AI 赋能小学至高中跨学段多学科融合学习模式实践路径

引言

在当今科技飞速发展的时代，人工智能（AI）正深刻改变着各个领域，教育领域也不例外。传统的教育模式往往局限于单一学科和特定学段，难以满足学生综合素养培养和适应未来社会发展的需求。小学至高中是一个连续的教育阶段，跨学段多学科融合学习能够打破学科壁垒和学段界限，促进学生知识的系统整合与能力的全面提升。而 AI 技术的出现为跨学段多学科融合学习模式的实施提供了强大的技术支持和创新动力。探索 AI 赋能小学至高中跨学段多学科融合学习模式的实践路径，具有重要的现实意义。

1AI 赋能小学至高中跨学段多学科融合的意义

AI 赋能小学至高中跨学段多学科融合，对教育发展与学生成长有着深远且重大的意义。从学生素养提升来看，能打破学科界限，让学生以更全面的视角认识世界。例如在探讨环保主题时，融合科学、地理、语文等学科知识，学生既能了解生态原理，又能知晓环境问题的地域分布，还能用文字表达环保理念，从而提升综合素养与跨学科思维能力，更好地适应未来复杂多变的社会。

2 当前小学至高中教育在跨学段多学科融合方面存在的问题

2.1 学科知识体系割裂，缺乏有机整合

小学至高中各学科有着相对独立且完整的知识体系，在传统教育模式下，学科之间界限分明，犹如一座座孤岛。以数学和物理学科为例，数学中的函数知识是物理运动学中描述物体运动规律的重要工具，但在实际教学中，数学教师往往侧重于函数本身的性质和运算，物理教师则更关注物理现象和规律的讲解，很少将两者有机结合。这使得学生在学习时难以理解学科知识之间的内在联系，无法将所学知识融会贯通。当遇到需要综合运用多学科知识解决的问题时，学生往往感到无从下手，不知道如何将不同学科的知识进行整合和运用，严重影响了学生综合素养的提升和问题解决能力的培养。

2.2 学段教学目标脱节，衔接不够紧密

小学、初中和高中不同学段的教学目标存在一定程度的脱节现象。小学阶段注重培养学生的基础知识和基本技能，以激发学习兴趣为主；初中阶段开始强调知识的系统性和逻辑性，培养学生的自主学习能力；高中阶段则更侧重于知识的深化和拓展，为高考和未来发展做准备。然而，在实际教学中，各学段之间缺乏有效的沟通和衔接。

2.3 教学资源分散单一，融合难度较大

目前，小学至高中的教学资源主要以教材、教辅资料和课堂教学为主，资源形式相对单一，且分散在不同学科和学段中。学校之间的教学资源也缺乏共享机制，优质教学资源难以得到广泛传播和应用。例如，一些学校在开展跨学科教学时，由于缺乏相关的教学案例、课件和实验设备等资源，教师只能依靠自己的经验和能力进行探索和实践，这不仅增加了教师的教学负担，也影响了教学效果。此外，现有的教学资源大多是基于单一学科设计的，难以满足跨学段多学科融合教学的需求。

3AI 赋能小学至高中跨学段多学科融合学习模式实践路径

3.1 搭建智能资源整合平台，打破学科与学段壁垒

构建一个涵盖小学至高中全学段、多学科的智能资源整合平台是关键实践路径。该平台借助 AI 的强大搜索与分类能力，对海量教学资源进行精准梳理。比如，在数学与物理的融合教学中，平台能迅速定位到小学阶段对简单图形认

知、初中阶段对力学基础以及高中阶段对复杂运动分析的相关资源，并按逻辑关系呈现。

3.2 开发智能课程规划系统，实现学段衔接与学科贯通

开发基于 AI 的智能课程规划系统，能够依据小学至高中各学科的知识体系和学生的认知发展规律，科学规划跨学科课程。该系统通过分析不同学段的教学目标和重点，自动生成具有连贯性和递进性的课程方案。例如，在历史与地理的融合课程中，小学阶段以生动有趣的故事形式介绍古代文明的大致地理位置；初中阶段引导学生分析地理环境对历史事件发展的影响；高中阶段则深入探讨历史变迁与地理格局演变的相互关系。

3.3 打造智能教学辅助工具，提升课堂融合教学效果

引入 AI 智能教学辅助工具，为教师开展跨学段多学科融合教学提供有力支持。智能虚拟实验室是其中之一，它利用虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术，让学生在虚拟环境中进行跨学科实验操作。例如，在生物与化学的融合实验中，学生可以通过虚拟实验室观察细胞的结构和化学反应的过程，直观地理解两者之间的联系。智能答疑系统也能发挥重要作用，它能够实时解答学生在跨学科学习过程中遇到的问题。

3.4 建立智能学习评价体系，全面评估学生融合素养

构建基于 AI 的智能学习评价体系，对学生在跨学段多学科融合学习中的表现进行全面、客观、准确的评价。该体系不仅关注学生的学科知识掌握情况，还注重评估学生的跨学科思维能力、问题解决能力、团队协作能力等综合素养。通过收集学生在学习过程中的各种数据，如作业完成情况、课堂表现、实验操作记录、项目成果等，利用AI 算法进行深度分析。

结语

综上所述，AI 赋能小学至高中跨学段多学科融合学习模式具有重要的现实意义和实践价值。通过构建智能学习环境、开发融合课程、开展个性化教学和建立全面评价体系等实践路径，可以打破学科壁垒和学段界限，促进学生的知识整合和能力提升，培养适应时代需求的复合型人才。同时，在实践过程中也面临着教师信息技术能力不足、数据安全与隐私保护、家长认知与接受程度等挑战，需要采取相应的对策加以解决。

参考文献：

[1] 新课标视域下小学信息科技跨学科学习活动设计 [J]. 吴鑫 . 新课程导学 ,2024(34)

[2] 新课标视域下小学信息科技跨学科主题学习初探——以“用编码描绘世界”单元为例 [J]. 黄秀琴 . 考试周刊 ,2024(48)