基于生成式AI 的小学信息科技跨学科融合教学路径探析

教育部新推出的课程标准清楚地把信息科技确定成了面向未来的基础性课程，它着重去强调要培养学生的计算思维以及跨学科学习能力，并且把培养数字时代的创新人才当作目标，借助这样的方式来推动信息科技和学科知识进行深度的融合，生成式人工智能属于一种新兴的教育技术力量，要是把它引入到小学信息科技跨学科教学当中，就能够优化教学资源的配置情况，提升教学的效能，培养学生的综合思维能力以及创新素养，这对于推进信息科技教育的改革创新有着非常关键的理论价值和实践意义。

1 基于生成式人工智能的小学信息科技跨学科教学的重要意义

1.1 提升学科融合创新能力

生成式人工智能技术对强化信息科技与其他学科的知识关联有诸多益处，可推动跨学科学习朝着纵深方向发展。在小学阶段，借助智能化工具有利于将抽象的信息科技概念同语文、数学、科学等学科知识有效地结合起来，帮助学生构建知识联系，融合拓宽学生的知识视野，还对培养其逻辑思维、创新思维以及计算思维能力很有帮助，为将来解决复杂问题筑牢基础，跨学科教学是实现课程协同育人的重要路径，也是增进学生知识理解深度、促进 学生学科素养发展的有效手段 [1]。

1.2 实现跨学科融合的支撑

生成式人工智能和小学信息科技跨学科教学有着天然的契合之处，可打破传统教学界限、推动多学科知识融合，它的自然语言处理功能可把抽象的信息科技概念转变为生动且直观的教学内容，知识图谱构建能力有益于揭示学科之间的内在关联，达成知识的系统化展示，智能问答系统可以依据学生的认知特点，提供个性化的跨学科学习指导，场景模拟功能可创设出沉浸式的跨学科实践环境，激发学习兴趣。这些技术特性为教师进行创新性教学提供了有力支持，也为学生构建完整知识体系提供了智能化平台，信息科技与其他学科的融合可以创造出更有趣、更具挑战性的学习情境，有效吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣[2]。

1.3 优化教学资源配置

教学资源配置的优化对于提升教育质量以及促进教育公平而言有着重大意义，科学且合理的资源配置借助高效的整合利用，可充分发挥教育投入的最大效益，促使优质教育资源实现均衡分布。合理的配置机制可提升教育系统的运行效率，依靠资源的动态调节以及精准匹配，契合不同地区和不同学校的差异化教学需求，推动教育朝着公平的方向发展 [3]。

2 基于生成式人工智能的小学信息科技跨学科教学的基本原则

2.1 融合性原则

信息科技的跨学科教学需要依据知识本身所存在的内在联系，从而实现多学科内容之间的自然融合，在小学这个阶段，信息科技教学要和语文、数学、科学、艺术等学科建立起清晰明确的知识关联，并且要探寻知识节点之间的最佳结合方式，教学设计应该基于学科的知识结构，去选择恰当合适的整合点，要避免出现生硬地拼凑知识这样的现象，要依靠系统化的知识融合设计，借助这样的方式来保证跨学科教学有科学性以及教学价值，进而引导学生构建起完整的知识认知体系，培养他们综合运用多学科知识去解决问题的能力 [4]。要把生成式人工智能技术和跨学科教学的全过程进行深度融合，创新教学的模式和方法，例如可以利用它高效的文本处理能力来优化教学设计，借助多模态信息加工生成丰富多样的数字资源，凭借流畅的人机对话帮助学生进行深度探究等等，充分发挥技术的优势，提升教学的质量和效果。

2.2 适切性原则

在信息科技跨学科教学过程中，人工智能以及其他信息技术的运用一定要符合小学生的认知特点以及学科教学的目标，技术的引入应当以教学实际需求为立足点，既要充分呈现生成式人工智能的长处，又要防止过度依赖以及盲目运用。在教学实践过程中，需要依据学生的年龄特点和认知水平来挑选合适的技术应用方法，保证技术应用有递进性以及适应性。技术的选用要和教学目标保持一致，凸显其对学习过程的支持功效。技术应用要为核心素养的培养提供服务，保证其使用可推动知识建构，又可以培育学生的计算思维，达成技术与教学的有机融合，切实发挥技术在教学中的支持与促进效能[5]。

2.3 交互性原则

跨学科教学需着重突出学习过程中的多维交互机制，以此来保障知识建构的有效性。在信息科技课程中，教学活动的设计应当重视师生互动、生生互动以及人机互动这三个层面的深度融合，教师要营造出有支持性的学习环境，引领学生借助实践、分析以及协作来达成知识建构，借助设计系统化的交互策略，构建起开放且灵活的学习场域，促使教与学、人与技术之间形成良好的互动关系。多维交互机制可推动知识的有效传递与内化，还可以培育学生的主动探究意识与批判性思维。持续性的深度交互可以提高学习参与度，培育学生的协作与创新能力，达成跨学科学习的整体目标。

3 基于生成式人工智能的小学信息科技跨学科教学的策略

3.1 建构跨学科知识体系，深化学科融合发展

构建跨学科知识体系需要充分理解知识的内在联系以及结构特征，依据认知建构理论，跨学科知识体系的构建要以学科知识的本质属性为基础，依靠呈现不同学科之间的关联性，形成知识的网络结构，在信息科技和其他学科相互融合的进程中，知识建构要遵循认知规律，着重关注知识点之间的逻辑关联，以此推动知识的迁移以及内化。

以三年级信息科技课程“使用数字设备”为例，教师可把计算机基础知识和其他学科实现有机融合，当教授数字设备使用之时，教师将计算机操作与数学计算建立关联，让学生领会计算机处理数据的原理，在学习文件管理期间，把它和语文的文章结构加以对比，以此帮助学生理解文件系统的层级关系，探讨互联网应用之际，结合科学课程里的通信原理，使学生深入明白信息传递过程。在制作多媒体作品环节，融入美术课程的构图以及配色知识，用以培养学生审美能力，凭借编程教学，融入数学逻辑思维训练，以此培育学生的算法思维，教师还可设计跨学科项目，比如制作电子绘本，将信息技术、语文写作以及美术创作融合起来，这种多维度的知识融合丰富了学习内容，而且培养了学生的综合思维能力。这种跨学科知识体系的构建使得学生在掌握信息技术的加深了对其他学科知识的理解与运用。

3.2 优化跨学科教学设计，提升课堂育人成效

跨学科教学设计的优化需以建构主义学习理论以及多元智能理论作为指导依据，教学设计应当关注学生认知发展的规律，重视知识建构所有的逻辑性与系统性，在信息科技和其他学科相互融合的进程当中，教学设计要全面考量知识结构的关联性，借助合理的课程规划推动学科之间实现有机融合，达成育人效果的整体提升。

以三年级信息科技课程“体验人机交互”为例，教师用心去设计跨学科教学活动，在讲授扫描交互功能期间，教师引领学生借助植物图谱软件来识别校园里常见的植物，以此将信息技术与科学课程自然而然地融合在一起，在触屏交互教学环节当中，教师设计了“认识汉字”的活动，使得学生可依靠放大、缩小等触控操作去探究“康乃馨”等汉字的笔画结构，巧妙地融入了语文学科的知识内容。在语音交互单元里，教师指导学生运用语音输入功能来完成写作任务，培养学生的语言表达能力，教师还可让学生去探索不同交互方式的应用场景，引导他们思索科技是怎样服务于学习和生活的，以此培养学生的综合思维能力，在课堂实践过程中，教师借助设置有渐进性的任务难度，让学生在动手操作的过程中深化对人机交互的理解，建立起跨学科的知识联系。这种经过优化的教学设计保证了知识传授有系统性，又激发了学生的学习兴趣，达成了信息科技与其他学科的深度融合。

3.3 实施跨学科智能诊断，达成精准教学目标

跨学科智能诊断是依托教育测量理论以及学习分析技术，借助对学生学习进程的动态监测以及数据探究，达成对学习状况的精确评估，在信息科技与其他学科相互融合的情形下，智能诊断系统要搭建多维度的评估指标体系，将认知规律与学科特征相融合，为精准教学提供数据支持以及决策参考。

以三年级信息科技“图片记录瞬间”为例，教师借助智能诊断系统达成信息科技与数学的跨学科教学，该系统会先对学生关于数码相机、手机等设备的基本操作能力给予评估，在构图学习阶段，系统会引导学生运用数学里的对称性、比例关系来开展画面构建，像是运用三分法则构图时要把画面进行等分，以此培养空间划分能力。教师依据系统反馈，指导学生运用几何知识优化构图，例如理解水平线与垂直线的关联、掌握主体与背景的比例、运用对称性原理进行创作等，在项目实践当中，系统记录学生作品数据，探究其构图里数学要素的应用状况，囊括对称性运用、角度把控、空间比例等维度，生成学习分析报告。依据这些数据，教师可精确发觉学生在空间关系理解以及数学思维运用方面的险阻，及时调整教学策略，比如对于空间概念薄弱的学生增加几何知识的融入，对于比例关系把握不准的学生强化数学思维训练，这种基于智能诊断的教学模式把数学思维自然地融入图片创作过程，培育了学生的空间思维能力，又提高了信息技术应用水平，达成了两个学科知识的有机统一。

3.4 完善跨学科评价机制，促进核心素养提升

完善跨学科评价机制需以核心素养导向的评价理论为基础，构建出多元化的评价体系，现代教育评价理论着重指出，要从关注知识掌握朝着培养核心素养进行转变，评价内容应当包含学科知识、思维能力以及创新意识等多个维度，在信息科技与其他学科相互融合的背景状况下，评价机制应该突出过程性评价与发展性评价的统一，重视对学生综合能力的全面考察。

以三年级信息科技“美化处理图片”为例，教师设计有多维度特点的评价方案，在学生的学习进程里，教师凭借观察并记录学生对于图片处理软件的操作熟练程度，以此来评估学生的技术应用能力，教师还需关注学生在选择滤镜、调整构图以及添加创意元素之时所呈现出的审美判断力，把信息技术能力与艺术素养的评价进行有机融合。教师还可引导学生开展相互评价的活动，促使学生从构图美感、技术运用以及创意表达等多个角度对作品给予点评，以此培养学生的审美鉴赏能力，在具体的实践操作当中，教师设计了“校园风光数字美化”这一项目，学生需要拍摄校园景物照片并展开创意处理，评价标准覆盖技术维度，其中包括操作熟练度以及工具使用多样性，还包括艺术维度，有构图合理性以及色彩协调性，另外以及创新维度，涉及创意元素运用以及个性化表达。教师运用动态档案袋来收集学生作品的演变过程，记录学生技术运用以及创意思维的进步轨迹，在课堂展示环节，学生们借助“创意闪光点”互评表从不同角度对同学的作品进行评价，这样培养了学生的批判性思维，又锻炼了学生的表达能力，这种呈现出多元化特点的评价机制全面反映了学生的学习成果，促进了学生在技术应用以及艺术创作等方面核心素养的整体提升。

4 结语

生成式人工智能为小学信息科技教育提供了全新的发展机会，它在知识融合、个性化学习以及教学创新这些方面所呈现出来的优势，正在促使教育教学模式产生十分深刻的变革，在信息科技跨学科教学的实践过程中，依靠智能技术作为支撑，能够推动学科知识达成有机融合，而且还可以提升学生的综合学习能力，未来的教育实践应该把学生的发展需求当作立足点，科学地把握技术应用的规律，构建符合时代特征的教学新模式，教育创新肯定会为培养有计算思维和创新能力的数字时代人才开辟更加广阔的发展空间。

参考文献

[1] 谢翠茹. 小学信息科技跨学科教学策略分析[J]. 名师在线（ 中英文 ），2025，11（10）：55-57.

[2] 朱慧 . 小学信息科技与数学教学的跨学科融合 [J]. 教学管理与教育研究 ，2024（24）：101-104.

[3] 莫光琪 . 国家中小学智慧教育平台赋能小学信息科技跨学科教学的实践探索 [J]. 中小学信息技术教育 ，2024（12）：54-56.

[4] 项烨 . 小学信息科技跨学科教学设计与实施 [J]. 新课程教学（ 电子版 ），2024（21）：142-144.

[5] 陈武 . 跨学科学习方式下小学信息科技教学实践 [J]. 新课程研究 ，2024（31）：35-37.

作者简介：王飞（1982—），男，汉族，山东临沂，本科，研究方向：信息科技与人工智能。