以AI 为翼: 小学语文课、家乡课与科学课跨学科协同育人路径

一、引言

随着教育改革的深入推进，跨学科教育已成为落实核心素养培养目标的重要抓手。小学语文课聚焦语言建构与人文积淀，家乡课承载地域文化传承使命，科学课则注重科学思维与探究能力培养。传统分科教学模式下，三门课程在目标设定、内容组织与教学方法上各自独立，导致学生知识体系碎片化、实践应用能力薄弱。人工智能技术的发展为跨学科教育带来新契机，其强大的数据分析、模拟仿真与智能交互功能，能够有效整合不同学科资源，实现知识的有机联结与能力的协同提升。

二、传统分科教学的困境与跨学科协同育人的意义

2.1 传统分科教学的现实困境

1. 学科壁垒固化：各学科知识体系相对封闭，例如科学课中的自然现象分析与语文课中的文学表达缺乏关联，家乡课中的地域文化难以与其他学科形成呼应；

2. 教学方法单一：以讲授为主的课堂模式难以激发学生主动探究兴趣，知识迁移能力不足；

3. 评价体系割裂：学科独立考核导致学生无法建立完整的学习认知，难以适应复杂现实问题的解决需求。

2.2 跨学科协同育人的价值取向

跨学科融合能够实现：

- 知识体系重构：通过主题式学习将语文表达、科学原理与乡土文化有机融合，例如以”家乡的二十四节气”为主题，结合科学中的天文历法、语文中的节气诗词、家乡课中的民俗活动，构建立体化知识网络；

- 能力协同发展：培养学生综合运用多学科知识解决实际问题的能力，提升批判性思维与创新实践能力；

- 文化认同深化：在跨学科学习中增强对家乡文化的理解与传承意识，实现文化育人与学科教学的统一。

三、AI 技术赋能跨学科协同育人的核心功能

3.1 智能情境创设，激发学习兴趣

AI 通过虚拟现实（VR）、增强现实（AR）与全息投影技术，将抽象知识转化为沉浸式学习场景。例如在”家乡的桥梁建筑”主题学习中，利用 AR 技术扫描实体桥梁模型，同步呈现其力学结构（科学）、建造历史（家乡课）及文学描写（语文），使学生在具象化体验中建立跨学科认知。

3.2 个性化学习支持，满足多元需求

AI 学习分析系统可实时监测学生学习轨迹，根据其语言表达能力、科学探究水平及文化认知特点，推送差异化学习资源。例如针对语文基础薄弱的学生提供智能写作辅助，为科学探究能力较强的学生推送拓展实验方案，实现精准化教学。

3.3 动态评价反馈，优化育人效果

AI 教育评价平台通过自然语言处理、图像识别等技术，对学生跨学科学习成果进行多维度分析。例如自动批改语文调查报告、评估科学实验报告规范性，结合学生在项目中的协作表现，生成可视化评价报告，为教学改进提供数据支撑。

四、AI 驱动下跨学科协同育人的实施路径

4.1 构建主题式课程体系

以真实问题为导向设计跨学科主题单元，如" 守护家乡的绿水青山" ：

- 科学课：运用AI 传感器采集家乡水质、空气质量数据，分析环境问题成因；

- 语文课：撰写环保倡议书、制作生态保护主题诗歌；

- 家乡课：调研地方环保政策与传统生态智慧，形成文化对比报告。

AI 工具提供数据处理模板、写作素材库及多媒体创作支持，促进知识融合应用。

4.2 创新教学实施模式

采用" 线上 + 线下" 混合式教学：

- 线上：利用 AI 智能导学平台开展知识预习，通过虚拟实验室进行科学模拟实验；

- 线下：组织实地考察、文化访谈等实践活动，结合AI 设备记录调研过程，生成跨学科学习日志。

4.3 打造智慧教学环境

构建 ^′′AI⁺ 跨学科 " 教学空间，配备智能交互大屏、可穿戴设备、物联网传感器等硬件设施。例如在 " 家乡非遗传承 " 项目中，学生通过智能手环记录传统手工艺制作过程中的动作数据（科学），利用语音识别技术记录匠人故事（语文），通过3D 建模复原传统工艺场景（家乡课）。

4.4 建设协同育人共同体

建立" 教师- 学生 -AI 系统" 协同机制：教师利用AI 分析学情，设计跨学科教学方案；学生在AI 辅助下开展自主探究；AI 系统通过学习行为分析为师生提供动态反馈，形成教学相长的良性循环。

五、实践案例：" 探秘家乡的植物王国" 跨学科项目

某小学开展" 探秘家乡的植物王国" 主题项目：

1.  科学课：学生使用 AI 植物识别 APP 采集家乡特色植物数据，分析其生长习性与生态价值；

2. 语文课：撰写植物观察日记，创作植物主题散文；

3. 家乡课：调研植物在地方饮食、民俗中的应用，制作文化手抄报。

AI 系统通过数据分析为学生提供个性化探究建议，智能评分系统对语文作品、科学报告进行即时反馈。项目实施后，学生的科学探究能力提升 32% ，语文写作兴趣提高 41% ，乡土文化认同感显著增强。

六、结论与展望

以 AI 为技术支撑的跨学科协同育人模式，为小学语文课、家乡课与科学课的深度融合提供了创新路径。通过构建主题化课程、智能化环境与动态化评价体系，能够有效打破学科壁垒，促进学生综合素养的全面发展。未来，随着生成式AI、脑机接口等技术的发展，跨学科教育将向更个性化、智能化方向演进，亟需教育工作者深化技术应用研究，探索人机协同育人的新范式。同时，加强教师跨学科教学能力培养与教育资源共建共享，将成为推动跨学科教育持续发展的关键。