面向核心素养的 AI 赋能小学数学跨学科教学模式构建与实践研究

引言

数学核心素养涵盖数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算与数据分析等维度，强调学生综合能力与思维品质的培养。传统小学数学教学多局限于单一学科范畴，知识传授碎片化，难以实现不同学科知识的关联与整合，也无法充分满足核心素养培养对综合能力的要求。跨学科教学通过融合数学与其他学科的知识、方法与思维，能够帮助学生构建完整的知识体系，提升综合应用能力，但在实践中面临资源整合难、学情匹配不精准等问题。AI 技术的出现为解决这些问题提供了新路径，其强大的资源整合、智能分析与个性化推送功能，可推动跨学科教学模式创新。因此，研究面向核心素养的AI 赋能小学数学跨学科教学模式，具有重要的教育实践意义。

一、当前小学数学跨学科教学的现状

（一）跨学科教学目标不明确

当前小学数学跨学科教学中，多数教师对“为何跨学科”“跨什么”“如何跨”缺乏清晰认知，教学目标未与核心素养培养紧密结合。跨学科教学常停留在表面形式，如简单融入其他学科的知识点，却未围绕核心素养设计知识整合、能力提升的递进目标，导致跨学科教学方向模糊，难以真正实现培养学生综合能力的初衷。

（二）学科知识整合缺乏系统性

在小学数学跨学科教学实践中，学科知识的整合多依赖教师个人经验，缺乏系统性规划。数学与其他学科的结合往往较为零散，如在数学课堂中偶尔融入科学实验数据计算、语文故事中的数学问题等，但未形成“数学为基础、多学科协同”的知识体系，知识间的逻辑关联薄弱，学生难以理解不同学科知识的内在联系，也无法形成综合应用知识的能力。

（三）教学资源与学情适配不足

现有小学数学跨学科教学资源数量有限，且资源内容与学生学情的适配性较低。教师在筛选跨学科资源时，难以精准匹配学生的数学基础、认知水平与兴趣特点，导致资源要么超出学生能力范围，要么无法激发学习兴趣；同时，资源缺乏动态调整机制，无法根据学生的学习反馈实时优化，影响跨学科教学的效果。

二、AI 技术在赋能小学数学跨学科教学中的核心价值

（一）精准定位跨学科教学目标

AI 技术可通过分析课程标准、核心素养要求及学生学情数据，帮助教师精准定位跨学科教学目标。AI 能梳理数学与其他学科的知识关联点，明确不同学段、不同学情学生应达成的跨学科能力目标，如小学低年级可设定“数学与美术结合的图形创意”目标，高年级可设定“数学与科学结合的数据分析”目标，确保跨学科教学目标与核心素养培养方向一致，避免教学的盲目性。

（二）系统整合跨学科教学资源

AI 技术可对海量跨学科教学资源进行分类、筛选与整合，构建“数学+多学科”的系统化资源库。AI 能根据知识关联度将数学知识与语文、科学、美术、体育等学科资源进行匹配，形成完整的跨学科教学资源链，如将“图形面积计算”与“建筑设计（美术）”“土地测量（科学）”资源整合，同时可根据教学需求实时更新资源，为跨学科教学提供丰富、系统的资源支持。

（三）动态适配学生个性化需求

AI 技术可通过收集学生的数学学习数据、跨学科活动参与数据，生成个性化学情画像，实现教学资源与教学活动的动态适配。针对基础薄弱的学生，AI 推送难度较低的跨学科资源，如“数学儿歌（语文 ^⋅+ 数学）”；针对学有余力的学生，AI 推送挑战性更强的资源，如“数学建模与科学实验数据分析”；同时，AI 可根据学生的学习反馈实时调整资源难度与教学活动设计，确保跨学科教学贴合学生需求。

三、面向核心素养的AI 赋能小学数学跨学科教学模式构建与实践路径

（一）构建“AI+目标定位—资源整合—活动设计”教学模式

基于 AI 技术构建系统化的跨学科教学模式：第一步，AI 分析核心素养要求与学情，定位跨学科教学目标；第二步，AI 整合适配的跨学科资源，形成资源包；第三步，AI 根据目标与资源，辅助教师设计“数学主导、多学科参与”的教学活动，如“数学测量+科学观察 + 语文记录”的综合实践活动，确保教学模式环环相扣，服务于核心素养培养。

（二）依托AI 开展沉浸式跨学科教学活动

在教学实践中，教师可利用AI 技术搭建沉浸式跨学科学习场景。例如，借助AI 虚拟仿真技术，创设“超市购物”场景，让学生在模拟购物中完成数学计算（数学）、商品描述（语文）、货币认知（社会）等跨学科任务；利用AI 互动工具，组织“数据收集与分析”活动，让学生通过传感器收集环境数据（科学），用数学方法分析数据，再用图表呈现结果（美术），在沉浸式体验中提升综合能力。

（三）借助AI 实现跨学科教学效果动态评估

AI 技术的应用在跨学科教学效果评估方面展现出巨大潜力。它能够构建一个多维度的评估体系，从知识掌握、能力提升和素养发展等多个维度对学生进行动态跟踪评估。通过分析学生在跨学科活动中的答题数据、任务完成情况和互动表现，AI 能够实时反馈学生的数学应用能力、跨学科协作能力等关键能力的发展状况。同时，AI 系统为教师提供实时的教学优化建议，包括调整教学资源的难度、改进活动设计等，以确保教学内容的适宜性和挑战性。这种“教学—评估—优化”的闭环模式，使得教学过程更加动态和适应性，能够根据学生的学习情况及时调整教学策略，从而持续提升跨学科教学质量。AI 技术的介入，不仅提高了评估的准确性和效率，也为教师和学生提供了一个不断学习和进步的平台。

结束语

综上所述，AI 技术为面向核心素养的小学数学跨学科教学提供了强大的赋能支持，在目标定位、资源整合、学情适配等方面具有显著优势。当前小学数学跨学科教学虽存在目标模糊、资源零散等问题，但通过构建“AI+目标—资源—活动”教学模式、开展沉浸式跨学科活动、实施动态评估等路径，能够有效发挥AI 的技术价值，推动跨学科教学落地见效。未来，教师应进一步提升AI 应用能力，深化AI 与跨学科教学的融合，让AI 更好地服务于小学数学核心素养培养，助力学生成长为具备综合能力的时代新人。

参考文献

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