基于AI設(shè)計的小學(xué)三年級“在線學(xué)習(xí)小能手”跨學(xué)科教學(xué)策略探究

摘要：本文深入探討了跨學(xué)科融合教學(xué)在小學(xué)信息科技課程中的應(yīng)用，并以“蔬菜種植項目”為案例，展示了跨學(xué)科教學(xué)在提升學(xué)生信息處理能力、知識整合運用能力、實踐操作能力和團(tuán)隊協(xié)作能力等方面的顯著成效，為小學(xué)信息科技課程教學(xué)模式創(chuàng)新提供了有益參考。

關(guān)鍵詞：人工智能大模型；跨學(xué)科融合；小學(xué)信息科技；蔬菜種植項目；綜合素養(yǎng)

中圖分類號：G434"文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A"論文編號：1674-2117（2025）01-0028-04

當(dāng)前的信息科技教學(xué)大多側(cè)重于技術(shù)操作層面的傳授，忽視了與其他學(xué)科知識的內(nèi)在關(guān)聯(lián)以及學(xué)生綜合素養(yǎng)的全面培養(yǎng)。在實際應(yīng)用中，學(xué)生往往難以將所學(xué)知識與其他學(xué)科知識有機(jī)融合，解決復(fù)雜問題的能力有待進(jìn)一步提升。目前，跨學(xué)科融合教學(xué)已成為國際教育發(fā)展的主流趨勢。利用AI教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計跨學(xué)科教案，有助于打破學(xué)科壁壘，促進(jìn)學(xué)科之間的交叉滲透，使學(xué)生在真實情境中綜合運用多學(xué)科知識解決問題，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維和綜合實踐能力。下面，筆者以AI教學(xué)系統(tǒng)生成“蔬菜種植項目”跨學(xué)科教案為實例，深入探討跨學(xué)科融合教學(xué)在小學(xué)信息科技課程中的應(yīng)用與實踐。

跨學(xué)科項目的選擇依據(jù)

“蔬菜種植項目”緊密貼合學(xué)生生活實際，涵蓋多個學(xué)科領(lǐng)域的知識與技能。在蔬菜種植過程中，學(xué)生需要借助信息科技手段獲取種植知識、記錄生長數(shù)據(jù)，運用數(shù)學(xué)知識進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析與處理，運用語文知識進(jìn)行種植體驗的生動描述與表達(dá)，運用科學(xué)知識理解蔬菜生長的原理。選擇該項目作為跨學(xué)科教學(xué)案例，能夠為學(xué)生提供豐富多元的學(xué)習(xí)體驗，有效整合多學(xué)科知識，全方位培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

跨學(xué)科教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定

1.跨學(xué)科知識與技能融合目標(biāo)

①信息科技技能提升：熟練掌握互聯(lián)網(wǎng)搜索技巧，能夠精準(zhǔn)輸入關(guān)鍵詞，高效獲取相關(guān)信息。學(xué)會運用在線平臺篩選信息，并運用文檔編輯軟件進(jìn)行系統(tǒng)整理記錄。學(xué)會運用思維導(dǎo)圖軟件，將種植信息轉(zhuǎn)化為清晰、有條理的思維導(dǎo)圖，從而提高信息處理與管理能力。

②語文寫作與表達(dá)強化：結(jié)合種植經(jīng)歷，生動描述種植過程，詳細(xì)記錄遇到的問題及解決辦法。深刻表達(dá)情感體驗，提高書面表達(dá)能力，學(xué)會運用文字準(zhǔn)確傳達(dá)信息和情感，同時清晰闡述合作過程中的問題及解決辦法，提升文字表達(dá)和敘事能力。

③數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)分析應(yīng)用：在蔬菜種植實踐中，運用測量工具，如直尺、卷尺等，準(zhǔn)確記錄蔬菜生長數(shù)據(jù)，如高度、寬度等，并學(xué)會制作簡單的數(shù)據(jù)圖表。通過對數(shù)據(jù)的分析，了解蔬菜生長趨勢，運用數(shù)學(xué)知識解決實際問題，培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析觀念和運用數(shù)學(xué)工具解決實際問題的能力。

④科學(xué)原理探究與理解：通過實地觀察蔬菜生長過程，深入探究影響蔬菜生長的環(huán)境因素，理解植物生長的科學(xué)原理，掌握科學(xué)探究的基本方法，如實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)收集與分析、結(jié)論推導(dǎo)等，培養(yǎng)科學(xué)思維和實踐能力。

2.綜合素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)

①自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)：在項目實施過程中，自主確定研究問題，主動運用多學(xué)科知識和互聯(lián)網(wǎng)資源尋求解決方案。培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)習(xí)慣和能力，提高自我管理與規(guī)劃意識，學(xué)會獨立思考、自主探索，在不斷解決問題的過程中提升自主學(xué)習(xí)能力。

②團(tuán)隊協(xié)作與溝通能力提升：以小組形式開展蔬菜種植項目，在團(tuán)隊中分工合作，共同完成種植任務(wù)。在合作過程中，學(xué)會傾聽他人意見，有效表達(dá)自己觀點，提高團(tuán)隊協(xié)作和溝通能力，增強團(tuán)隊意識和責(zé)任感。

③創(chuàng)新思維與問題解決能力發(fā)展：鼓勵在種植過程中發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)，并嘗試運用所學(xué)知識創(chuàng)新解決問題的方法，激發(fā)創(chuàng)造力和創(chuàng)新精神。

3.情感態(tài)度與價值觀塑造目標(biāo)

①培養(yǎng)對自然的敬畏與熱愛之情：親身參與蔬菜種植，從播種到收獲，全程觀察植物從種子到成熟的全過程，感受生命的神奇與脆弱，培養(yǎng)對自然的敬畏之心，激發(fā)對大自然的熱愛之情，增強環(huán)保意識，懂得珍惜自然資源和保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

②體驗勞動的價值與樂趣：在蔬菜種植實踐中，經(jīng)歷播種、澆水、施肥、除草等過程，體驗勞動的艱辛與收獲的喜悅，理解勞動創(chuàng)造價值的深刻道理，培養(yǎng)熱愛勞動的良好品質(zhì)，樹立正確的勞動觀念。

③培養(yǎng)耐心與責(zé)任感：蔬菜種植周期較長，需要持續(xù)關(guān)注和悉心照顧蔬菜生長，培養(yǎng)耐心和細(xì)心的品質(zhì)，同時對蔬菜的生長結(jié)果負(fù)責(zé)，增強責(zé)任感和擔(dān)當(dāng)意識，懂得在面對困難和挑戰(zhàn)時堅持不懈、持之以恒。

教學(xué)實施過程的設(shè)計思路

1.項目準(zhǔn)備階段

①跨學(xué)科資源整合：信息科技資源，如在線種植教程網(wǎng)站、農(nóng)業(yè)科普APP等；語文資源，如優(yōu)秀的種植日記范文集、描寫植物生長的經(jīng)典文學(xué)作品等；數(shù)學(xué)資源，如測量工具使用指南、數(shù)據(jù)統(tǒng)計案例分析資料等；科學(xué)資源，如植物生長科普視頻、專業(yè)書籍等。

②教學(xué)環(huán)境創(chuàng)設(shè)：準(zhǔn)備充足的種植工具和材料，如各類蔬菜種子、花盆、肥沃土壤、有機(jī)肥料、澆水壺等。搭建便捷高效的線上學(xué)習(xí)平臺，如班級微信群、在線協(xié)作平臺等，方便學(xué)生進(jìn)行信息交流與資源共享。精心布置種植實踐場地，如學(xué)校種植園或教室陽臺，為學(xué)生創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)實踐環(huán)境。

③學(xué)生分組與任務(wù)分配：根據(jù)學(xué)生興趣、能力和性格特點進(jìn)行異質(zhì)分組，每組4～6人。明確各小組任務(wù)，如信息搜索組負(fù)責(zé)運用互聯(lián)網(wǎng)搜索蔬菜種植信息、種植實踐組負(fù)責(zé)在場地進(jìn)行具體種植操作、數(shù)據(jù)記錄組負(fù)責(zé)定期測量和記錄蔬菜生長數(shù)據(jù)、寫作組負(fù)責(zé)撰寫種植相關(guān)文章等，確保每個學(xué)生在項目中都有明確角色和具體任務(wù)，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢。

2.知識探索與技能學(xué)習(xí)階段

①信息科技引導(dǎo)學(xué)習(xí)：引導(dǎo)學(xué)生運用互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎，輸入關(guān)鍵詞獲取相關(guān)信息。以“白菜”為例，教師演示如何通過搜索“白菜的種植方法”“白菜的生長周期”“白菜的營養(yǎng)價值”等關(guān)鍵詞，獲取詳細(xì)種植信息。教師指導(dǎo)學(xué)生篩選權(quán)威網(wǎng)站發(fā)布的信息，參考多個來源進(jìn)行信息比對，去除重復(fù)和錯誤信息，并運用文檔編輯軟件整理成“‘蔬菜名稱’資料匯總”文檔，記錄關(guān)鍵信息和信息來源鏈接。利用思維導(dǎo)圖軟件，以辣椒為例，展示如何將收集到的辣椒品種、生長環(huán)境、種植步驟、營養(yǎng)價值等信息轉(zhuǎn)化為清晰、有條理的思維導(dǎo)圖，引導(dǎo)學(xué)生掌握信息整理方法。

②語文寫作基礎(chǔ)鋪墊：教師展示多篇不同類型（如日記、記敘文、說明文等）的種植體驗優(yōu)秀文章樣例，從文章結(jié)構(gòu)、內(nèi)容組織、語言表達(dá)、情感傳遞等方面進(jìn)行詳細(xì)分析講解。組織學(xué)生進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，回憶自己在蔬菜種植過程中的觀察和感受，鼓勵學(xué)生運用生動形象的語言進(jìn)行描述，為后續(xù)寫作積累素材。

③數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)收集方法教學(xué)：教師介紹測量蔬菜生長數(shù)據(jù)所需的工具如直尺、卷尺等的使用方法，講解測量高度、寬度等數(shù)據(jù)的正確方法和注意事項，如測量高度應(yīng)從根部到植株最高點，測量寬度應(yīng)選取最寬處等。引導(dǎo)學(xué)生思考如何記錄數(shù)據(jù)才能清晰、準(zhǔn)確，并設(shè)計數(shù)據(jù)記錄表，包括日期、測量項目、測量數(shù)據(jù)等欄目，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)收集和整理的意識，為后續(xù)數(shù)據(jù)分析奠定基礎(chǔ)。

④科學(xué)種植原理講解：通過播放植物生長科普視頻、展示高清圖片等方式，向?qū)W生講解蔬菜生長所需的基本條件，如光照、溫度、水分、土壤肥力等，以及各條件對蔬菜生長的影響。組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，分析不同蔬菜對生長環(huán)境的特殊要求，如綠葉蔬菜需要較多水分、根莖類蔬菜需要深厚疏松的土壤等，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)分析問題的能力，幫助學(xué)生理解蔬菜生長的科學(xué)原理。

3.實踐操作與問題解決階段

①蔬菜種植實踐開展：學(xué)生根據(jù)分組任務(wù)，進(jìn)行蔬菜種植實踐。種植實踐組嚴(yán)格按照科學(xué)方法進(jìn)行播種、澆水、施肥、除草等操作，如：在播種時注意控制播種深度，根據(jù)不同蔬菜種子大小確定合適的深度；澆水時遵循適量原則，避免過多或過少；施肥時注意時機(jī)和用量，根據(jù)蔬菜生長階段合理施肥。信息搜索組持續(xù)關(guān)注蔬菜生長過程中出現(xiàn)的問題，如病蟲害防治、生長異常等，及時運用互聯(lián)網(wǎng)搜索解決方案。數(shù)據(jù)記錄組定期使用測量工具測量蔬菜生長數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，為后續(xù)分析提供有力依據(jù)。

②線上協(xié)作與問題討論：學(xué)生在種植過程中遇到問題時，及時在班級微信群或在線協(xié)作平臺的“問題求助”板塊發(fā)布詳細(xì)描述，包括問題現(xiàn)象、出現(xiàn)時間、已采取措施等。小組同學(xué)和其他小組積極參與討論，運用所學(xué)知識提供建議和解決方案。教師定期查看討論內(nèi)容，對共性問題進(jìn)行集中指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生深入思考問題產(chǎn)生的原因，培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。例如，當(dāng)發(fā)現(xiàn)蔬菜葉子發(fā)黃時，學(xué)生討論可能是澆水過多、光照不足或病蟲害等原因引起的，然后通過查閱資料、請教專家等方式確定具體原因，并采取相應(yīng)措施，如控制澆水頻率、調(diào)整種植位置或進(jìn)行病蟲害防治等。

③創(chuàng)新實踐活動鼓勵：教師鼓勵學(xué)生在種植過程中發(fā)揮創(chuàng)意，進(jìn)行創(chuàng)新實踐。例如，讓學(xué)生嘗試用廢舊物品制作種植容器，或者設(shè)計獨特的種植方式，如立體種植、無土栽培等，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和實踐能力。學(xué)生將創(chuàng)新實踐過程和成果以圖片、視頻或文字說明的形式在班級內(nèi)分享，激發(fā)其他同學(xué)的創(chuàng)新靈感，營造創(chuàng)新氛圍。

4.成果展示與總結(jié)評價階段

①種植成果展示：各小組以多種形式展示蔬菜種植成果，如實物展示、圖片展示、視頻記錄等。小組代表向全班介紹自己小組種植的蔬菜品種、生長過程、遇到的問題及解決方法，分享種植過程中的收獲和體會。

②寫作成果交流：寫作組學(xué)生朗讀自己撰寫的種植日記、心得體會或科普文章等，與同學(xué)分享種植過程中的觀察發(fā)現(xiàn)、情感體驗和知識收獲。其他學(xué)生認(rèn)真傾聽，從文章內(nèi)容、語言表達(dá)、結(jié)構(gòu)邏輯等方面進(jìn)行評價，提出優(yōu)點和建議，教師選取部分優(yōu)秀文章進(jìn)行展示和點評。

③數(shù)據(jù)分析與匯報：數(shù)據(jù)記錄組學(xué)生運用數(shù)學(xué)知識對收集到的蔬菜生長數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，制作數(shù)據(jù)圖表，如折線圖展示蔬菜生長高度隨時間的變化趨勢、柱狀圖比較不同蔬菜品種的生長速度等。學(xué)生根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，匯報蔬菜生長情況，解釋數(shù)據(jù)變化背后的原因，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)分析和科學(xué)解釋能力。

5.教學(xué)評價與反饋

①自我評價：學(xué)生根據(jù)自己在項目中的表現(xiàn)，從信息獲取與整理、知識運用、團(tuán)隊協(xié)作、問題解決、寫作表達(dá)等方面進(jìn)行自我評價，并填寫自我評價量表。通過自我評價，學(xué)生反思自己在項目中的優(yōu)點和不足，明確自己的學(xué)習(xí)收獲和成長方向。

②同伴互評：組織學(xué)生進(jìn)行小組內(nèi)和小組間的互評活動。學(xué)生相互評價在項目中的貢獻(xiàn)、團(tuán)隊合作能力、任務(wù)完成質(zhì)量等，并填寫同伴互評表。同伴互評促進(jìn)學(xué)生之間的相互學(xué)習(xí)和借鑒，培養(yǎng)了學(xué)生客觀評價他人和欣賞他人優(yōu)點的能力。

③教師評價：教師綜合考慮學(xué)生在項目各個環(huán)節(jié)中的表現(xiàn)，包括信息搜索的準(zhǔn)確性和全面性、種植實踐的規(guī)范性和創(chuàng)新性、寫作表達(dá)的質(zhì)量、團(tuán)隊協(xié)作中的角色發(fā)揮、問題解決的能力和效果等，給予學(xué)生全面、具體的評價和反饋。教師評價注重肯定學(xué)生的努力和成績，同時指出存在的問題和改進(jìn)方向，為學(xué)生提供專業(yè)指導(dǎo)。

教學(xué)效果與反思的設(shè)計

1.教學(xué)效果評估

①學(xué)生綜合素養(yǎng)提升：通過問卷調(diào)查、學(xué)生作品分析和課堂表現(xiàn)觀察發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在信息科技運用、語文寫作、數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)分析和科學(xué)探究等方面的能力均有顯著提高。在語文寫作方面，能夠熟練運用互聯(lián)網(wǎng)獲取信息和整理信息，撰寫的與種植相關(guān)的文章內(nèi)容豐富、情感真摯、結(jié)構(gòu)合理；在數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)處理方面，能夠準(zhǔn)確制作圖表并進(jìn)行合理分析；對蔬菜生長原理的理解更加深入，科學(xué)探究能力得到培養(yǎng)。同時，團(tuán)隊協(xié)作能力、自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新思維和問題解決能力也在項目實施過程中得到有效鍛煉。

②學(xué)習(xí)興趣與態(tài)度轉(zhuǎn)變：學(xué)生對跨學(xué)科融合教學(xué)模式表現(xiàn)出濃厚興趣，參與度高。在項目實施過程中，學(xué)生積極主動地投入到各個環(huán)節(jié)，主動查閱資料、參與討論、動手實踐，課堂氛圍活躍，學(xué)生對信息科技課程的態(tài)度發(fā)生積極轉(zhuǎn)變，認(rèn)識到信息技術(shù)在解決實際問題中的重要作用，同時，對自然科學(xué)、語文寫作等學(xué)科的興趣也有所提升。

2.教學(xué)反思與改進(jìn)

①跨學(xué)科整合深度與廣度優(yōu)化：在項目實施過程中，雖然整合了信息科技、語文、數(shù)學(xué)、科學(xué)等學(xué)科知識，但仍存在整合不夠深入和全面的問題。部分學(xué)科知識之間的聯(lián)系不夠緊密，存在表面化融合現(xiàn)象。例如，在語文寫作中，部分學(xué)生未能將科學(xué)知識和種植實踐中的細(xì)節(jié)充分融入文章，導(dǎo)致文章內(nèi)容不夠豐富。在未來教學(xué)中，應(yīng)進(jìn)一步加強學(xué)科教師之間的協(xié)作，深入挖掘?qū)W科知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，設(shè)計更加緊密、有機(jī)的跨學(xué)科教學(xué)活動，使學(xué)生能夠更好地理解和運用多學(xué)科知識解決實際問題。

②個性化教學(xué)支持不足：學(xué)生在學(xué)習(xí)能力、興趣愛好和知識基礎(chǔ)等方面存在個體差異，但在項目實施過程中，針對學(xué)生個性化需求的教學(xué)支持不夠。部分學(xué)習(xí)能力較弱的學(xué)生在信息搜索、數(shù)據(jù)分析等任務(wù)中遇到困難，未能得到及時有效的指導(dǎo)。今后的教學(xué)應(yīng)關(guān)注學(xué)生個體差異，采用分層教學(xué)、個別輔導(dǎo)等方式，為不同層次學(xué)生提供個性化學(xué)習(xí)支持，確保每個學(xué)生都能在跨學(xué)科項目中獲得充分發(fā)展。例如，對于信息搜索能力較弱的學(xué)生，可以提供更詳細(xì)的搜索指南和案例示范；對于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差的學(xué)生，在數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)給予更多的指導(dǎo)和練習(xí)機(jī)會。

③教學(xué)資源與時間管理改進(jìn)：跨學(xué)科項目教學(xué)需要豐富的教學(xué)資源支持，但在資源準(zhǔn)備過程中，部分資源的質(zhì)量和適用性有待提高。同時，項目實施時間較長，在教學(xué)進(jìn)度安排上存在一定困難，部分環(huán)節(jié)時間緊張，導(dǎo)致學(xué)生對知識和技能的掌握不夠扎實。未來應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化教學(xué)資源的選擇和整合，確保資源豐富、優(yōu)質(zhì)、實用；合理規(guī)劃教學(xué)時間，制訂詳細(xì)的教學(xué)計劃，明確各階段任務(wù)和時間節(jié)點，確保項目實施過程有條不紊，確保學(xué)生有足夠時間進(jìn)行知識學(xué)習(xí)、實踐操作和成果展示，提高教學(xué)質(zhì)量和效果。