AI賦能的人口普查與大數的認識跨學科創新教學

［摘 要］在大數據時代背景下，文章探討如何利用“AI+教師”模式與跨學科設計，創新性地進行“大數的認識”教學。通過將數學知識與學生熟悉的“人口普查”活動相結合，構建了一個融合數學、語文、道德與法治、科學和信息技術等多學科內容的綜合性學習項目，旨在培養學生的數感、邏輯思維能力、合作交流能力和科學探究能力，最終實現學生全面發展并適應未來社會需求。

［關鍵詞］AI+教師；跨學科設計；大數的認識；人口普查

［中圖分類號］ G623.5 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1007-9068（2025）05-0018-05

在大數據時代，教育愈加重視學生的個性化發展，強調解放思維和培養創新能力。為了滿足現代社會對高素質人才的需求，教育改革勢在必行，特別是在促進跨學科知識融合和提升學生綜合認知能力方面。近年來，“AI+教師”協同教學、“跨學科主題”等教育創新議題成為國內外的研究熱點。“AI+教師”協同教學主要是指人和機器共同“教”學生知識，但仍然由人類教師主教，機器輔助。跨學科主題則是基于一個主題，以一門學科為主，跨界其他學科開展的學習與探究活動，目的是促進學生對學習主題的基礎性與實踐性理解。

無論是引入人工智能技術還是采用跨學科設計，這些現代教學手段都順應了時代潮流，有助于推動教學模式的創新與改革，更有效地培養出具有創造性思維和創新能力的人才。本文旨在通過AI輔助教學，探索將大數認識與人口普查活動結合的跨學科創新教學模式，為一線教師在教學與學習方式的變革中提供借鑒與參考。

一、“AI+教師”模式

信息技術的高速發展使人工智能逐步滲透到社會各行各業，成為推動新一輪教育教學改革的重要力量。這場改革涵蓋了多個方面，催生了多種創新的教學模式。在這些模式中，對課堂教學影響最為顯著的是智能輔助教學，亦即“AI+教師”模式。顧名思義，“AI+教師”教學模式指的是人工智能與教師協同工作，雙方相互配合、取長補短，共同營造一個以學生經驗積累為核心的生成性課堂。

在大數據時代，掌握基本的數學知識已不再是學習者的唯一目標，數學課堂的最終目的是培養學生的數學意識和數學能力。與此契合的是，“AI+教師”模式的最大優勢是人工智能與教師各司其職、優勢互補：AI可以提供高效的學習方式和系統化的知識體系，而人類教師則通過同理心和共情能力，幫助學生更好地理解和應用這些知識。這種雙師課堂模式有助于促進學生在知識和能力兩方面的共同發展，培養學生敢于質疑、勇于嘗試的創造性思維。

二、跨學科視角下大數的認識與人口普查

（一）學理基礎：以建構主義學習理論為指導

建構主義學習理論強調知識與生活的緊密結合。在教學過程中，倡導以學生已有的知識經驗為基礎，幫助學生通過主動探索和積極思考吸收新知識，從而完善自身的知識體系。基于這一理論，本文確立了以下研究原則：首先，在跨學科設計中突出學生的主體地位，結合學生的認知水平設計活動內容，確保學習內容與學生的實際經驗相符；其次，注重情境創設與問題鏈接，幫助學生理解并解決生活中的實際問題。

全國人口普查是由國家制定統一的時間節點、方法、項目和調查表，嚴格按照指令依法對全國現有人口逐戶逐人進行普遍調查，屬于國情調查。人口普查是世界各國廣泛采用的收集人口資料的基本科學方法，是形成全國人口數據的主要來源。由于學生在日常生活中難以直接接觸大數，他們往往只能被動地接受來自課本、父母、網絡或教師的信息。因此，結合“大數的認識”與人口普查活動，旨在通過生活實際引導學生學習數學，并運用所學知識解決實際問題。

（二）升級目標：促進課程高階目標的達成

“大數的認識”是北京版教材四年級上冊的內容，本單元的教學目標見表1。

然而，單純完成課內教學目標不足以促進學生的全面發展。教師要轉變教學方式，組織學生解決具有探究性和開放性的問題，倡導一種動態的學習方式。教師應在更高的層面重新設計和提升教學目標，以推動高階課程目標的達成，進而落實課程的基礎目標。

（三）方法體系：從“泰勒原理”五維度出發

“泰勒原理”也稱為“目標模式”，是泰勒在《課程與教學的基本原理》一書中提出的。他認為，開發任何課程和教學計劃都必須回答四個基本問題（如圖1）。

圍繞上述四個基本問題，泰勒提出了課程編制的四個步驟（或階段），可概括為“確定教育目標”“選擇教育經驗”“組織教育經驗”和“評價教育計劃”，這構成了“泰勒原理”的基本內容。

綜上所述，跨學科學習的實施路徑可遵循“泰勒原理”，即確定目標、選擇經驗、組織經驗和評價結果。將這一原理應用于數學課程的跨學科設計時，可以將數學跨學科主題的設計路徑分為以下五個步驟：確定學習主題、設置教學目標、構建知識網絡、開展實踐探究和設立教學評價。結合前述分析，本文提出了本次教學活動的教學模型（如圖2）。

三、AI賦能的跨學科人口普查與大數的認識創新教學案例分析

（一）確定學習主題

確定學習主題在教學活動中至關重要，它不僅有助于聚焦教學目標，還能整合學習資源、連接學習環節，促進學生對知識的有效掌握。確定學習主題的方法多種多樣，既可以從教材內容、社會生活問題、人類基本問題、學生興趣與需求等角度出發，也可以依據課程標準和教學大綱。

本研究的學習主題選自社會生活。“大數的認識”是北京版教材四年級上冊第一單元的內容。教材的第一頁給出了多個生活中的大數（如圖3），如全國人口普查結果、故宮占地面積、地球的陸地面積等。

本案例嘗試將該單元內容與人口普查活動相結合，讓學生在跨學科活動環節中參與模擬人口普查過程，探討如何統計人口數量及人口數量對各方面的影響等問題，進一步理解生活中的大數的實際意義，學習如何在實際情境中運用大數知識。此活動不僅涵蓋數學知識，還融入語文、道德與法治、科學、信息技術等學科內容，既加深了學生對數字的理解，也豐富了他們的知識儲備。

（二）設置教學目標

教學目標是教學活動的出發點，也是衡量教學效果的重要依據。在確定教學目標時，既要基于課程標準進行設計，也要分析學生的需求。目標表述應明確、具體、可測，同時要兼顧多層次學生的發展，并關注他們情感和價值觀的需求。本研究圍繞“人口普查中的大數”主題，設計了如表2所示的教學目標。

（三）構建知識網絡

在“人口普查中的大數”這一大主題概念下，需要統籌的學科知識主要有以下幾個方面。數學學科：能夠進行大數的讀寫，認識大數的計數單位，理解單位之間的進率關系。語文學科：理解人口普查的基本概念，培養語言表達能力與批判性思維。道德與法治學科：初步理解數據背后的社會現象和問題，感受人口問題的重要性及其對社會發展的作用。科學與信息技術學科：能夠利用簡單的信息技術工具處理數據，注重數據的真實可靠性，了解人口數據在科學研究中的應用。

1.核心任務或問題

①人口普查的含義與作用是什么？

②人口普查如何開展？

③人口普查結果的分析方法與意義是什么？

2.基于核心任務的活動流程（如圖4）

（四）開展實踐探究

開展實踐探究，可以引導學生深入挖掘問題本質，通過實際操作和實驗來驗證理論假設，從而獲得更為深刻的理解和認識。本研究圍繞“人口普查中的大數”主題，設計了如表3所示的實踐探究活動。

1.前測：調查問卷

本研究通過調查問卷與座談結合的形式，了解學生對人口普查知識的掌握程度。調查問卷設計簡明易懂，旨在引導學生了解人口普查的基礎知識及其重要性，并鼓勵他們表達自己的想法和疑問。座談則針對問卷中的開放性問題，對部分學生進行深入采訪。

2.主題活動一：初識人口普查

播放第七次人口普查的宣傳視頻（如圖5），引導學生總結視頻中的核心內容。

3.主題活動二：再探人口普查

在學習情境的基礎上延伸情境，播放視頻《人口普查員的一天》（如圖7），引導學生思考：人口普查員是如何進行工作的？人口普查結果應如何分析？其意義何在？學生仍通過小組討論、總結歸納的方式嘗試解決這些問題。面對困難時，可以小組為單位向AI教師提問（如圖8）。

4.主題活動三：我做小小調查員

參考人口普查的方式，學生分成不同的研究小組，在確定主題后，對班級、年級、學校開展普查，并提出相關設施或管理制度的改進策略。（如圖9）

5.后測：成果展示

學生匯報調查過程與結論，方法不限（可采用海報繪制、視頻錄制、專人講解等方式）。該環節旨在讓學生通過動手操作，深入感受調查與分析方法，提升合作與交流能力；在總結調查方法、過程與結論時，培養學生獨立總結和反思的能力。

（五）設立教學評價

教學評價的意義在于促進教學質量的提升與學生的全面發展。評價方式應趨向多樣化，且應根據實際情況選擇合適的評價方法，確保評價結果的客觀性與準確性。本活動采取多元化評價方式，評價對象不僅包括學生的展示成果，還涵蓋學生的學習過程；評價主體既包括教師，也包括學生本人和小組成員，力求做到公正、全面、多元。活動的評價表設計見表4。

綜上，AI輔助教學與跨學科主題設計是新時代下應運而生的新型學習方式，旨在培養適應未來社會需求的創新人才。跨學科主題的高質量實施，不僅符合各學科課程標準所倡導的教學理念，也是教育教學回歸教育本質的必然要求。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 鐘啟泉.基于“跨學科素養”的教學設計：以STEAM與“綜合學習”為例[J].全球教育展望，2022，51（1）：3-22.

[2] 袁曉霞，卓毅.構建小學數學“AI+教師”雙師協同教學課堂的研究[J].福建輕紡，2022（7）：41-44.

[3] 趙彩亮.基于設計思維教學法的小學語文項目式學習理念與實踐模型[J].教學與管理，2024（18）：85-88.

[4] 利瑩瑩.小學數學跨學科主題學習的探索與實踐：以“生活中的度量衡”主題為例[J].教育觀察，2023，12（35）：1-4，11.

（責編" " 金" " 鈴）