生成式人工智能賦能歷史跨學科主題學習研究

摘" " " 要：生成式人工智能在歷史跨學科主題學習中的應用能夠促進跨學科主題學習的信息融合與知識探索，助推學生思維的多元發展，從而提升學生的學科核心素養。在具體的教學實踐中，生成式人工智能可以通過搭建學習支架生成個性化學習資源，依托虛擬技術構建沉浸式學習環境，對學習效果進行實時且可見化的反饋并進行個性化策略調整，從而在學習資源、學習環境、學習反饋三個維度賦能歷史跨學科主題學習，以豐富學生的學習體驗，提升學習效率。

關 鍵 詞：生成式人工智能；跨學科主題學習；歷史教學；核心素養

引用格式：李光，劉芳芳.生成式人工智能賦能歷史跨學科主題學習研究[J].教學與管理，2024（16）：43-47.

在這個科技迅猛發展的時代，教育領域正在經歷一場深刻的變革，全球教育改革的核心目標已經轉向重點培育學生的核心素養，特別是在歷史跨學科學習中，這一目標尤為重要。歷史跨學科學習鼓勵學生超越傳統學科界限，整合多學科知識，以全面和深入的方式理解歷史事件和現象。這種學習模式不僅打破了學科間的隔閡，促進了知識的融合與應用，而且增強了學生的問題解決能力和創新思維，盡管在實施過程中我們仍然面臨著學科融合難題、教師能力提升和教學工具方法創新等挑戰[1] ，但值得關注的是，生成式人工智能技術的興起為歷史跨學科學習提供了新的視角和方法。這種技術通過深度學習模型，能夠自動生成文本、圖像等，模擬人類的創造力，極大地豐富了教學內容，并激發了學生的探索欲望。生成式人工智能的應用不僅能夠提供個性化的學習體驗，還能夠幫助教師設計更具吸引力的歷史學習活動，從而有效提升教學效果[2] 。通過這一技術，教育工作者能夠獲得更為實用和創新的教學策略，為歷史教育領域帶來新的思考和發展方向，推動教育理念和教學方法的革新，進而促進學生核心素養的全面提升[3] 。

一、歷史跨學科主題學習的價值與挑戰

新課標提出：“跨學科主題學習指向學生核心素養發展，學生通過運用多學科知識與技能進行綜合探究的能力，引導學生圍繞某一研究主題，將所學歷史課程與其他課程的知識、技能、方法以及課題研究等結合起來，開展深入探究、解決問題的綜合實踐活動。”可見，歷史跨學科主題學習活動不是將跨學科的知識簡單疊加講授，而是以歷史學科為基點，圍繞某個學習主題，跨出歷史學科的知識、思維，運用跨學科知識、思維，通過項目式學習、探究式學習等方式解決復雜問題，得出學習成果的綜合活動。

1.歷史跨學科主題學習的教育價值

跨學科主題學習極大地拓展了學生的知識視野。傳統的歷史教學側重于歷史事實和時間線的記誦，而跨學科主題學習則注重讓學生將歷史知識與文學、地理、政治、藝術等其他學科相結合，從而深化對歷史事件的多維度理解[4] 。這種跨學科主題學習不僅構建了全面而立體的歷史認知，也點燃了學生的學習興趣和熱情。

跨學科主題學習有效提升了學生的批判性思維與創新能力。在探討歷史事件時，學生被引導從多元化的視角進行分析，考慮經濟、社會、文化等多重因素，而非單純依賴歷史敘述。面對復雜的歷史議題，學生需要運用所學知識創造性地尋找解決方案，從而鍛煉創新思維[5] 。

跨學科主題學習還加強了學生的綜合思維能力。面對跨學科的問題，學生需將不同學科的知識有機結合，實現知識的綜合運用。這種跨學科的思維訓練有助于培養學生解決復雜問題的能力，為應對未來多變的世界打下堅實基礎。

2.歷史跨學科主題學習的現實挑戰

教師在跨學科教學方面的能力不足是一個突出的問題。成功的跨學科教學不僅要求教師對本學科知識有深入了解，還要求他們熟悉其他學科的基礎理念和教學方法，并能巧妙地將這些知識融合到教學實踐中。

在實施跨學科主題學習時，如何將各學科的內容和方法有效整合，是一個需要解決的關鍵問題。由于不同學科在知識結構、思維模式和專業術語上存在差異，教師需要具備巧妙銜接和融合這些差異性的能力。同時，如何設計能夠涵蓋多學科知識點的學習活動，對教師的創新能力和專業知識提出了更高的要求。

適宜教學資源的缺乏也是跨學科學習面臨的一項挑戰。許多教學資源仍舊基于單一學科構建，缺乏跨學科整合的內容。這就需要教師投入額外的時間和精力去尋找或自制適合跨學科主題學習的教學材料，從而增加了教學準備工作的難度。

二、生成式人工智能賦能歷史跨學科主 題學習的內在機制

針對教師跨學科教學能力的不足，生成式人工智能可以提供豐富的教學資源和工具，幫助教師輕松設計和實施跨學科課程。通過人工智能技術，教師能夠獲取針對特定學習目標的定制化內容，包括跨學科的教案、活動建議和評估工具。這不僅減輕了教師準備課程的負擔，也提升了教學的質量和效果。

面對學科間知識的融合，生成式人工智能展現出其在整合不同學科知識方面的強大能力。通過分析和處理大量的跨學科數據，人工智能能夠提煉出關鍵概念和聯系，為學生提供一個統一且協調的知識結構。這種能力特別適用于歷史跨學科主題學習，能夠幫助學生理解歷史事件在不同學科背景下的多重影響和意義。

在缺乏適宜教學資源的問題上，生成式人工智能能夠通過自動生成的文本、圖像，甚至視頻等多媒體材料，為跨學科學習提供豐富的學習資源。這些由人工智能創造的學習材料可以高度定制，符合學生的學習水平、興趣和需要，從而提高學習的針對性和有效性。

1.生成式人工智能在歷史跨學科主題學習中的應用原理與特性

生成式人工智能作為人工智能技術的新里程碑，融合了深度學習和自然語言處理的先進技術，構建出能夠理解、創造和響應人類語言的復雜機器學習模型。這些模型通過海量數據的訓練，展現出在文本創作、問答系統和內容摘要等方面的卓越才能。相較于以往的模型和其他類型的人工智能，生成式人工智能在處理復雜語境和保持對話流暢性方面具有明顯的優勢，使其在信息提供、問題解答和深入討論等方面更加精確和高效[6] 。

在歷史跨學科主題學習的應用中，生成式人工智能的這些特性尤為關鍵。例如，在歷史與科學的跨學科學習中，生成式人工智能能夠根據不同學科的特定語境，精確地生成或轉述信息，為學習者定制具有學科特色的學習資料。這種能力讓生成式人工智能成為連接不同學科知識的紐帶，推動了知識的深度融合與運用，從而能有效支持在跨學科環境下培育學生的創新思維和問題解決能力。

此外，生成式人工智能在推動創新學習方案和提供個性化學習支持方面也顯示出其潛力。該技術能夠依據學習者的學習進度和風格，創造性地生成教學內容，并調整反饋和建議，為學生提供針對性的學習輔助，同時鍛煉學生的創新能力和批判性思維。

2.生成式人工智能促進歷史跨學科主題學習的信息融合與知識探索

在歷史跨學科主題學習的過程中，生成式人工智能扮演著至關重要的角色，尤其是在信息整合和知識發現方面。憑借先進的算法和強大的數據處理能力，生成式人工智能能夠有效整合來自不同學科領域的信息資源，為學生提供一個全面而深入的知識視角[7] 。這種整合能力在歷史教學中尤為關鍵，它不僅能幫助學生全面掌握歷史事件的多維信息，包括事件的歷史背景、地理環境、政治影響等，還可以促進學生對歷史事件深層次的洞察和理解。

生成式人工智能在挖掘和分析龐大數據中隱藏的知識點、模式和趨勢方面也展現出其獨特的能力。它能夠處理和分析大量的歷史文獻、資料和數據，揭示出歷史事件之間潛在的聯系和規律，為學生提供探索歷史的新視角和深度學習的機會。通過對不同歷史時期的數據進行深入分析，學生不僅能夠發現歷史事件之間的內在聯系，還能夠對某一特定歷史階段形成全新的認識，這種全新的認識往往能夠激發學生的創新思維，促進他們對復雜歷史概念的深入理解和掌握[8] 。此外，生成式人工智能還能夠根據學生的學習進度和理解能力，個性化地推薦學習資源和材料，讓每個學生都能在適合自己的節奏中進行學習。通過生成式人工智能的輔助，學生能夠在歷史跨學科主題學習中獲得更加豐富和多元的學習體驗，從而更好地培養他們的批判性思維、創新能力和解決問題的能力。

3.生成式人工智能促進歷史跨學科主題學習中學生多元思維的發展

在歷史跨學科學習領域，生成式人工智能正引領一場思維方式的變革，它特別強化了學生的批判性思維、創新思維和綜合思維能力。生成式人工智能通過提供多角度的視角和豐富的信息資源，挑戰了學生原有的認知模式，激勵他們在分析歷史事件時運用批判性思維，多角度審視問題，并評估各種觀點的合理性和正確性[9] 。此外，生成式人工智能通過提出富有啟發性的問題或揭示不同學科間的隱性聯系激發學生的好奇心和探究欲望。這種探究精神鼓勵學生提出創新性的問題和假設，從而促進了他們在跨學科主題學習中創新思維的發展。

生成式人工智能通過整合來自不同學科的信息和觀點，協助學生構建起一個全面且相互關聯的跨學科知識網絡。特別是將歷史知識與其他學科知識相結合，使學生能夠更加深入地理解各學科間的內在聯系和相互作用。這種綜合性的學習體驗不僅拓寬了學生的知識視野，也提升了他們的綜合思維能力，為學生在復雜多變的現代社會中解決問題提供了堅實的基礎。

三、生成式人工智能在歷史跨學科主題學習中的實踐策略

在歷史跨學科主題學習的實踐中，可以通過生成式人工智能引導學生整合跨學科知識、思維，解決主題任務涉及的學科、文化、藝術等問題，從創新教學方法和學習策略上賦能[10] 。以“皿方罍的完璧”主題學習為例，該主題不僅涵蓋了中國古代青銅器的藝術和文化價值，也涉及近代殖民入侵、文化遺產流失，以及現代中國在國際舞臺上的強大和文化遺產的追回等多個方面[11] 。在這樣的跨學科主題學習中，生成式人工智能可以發揮多方面的作用。

1.利用人工智能搭建學習支架，實現學習資源賦能

選擇合適的跨學科主題以及基于課標要求的任務設計，對于提升教育質量和培育學生的核心素養具有至關重要的作用。在此過程中，生成式人工智能技術能夠為主題和任務構建“學習支架”。在主題選擇方面，該技術通過深度分析和整合多學科資源，自動推薦最符合學生興趣和學習需求，且緊貼學生最近發展區的學習主題。這種由技術搭建的“資源匹配型支架”顯著增強了主題選擇的適宜性，確保學習內容緊密圍繞學生的實際生活情境問題、群體認知以及歷史學術探究的問題。在任務設計方面，人工智能技術通過展示學習成果范例，依據學生的興趣和學習進度推薦相關資源，并提供完成任務的具體步驟和方法。同時，實時的反饋和建議有助于學生構建穩固的知識體系，進而提升學習效率和自主學習能力。這種技術為學生提供了完成任務的“程序方法型支架”。以“皿方罍的完璧”為例，生成式人工智能技術能夠針對學生的資料搜索、問題錄入、關鍵詞檢索等方面從廣泛的數據中識別出這一主題對學生的吸引力切入點，同時整合相關的學科資源，為學生提供一個全面的學習支架。

（1）根據不同小組所探討的問題，人工智能將有針對性地推送相關資源

對于歷史文化小組，人工智能將推送有關中國古代青銅器的詳盡歷史背景資料、皿方罍的起源與發展脈絡，以及其蘊含的藝術與文化價值相關資源。這些資源形式多樣，涵蓋學術文章、歷史文獻、博物館藏品介紹等，以全面滿足小組的研究需求。

對于現代社會小組，針對其所探討的殖民入侵與文化遺產流失議題，人工智能將提供豐富的歷史事件背景資料、相關國家的法律政策信息，以及中國通過國際協商成功追回文化遺產的案例分析。這些資源將有助于小組深入理解議題，并激發其對于文化遺產保護的思考。

對于國際關系小組，人工智能將推送關于現代中國在國際舞臺上所扮演角色的多元化資料。這包括中國如何在文化遺產保護領域與其他國家展開合作的實例，以及文化遺產對于國家軟實力產生的深遠影響等相關資源。這些資源將為小組提供寬廣的國際視野，促進其對于國際關系的深入理解。

（2）針對不同小組所關注的主題問題，人工智能將推送相應的典型任務步驟

對于歷史文化小組而言，其任務步驟可涵蓋以下幾個方面：首先，識別并梳理關鍵的歷史時期和事件，以構建清晰的歷史脈絡；其次，深入分析皿方罍在不同歷史時期的藝術特征和用途，揭示其演變規律；最后，探討皿方罍文化價值的變遷，以全面把握其在歷史長河中的地位和影響。

對于現代社會小組來說，其任務步驟可著重于以下幾個方面：首先，深入研究文化遺產流失的原因和過程，以揭示其背后的社會、經濟和文化因素；其次，對比分析中國和其他國家在文化遺產保護方面的法律政策，以借鑒國際先進經驗；最后，評價中國追回文化遺產的成功案例，以提煉出有效的保護策略和手段。

對于國際關系小組而言，其任務步驟可聚焦于以下幾個方面：首先，探索中國在國際舞臺上如何通過文化遺產展示其文化軟實力，以彰顯國家的文化魅力；其次，分析中國與其他國家在文化遺產保護方面的合作模式和成果，以總結國際合作的經驗和教訓；最后，基于上述研究，提出針對性的建議和對策，以推動國際文化遺產保護事業的持續發展。

表1是生成式人工智能自動生成的“現代社會小組”跨學科學習活動任務單。

（3）根據不同學生的歷史學習需求與興趣，人工智能會提供多維視角的學習資料

在學習“皿方罍完璧”這一主題時，人工智能系統根據學生的歷史學習內容和興趣，為對古代文化遺產特別感興趣的學生推薦關于古代青銅器制造技術的視頻和文章，同時為對科學感興趣的學生推薦有關如何使用現代科技對古代文物進行分析和保護的資源。學生根據所學的歷史知識，結合化學（了解文物材料的成分和腐蝕過程）、物理（理解文物保護中的環境控制技術）和信息技術（使用數據庫管理文物信息、利用數字化技術重建文物形態），完成一個團隊項目，設計一個綜合性的文物保護方案。學生利用人工智能輔助的文字與圖片，展示他們的文物保護方案，說明他們如何綜合應用跨學科知識解決問題。

2.構建學習情境，實現學習空間賦能

通過將生成式人工智能技術融入教學活動，教師得以為學生締造一個仿佛穿越時空的學習環境。借助虛擬現實技術，學生能夠深入體驗教學任務的每一個細節。此外，學生還能通過重現的歷史場景，探究不同時期社會文化背景下的問題意義。

以“皿方罍的完璧”主題學習為例，學生利用虛擬現實技術親身感受了“皿方罍”的古代制作流程，目睹了古代工匠的精湛技藝和青銅器制作的精湛技術。他們觀察了青銅器的鑄造、雕刻、裝飾等各個環節，從而對“皿方罍”的藝術價值有了更深刻的認識，并理解了其在古代社會中的重要地位和用途，諸如作為文化儀式或社會地位象征的角色等等。

除此之外，學生還通過重現的歷史場景，深入探索了“皿方罍”在近現代歷史背景下流失與追回的歷程。他們體驗了這一珍貴文物在近代中國被掠奪的場景，以及隨后在國際拍賣市場上的流轉經歷。這一過程讓學生了解到文化遺產在歷史上的流失經歷，并感受到現代中國在文化遺產保護和追回方面所付出的努力和取得的成就。這類互動式學習活動在教育領域展現出多重優勢，尤其在提升學生歷史核心素養方面成效顯著。這種教學方法不僅限于知識傳授，更著重于引導學生主動構建和理解知識。

在虛擬環境中，學生的直接體驗和觀察使他們能夠更深刻地理解歷史事件在不同時空背景下的發展與變遷。這種沉浸式的歷史體驗使學生得以超越書本文字的局限，直觀地感受歷史的連續性和發展變化，從而深化他們的時空觀念。通過親身經歷歷史的不同階段，學生能夠更全面地理解歷史事件的背景、影響及其在不同時代的意義。

沉浸互動式學習活動有效提升了學生從宏觀和微觀角度全面審視歷史發展的能力。在虛擬環境中親歷歷史事件，學生能夠結合多樣的歷史資料和視角，對歷史事件進行多角度的解讀和分析。這種方法有助于培養學生的批判性思維，提升他們對歷史事件背后復雜因素的理解和解釋能力。

同時，虛擬環境中的直觀史料為學生進行基于實證的歷史研究提供了有力支持。通過親身體驗和多元化的歷史資料，學生能夠進行更深入的歷史探索和分析。這種基于證據的學習方式增強了學生分析和評估不同歷史資料的能力，進一步加深了他們對歷史事件的深刻理解。

3.分析學習效果，實現學習反饋賦能

在活動實施后，學習成果的分享、評價與改進是組建師生、生生學習共同體完成跨學科主題學習任務的一個重要環節。

（1）學習成果的分享反饋及時

分享環節的反饋及時性至關重要。人工智能技術為學生提供了即時的反饋機制，當學生完成作業時，系統能夠迅速對他們的作業進行分析和評估，及時指出錯誤并提供正確的解決方法或解釋。這種實時反饋不僅有助于學生立即糾正錯誤、深化對概念的理解，更在提升他們解決問題的能力方面發揮了重要作用。同時，人工智能系統還能根據學生的作業完成情況，智能地調整后續作業的難度和類型，確保作業內容始終與學生的學習需求和發展階段相匹配，從而極大地提高了作業的教育價值和學生的學習體驗質量。

（2）學習評價的過程可見

在傳統的教學模式中，過程性評價的可見性一直是一個難題。然而，隨著生成式人工智能的發展，特別是其在文本生成和圖像處理方面的能力，為這一問題的解決提供了新的思路。通過人工智能技術，學生可以將對學習材料的理解轉化為文字描述或視覺圖像，使學習過程得以可視化。例如，在探討“皿方罍完璧”的歷史意義和文化價值時，學生可以先用文字闡述自己的理解，然后利用人工智能技術生成相關的圖像或進一步的文本解析。這種方式不僅促進了學生對知識的深入理解，還為他們展示學習進程和創意思考提供了直觀的平臺。同時，教師在這一過程中也發揮著不可或缺的作用，他們可以通過分析學生使用人工智能生成的內容來評估學生的學習進度、理解深度和創造力。這種評價方式不僅增強了學習的互動性和趣味性，更重要的是為教師提供了一個直觀的窗口來觀察學生的思維過程和學習成效。

（3）學習改進的個性化調整

人工智能系統在改進環節展現了其個性化的調整能力。系統能夠根據學生的作業完成情況和對知識的掌握程度，動態地調整后續作業的難度和類型。對于在某個主題學習上表現出色的學生，系統會智能地提供更高難度的問題或新的學習材料，以保持其學習挑戰性和興趣。而對于在特定領域遇到困難的學生，人工智能系統會相應地降低作業難度或提供額外的練習和輔導材料，以幫助其逐步克服學習障礙。這種個性化的調整確保作業內容始終與學生的實際學習水平和需求相匹配，能夠有效地提高其學習效率。

綜上所述，通過生成式人工智能在歷史跨學科主題學習中的應用，從個性化學習資源的生成、沉浸式學習環境的創建和實時的學習反饋三個維度賦能，為學生提供了更為豐富和深入的學習體驗，促進了學生批判性思維、創新能力和綜合思維能力的發展，解決了傳統教育中的諸多難題，極大地提升了學生的學習效率和質量。

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【責任編輯" " 鄭雪凌】

該文為2023年度北京市博士后工作經費資助項目“基于自然語言處理的中學歷史優秀教師默會知識表征研究”（2023-zz-182）的研究成果