生成式人工智能在信息科技跨學科教學中的運用

〔摘" "要〕" 數字化時代的到來，使人工智能走進人們的學習與生活，傳統小學科技教育模式逐漸難以滿足現代教育需求。生成式人工智能為小學信息科技教育提供了諸多資源、設備等方面的支持，并在打破學科壁壘、促進知識整合的基礎上，輔助跨學科學習，提升學生綜合素質，帶動其在多學科領域發展。本研究基于生成式人工智能應用視角，探索小學信息科技跨學科課程的創新實踐方向與路徑，希望能夠為帶動小學生在信息科技乃至多學科領域的持續性發展奠定基礎。

〔關鍵詞〕" 信息科技；生成式人工智能；跨學科教學

〔中圖分類號〕" G424" " " " " " " " 〔文獻標識碼〕" A" " " " 〔文章編號〕" 1674-6317" " （2025）22" " 0106-03

《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱新課標）提出，應注重學生信息科技核心素養的培養，遴選主題內容，落實跨學科主題活動。信息科技學科中涵蓋諸多抽象化的內容，跨學科課程能夠整合多學科資源、內容與方法，輔助學生進一步內化并遷移信息科技知識。在信息化時代下，人工智能技術逐漸被廣泛應用于社會生產生活，同時，也為教育事業的發展提供了有效支持。生成式人工智能屬于人工智能的一個專業領域，注重原創內容的生成，包括文本、圖像、視頻、音樂等，其本身更具自主學習和適應能力，可基于大量數據形成新的內容。基于生成式人工智能打造小學信息科技跨學科課程，更能從創新實踐視角，深化信息科技學習效果，帶動學生在學科領域的多元化發展。

一、生成式人工智能在信息科技跨學科教學中的運用方向

（一）提取真實問題

新課標視域下注重信息科技跨學科課程的實施。為落實新課標的要求，部分信息科技教師也嘗試從跨學科視角展開課堂教學活動，但就實踐效果而言，并未達到理想狀態。其根本原因在于，教師并未將信息科技與其他學科知識充分融為一體，導致跨學科課程只是簡單的多學科知識的疊加，無法滿足學生認知與學習需求。因此，在跨學科課程創新實踐中，教師應以生成式人工智能作為橋梁，提取真實問題，由此連接多學科內容。具體來說，教師需要圍繞信息科技課程主題，收集其他學科內容、多領域知識等，并以真實問題作為切入點，助推學生開展探索與學習。如在“編程”相關知識點的教學中，教師可從道德與法治和信息科技跨學科融合的視角，組織學生分析“如何以編程知識解決校園資源浪費問題？”在生成式人工智能輔助下，學生結合人工智能生成相關建議與靈感，包括生成式人工智能模擬節能設備、設計智能校園草圖等，以此使學生意識到信息科技的重要性，并建立起珍惜資源、避免浪費的思想意識。

（二）生成智能對話

在信息化背景下，學生可獲得更多輔助信息科技課程學習的資源、知識、材料，但此部分內容較為龐大、繁雜，特別是在跨學科課程實施中，如何借助生成式人工智能，輔助學生從海量數據中精準提取、整合并分析指定內容，是教師需要思考的問題。為此，在信息科技跨學科課程實施中，教師應借助生成式人工智能，鼓勵學生結合自身困惑和興趣，提出符合學習認知與需求的問題，由此生成智能對話。以制作Scratch作品為例，可針對確定的主題，引導學生利用生成式人工智能進行提問，列出多個方向，拓寬思路，發散思維，再選擇其中一個方向開展具體研究；針對各類技術上的難題，可鼓勵學生向生成式人工智能請教，例如“如何實現簡單動畫效果？”“如何實現克隆功能？”等。同時，為從跨學科視角形成指導，教師還可引導學生以生成式人工智能收集“美化動畫效果”的方法，從美術育人視角發展學生的鑒賞能力、創作能力，以此確保信息科技跨學科課程落到實處。

（三）促進應用與遷移

跨學科課程重在以多學科知識、技能與方法，促進學生更好地理解信息科技內容，在此情況下，教師需要為學生提供更多實踐契機，在聯系不同學科的基礎上，助推學生對信息科技知識的應用和遷移。因此，在教學實踐中，教師需要為學生創設情境，并引導學生在特定的情境下，以生成式人工智能解決信息科技跨學科問題。如在蘇科版信息科技三年級下冊“在線社會悄然而至”一課的教學實踐中，教師可創設信息化生活情境，并鼓勵學生在情境內收集數據材料，包括天氣預報圖、交通流量熱力圖等，以此驅動學生形成對環境科學的跨學科思考，并實現對信息科技知識的應用和遷移。

二、生成式人工智能在信息科技跨學科教學中的運用路徑

（一）融合音樂與信息科技，設計問題導學

從設計跨學科課程的視角將音樂與信息科技融合，能夠結合音樂創設一種情境氛圍，從而減輕學生對信息科技內容的學習壓力。同時，以音樂視頻呈現信息科技知識，也能促進知識的直觀化呈現，進一步深化學生對信息科技的理解。但音樂與信息科技之間的聯系較少，單一的學科內容疊加較難實現跨學科課程育人目標。因此，教師可利用生成式人工智能，從問題導學的視角，綜合音樂與信息科技知識布置跨學科課程。問題能夠有效啟發學生的學習思維，同時，以問題作為聯系，更能增強多學科內容、技能與方法之間的融合。為此，教師可有效利用生成式人工智能，提取音樂與信息科技的相關問題，打造跨學科課程活動。

以蘇科版信息科技五年級上冊《火柴人跳舞》為例。為增強音樂與信息科技之間的聯系，亦為實現問題導學目標，教師可嘗試引入生成式人工智能，并從如下幾個方向設計教學活動：首先，結合本課主題與音樂資源，由人工智能生成一段帶有音樂的舞蹈視頻，并將視頻以動畫的形式呈現。其次，引導學生觀察視頻動畫中角色的舞蹈動作，同時思考如下問題——“跳舞的動畫是怎樣形成的？”“角色造型變化如此漂亮，那么舞臺背景應如何搭配變換呢？”引導學生逐步理解造型的切換，從而學習對相關控件的使用，完成scratch作品。最后，合作生成動畫視頻，并將作品上傳至人工智能平臺，由平臺檢測出最優質的作品，再由學生互相評比選出富有創意的作品。此過程將生成式人工智能帶入跨學科課程中，以音樂營造一種輕松且有趣的學習氛圍，輔助學生進入學習狀態。同時，生成關于音樂與信息科技的相關問題，有效減少信息科技學科的學習難度，啟發學生的學習思維。除此之外，可結合生成式人工智能系統的檢測功能，形成對學生學習成果的檢驗，輔助學生完成對本課知識的回顧、反思與總結，也讓學生意識到學習信息科技的樂趣。

（二）聯系道德與法治和信息科技，促進學習交流

道德與法治和信息科技之間存在緊密聯系，從跨學科課程視角聯系兩個學科的內容，不僅能夠輔助學生掌握信息科技的正確應用方法，促進其樹立良好的學習觀念，更能實現學生核心素養的提升。在新課標視域下，許多信息科技教師也嘗試從生成式人工智能應用視角導入道德與法治知識，試圖以此方式強化學生的信息意識與觀念，但實踐效果并未達到理想狀態。其主要原因在于，生成式人工智能更多地輔助信息科技教學，并未兼顧到學生的學習過程。為突出生成式人工智能的應用優勢，帶領學生走進生成式AI世界，教師可在融合道德與法治和信息科技、打造跨學科課程的過程中，引導學生與生成式人工智能展開對話，增強學生的學習交流，有效提高跨學科學習效果。

以蘇科版信息科技三年級上冊“在線學習生活”單元為例，為將道德與法治和信息科技有效整合到一起，教師可創設貼近生活的情境，如引入“在線支付”“在線購物”等場景，輔助學生回顧生活經歷。同時，提出關于信息科技的相關問題，如“除上述場景之外，我們身邊還有哪些在線生活方式？”由此逐步過渡到“在線學習”，契合本課主題。為從生成式人工智能視角輔助學生展開互動交流，可引導學生結合人工智能，以“在線學習”為關鍵詞，收集相關材料并執行如下學習任務：“整理在線學習特征、優勢和挑戰”，“匯總在線學習的方法”。在此過程中，學生需要與智能助手展開對話，并收集材料完成任務。雖然此過程可有效輔助學生學習活動的開展，卻也容易導致學生對生成式人工智能產生依賴。為此，教師應避免學生出現直接引用生成式人工智能回答內容的情況，引導學生在生成內容后，從批判性的視角分辨內容準確性，并汲取其中有用的知識內容。同時，在學習結束后，可從道德與法治育人視角，鼓勵學生思考生成式人工智能的優勢和劣勢，分享在線學習的經驗和方法，以此形成正向的學習觀念與素養。此過程將生成式人工智能引入學生跨學科學習過程中，輔助學生理解信息科技知識點，也促進其從道德與法治視角，樹立正確的學習觀念與學習意識。

（三）結合數學與信息科技，設計項目活動

數學與信息科技之間存在緊密聯系，將數學與信息科技內容整合到一起，可輔助學生清晰把握信息科技知識點之間的邏輯關系，從而了解信息科技課程的應用方向。而教育本身屬于一個參與式和互動式的實踐過程，但傳統信息科技教學更多的是以教師為主導，學生實踐的機會較少，直接影響學生對信息科技知識的內化和遷移。項目式活動的實施涉及多個環節，包括項目方案設計、項目任務執行、項目成果匯報等，可輔助學生經歷系統的學習過程。從設計項目活動的視角開展數學與信息科技跨學科課程教學，能夠為學生提供更大的實踐空間和機會。同時，在生成式人工智能輔助下，教師可結合智能設備、技術等，優化學生項目實踐的各個環節，為推動學生在多學科領域的發展提供支持。為此，教師有必要聚焦于生成式人工智能的應用層面設計跨學科項目活動。

如在蘇科版信息科技五年級全一冊“Scratch”單元的教學中，教師可借助生成式人工智能介紹Scratch軟件，直觀化展現編程平臺的界面構成、基本功能等，輔助學生形成對本課的初步了解，并建立基礎的概念認知。隨后，可將數學與信息科技融為一體，創建以“制作簡單游戲”為主題的項目式活動。在實踐過程中，學生不僅需要掌握Scratch軟件的操作技巧，還需要在創作中嘗試融合數學知識，包括“運算、變量與坐標系統”等。為拓展項目實踐空間，啟發學生的創作靈感，可鼓勵學生根據自身興趣選擇游戲主題，如“圖形繪畫板”“太空探險”等。在此過程中，學生需要從數學變量的視角思考“如何改變正多邊形邊數”“如何控制飛船速度”等，更需要從信息科技的視角內化并遷移圖形化編程知識。因項目式學習過程涉及多個環節，為避免學生出現思維阻礙問題，可鼓勵學生以生成式人工智能作為輔助，解決項目實踐中遇到的問題。此過程在無形之中拓展了學生的學習實踐空間，也將生成式人工智能應用于跨學科課程實踐的全過程，為帶動學生在信息科技領域的持續性發展奠定堅實基礎。

三、結語

總而言之，信息科技屬于小學教育體系的重要組成部分。新課標注重信息科技跨學科課程的實施，但是跨學科教學涉及多學科知識、技能與方法的融合實踐，如何發揮跨學科育人價值，帶動學生在信息科技學科領域的發展，是教師需要思考的問題。生成式人工智能為信息科技跨學科課程的創新實踐提供了諸多資源、設備和技術上的支持。為此，教師有必要聚焦于生成式人工智能的應用視角，把握信息科技跨學科課程創新實踐方向。同時，在融合音樂、道德與法治、數學與信息科技學科內容的基礎上，制定問題導學環節，增強互動交流，并落實項目式活動，以此確保信息科技跨學科課程充分落到實處。

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