目標，而學生核心素養的形成需要以真實的學習情境為依托，能夠引領學生建立人工智能、多學科知識與現實世界之間的聯系，進而激發學生的內在驅動力，有助于引導學生形成運用人工智能技術解決現實問題的意識。例如，在“AI智能養殖”的教學過程中，教師可以結合學生在科學課程中學習的養殖知識以及生活中的養殖經歷創設真實情境，提出一系列問題，讓學生思考并交流分享，如：你是否有過養殖的經歷，在養殖過程中需要注意哪些事情，在養殖過程中如何使用保溫箱，你所養殖的動物對于濕度、溫度的需求是怎樣的，養殖是否也可以借助人工智能技術等等。用這些問題，驅動學生的深入思考。教師可以帶領學生走進科學實踐活動之中，引導學生結合養殖的需求探索人工智能技術的運用，開啟學生的智能思維。其次，布置探究性學習任務。探究性學習任務的布置，利用了學生好勝心、好奇心強的特點，通過任務布置以及比賽的方式，調動全體學生的參與積極性，使其全身心投入其中，爭取在最短的時間內完成任務，獲得老師或者同學的肯定。在人工智能與跨學科融合的教學中，教師可以通過布置以人工智能為主題的探究性任務，充分體現信息科技教學的融合性，引領學生在綜合性、實踐性的學習任務中，鍛煉學習能力，形成高階思維。在任務實施過程中，教師可以組織學生建立合作學習小組，鼓勵學生以小組為單位，共同加入人工智能的任務探索，幫助學生在合作互動中進一步了解人工智能的原理，在一個個子任務的分析中實現思維的交互，分享創造性的問題解決方法，如提出人工智能模型設計的思路，在作業設計中運用工程、科學、美術等方面的知識，促進學生綜合能力的提升。

三、反思遷移，重構學科融合知識體系

當學生完成了以人工智能研究為主題的跨學科學習活動時，已經初步了解了人工智能的相關知識，掌握了跨學科學習的策略與方法。在此基礎上，為了提高學生的學習效果，為學生今后的學習以及發展做好鋪墊，教師應引領學生總結與反思，在反思中內化人工智能技術知識，在遷移運用中提高學生的跨學科實踐能力。教師要認識到反思與遷移運用環節教學的重要性，有意識地引領學生在反思、遷移中構建完整的知識體系，梳理知識結構。

如上例，在“AI智能養殖”跨學科學習活動中，需要學生在問題解決中融合信息科技課程中的人工智能技術、科學課程中的動物生活習性知識、數學課程中的數據計算等技能，通過多學科知識與技能的融合，解決智能養殖的問題。在活動結束后，教師可以引導學生反思：在這項學習活動中，你是否掌握了人工智能的技術原理，你對人工智能知識的掌握是否全面、扎實，在問題解決中是否提出了創造性的想法，是否運用了模型算法邏輯、數學運算等方面的內容快速地解決問題，等等。在反思中促使學生發現不足，同時也有助于學生養成良好的學習習慣，讓學生認識到在人工智能相關項目活動的實踐中，應注重多學科知識的遷移運用，幫助學生從思維層面打破學科之間的壁壘，促使學生在問題解決中學會將其他學科知識遷移運用其中。其次，為了讓學生構建系統、完善的知識體系，教師可以鼓勵學生在反思遷移的環節中，以思維導圖為工具，以人工智能的跨學科主題為核心詞，梳理多學科知識，清晰地呈現出其他學科知識與信息科技人工智能之間的關系。

四、建構評價模型，完善信息科技評價體系

在新課程改革不斷推進的背景下，評價越來越受到教師的重視，有效的評價可以起到激勵學生學習、促進學生綜合素養發展的作用。為了發揮評價的教學功能，教師應建構評價模型，完善評價體系，以評價促進“教”與“學”質量的提升。在人工智能"+"跨學科融合教學的視角下開展教學評價，需要教師思考并解決“評什么”“怎么評”等問題，通過評價助力學生掌握人工智能的原理以及創造性的使用方法，促進學生融合多學科知識，提高學生的問題解決能力以及創造力。

我國的教育界有研究學者認為，在人工智能的時代背景下，信息科技學科中的人工智能素養培養主要由智能意識、態度、倫理、知識、技能、思維、創新七個維度共同構成，主張教學評價可以從這幾個方面入手進行。首先，考慮跨學科融合教學的特點，教師還應在人工智能素養評價的基礎上，關注學生審辯思維、跨學科思維、合作素養、信息素養等方面的發展情況，確保信息科技學科評價模型指向學生的人工智能素養以及跨學科素養的共同發展。其次，小學信息科技學科教師應豐富教學評價的工具與方法，如人工智能的跨學科融合教學活動開展大多以項目的形式呈現，教師可以通過布置項目作業的方式，考查學生對于人工智能原理的掌握情況，從學生的項目成果中反映其跨學科知識運用的水平。在此過程中，教師可以組織以小組為單位的評價活動，如組內成員之間的相互評價，小組與小組之間的學習成果評價，等等。多種評價方法的運用，既保留了常規的終結性評價方式，又通過過程性評價反映了學生在學習過程中的各項表現。除此之外，教師還應豐富評價工具，如運用檔案袋記錄學生在每一項學習任務中的表現、成果，為教師對學生的階段性成長與變化提供參考，還可以應用大數據技術，收集學生的線上學習行為信息，借助大數據的數據分析以及處理技術，幫助教師在短時間內快速且準確地了解每一位學生的學習情況，從而提高教學評價的針對性與精準性。

五、結語

總而言之，人工智能"+"跨學科融合教學方式的實施，可以為小學信息科技教學方式的變革提供助力，能夠推動信息科技教學方法的優化與創新，符合新課程標準對信息科技教學提出的要求。因此，教師要在教學過程中不斷探索人工智能與跨學科教學的有機融合途徑，更好地發揮人工智能與跨學科教學相融互促的作用，促進學生綜合素養的形成。

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