基于AI设计的小学三年级“在线学习小能手”跨学科教学策略探究

摘要：本文深入探讨了跨学科融合教学在小学信息科技课程中的应用，并以“蔬菜种植项目”为案例，展示了跨学科教学在提升学生信息处理能力、知识整合运用能力、实践操作能力和团队协作能力等方面的显著成效，为小学信息科技课程教学模式创新提供了有益参考。

关键词：人工智能大模型；跨学科融合；小学信息科技；蔬菜种植项目；综合素养

中图分类号：G434"文献标识码：A"论文编号：1674-2117（2025）01-0028-04

当前的信息科技教学大多侧重于技术操作层面的传授，忽视了与其他学科知识的内在关联以及学生综合素养的全面培养。在实际应用中，学生往往难以将所学知识与其他学科知识有机融合，解决复杂问题的能力有待进一步提升。目前，跨学科融合教学已成为国际教育发展的主流趋势。利用AI教学系统设计跨学科教案，有助于打破学科壁垒，促进学科之间的交叉渗透，使学生在真实情境中综合运用多学科知识解决问题，进而培养学生的跨学科思维和综合实践能力。下面，笔者以AI教学系统生成“蔬菜种植项目”跨学科教案为实例，深入探讨跨学科融合教学在小学信息科技课程中的应用与实践。

跨学科项目的选择依据

“蔬菜种植项目”紧密贴合学生生活实际，涵盖多个学科领域的知识与技能。在蔬菜种植过程中，学生需要借助信息科技手段获取种植知识、记录生长数据，运用数学知识进行数据的分析与处理，运用语文知识进行种植体验的生动描述与表达，运用科学知识理解蔬菜生长的原理。选择该项目作为跨学科教学案例，能够为学生提供丰富多元的学习体验，有效整合多学科知识，全方位培养学生的综合素养。

跨学科教学目标的设定

1.跨学科知识与技能融合目标

①信息科技技能提升：熟练掌握互联网搜索技巧，能够精准输入关键词，高效获取相关信息。学会运用在线平台筛选信息，并运用文档编辑软件进行系统整理记录。学会运用思维导图软件，将种植信息转化为清晰、有条理的思维导图，从而提高信息处理与管理能力。

②语文写作与表达强化：结合种植经历，生动描述种植过程，详细记录遇到的问题及解决办法。深刻表达情感体验，提高书面表达能力，学会运用文字准确传达信息和情感，同时清晰阐述合作过程中的问题及解决办法，提升文字表达和叙事能力。

③数学数据分析应用：在蔬菜种植实践中，运用测量工具，如直尺、卷尺等，准确记录蔬菜生长数据，如高度、宽度等，并学会制作简单的数据图表。通过对数据的分析，了解蔬菜生长趋势，运用数学知识解决实际问题，培养数据分析观念和运用数学工具解决实际问题的能力。

④科学原理探究与理解：通过实地观察蔬菜生长过程，深入探究影响蔬菜生长的环境因素，理解植物生长的科学原理，掌握科学探究的基本方法，如实验设计、数据收集与分析、结论推导等，培养科学思维和实践能力。

2.综合素养培养目标

①自主学习能力培养：在项目实施过程中，自主确定研究问题，主动运用多学科知识和互联网资源寻求解决方案。培养自主学习习惯和能力，提高自我管理与规划意识，学会独立思考、自主探索，在不断解决问题的过程中提升自主学习能力。

②团队协作与沟通能力提升：以小组形式开展蔬菜种植项目，在团队中分工合作，共同完成种植任务。在合作过程中，学会倾听他人意见，有效表达自己观点，提高团队协作和沟通能力，增强团队意识和责任感。

③创新思维与问题解决能力发展：鼓励在种植过程中发现问题、提出假设，并尝试运用所学知识创新解决问题的方法，激发创造力和创新精神。

3.情感态度与价值观塑造目标

①培养对自然的敬畏与热爱之情：亲身参与蔬菜种植，从播种到收获，全程观察植物从种子到成熟的全过程，感受生命的神奇与脆弱，培养对自然的敬畏之心，激发对大自然的热爱之情，增强环保意识，懂得珍惜自然资源和保护生态环境。

②体验劳动的价值与乐趣：在蔬菜种植实践中，经历播种、浇水、施肥、除草等过程，体验劳动的艰辛与收获的喜悦，理解劳动创造价值的深刻道理，培养热爱劳动的良好品质，树立正确的劳动观念。

③培养耐心与责任感：蔬菜种植周期较长，需要持续关注和悉心照顾蔬菜生长，培养耐心和细心的品质，同时对蔬菜的生长结果负责，增强责任感和担当意识，懂得在面对困难和挑战时坚持不懈、持之以恒。

教学实施过程的设计思路

1.项目准备阶段

①跨学科资源整合：信息科技资源，如在线种植教程网站、农业科普APP等；语文资源，如优秀的种植日记范文集、描写植物生长的经典文学作品等；数学资源，如测量工具使用指南、数据统计案例分析资料等；科学资源，如植物生长科普视频、专业书籍等。

②教学环境创设：准备充足的种植工具和材料，如各类蔬菜种子、花盆、肥沃土壤、有机肥料、浇水壶等。搭建便捷高效的线上学习平台，如班级微信群、在线协作平台等，方便学生进行信息交流与资源共享。精心布置种植实践场地，如学校种植园或教室阳台，为学生创造良好的学习实践环境。

③学生分组与任务分配：根据学生兴趣、能力和性格特点进行异质分组，每组4～6人。明确各小组任务，如信息搜索组负责运用互联网搜索蔬菜种植信息、种植实践组负责在场地进行具体种植操作、数据记录组负责定期测量和记录蔬菜生长数据、写作组负责撰写种植相关文章等，确保每个学生在项目中都有明确角色和具体任务，充分发挥各自优势。

2.知识探索与技能学习阶段

①信息科技引导学习：引导学生运用互联网搜索引擎，输入关键词获取相关信息。以“白菜”为例，教师演示如何通过搜索“白菜的种植方法”“白菜的生长周期”“白菜的营养价值”等关键词，获取详细种植信息。教师指导学生筛选权威网站发布的信息，参考多个来源进行信息比对，去除重复和错误信息，并运用文档编辑软件整理成“‘蔬菜名称’资料汇总”文档，记录关键信息和信息来源链接。利用思维导图软件，以辣椒为例，展示如何将收集到的辣椒品种、生长环境、种植步骤、营养价值等信息转化为清晰、有条理的思维导图，引导学生掌握信息整理方法。

②语文写作基础铺垫：教师展示多篇不同类型（如日记、记叙文、说明文等）的种植体验优秀文章样例，从文章结构、内容组织、语言表达、情感传递等方面进行详细分析讲解。组织学生进行头脑风暴，回忆自己在蔬菜种植过程中的观察和感受，鼓励学生运用生动形象的语言进行描述，为后续写作积累素材。

③数学数据收集方法教学：教师介绍测量蔬菜生长数据所需的工具如直尺、卷尺等的使用方法，讲解测量高度、宽度等数据的正确方法和注意事项，如测量高度应从根部到植株最高点，测量宽度应选取最宽处等。引导学生思考如何记录数据才能清晰、准确，并设计数据记录表，包括日期、测量项目、测量数据等栏目，培养学生数据收集和整理的意识，为后续数据分析奠定基础。

④科学种植原理讲解：通过播放植物生长科普视频、展示高清图片等方式，向学生讲解蔬菜生长所需的基本条件，如光照、温度、水分、土壤肥力等，以及各条件对蔬菜生长的影响。组织学生进行小组讨论，分析不同蔬菜对生长环境的特殊要求，如绿叶蔬菜需要较多水分、根茎类蔬菜需要深厚疏松的土壤等，培养学生科学分析问题的能力，帮助学生理解蔬菜生长的科学原理。

3.实践操作与问题解决阶段

①蔬菜种植实践开展：学生根据分组任务，进行蔬菜种植实践。种植实践组严格按照科学方法进行播种、浇水、施肥、除草等操作，如：在播种时注意控制播种深度，根据不同蔬菜种子大小确定合适的深度；浇水时遵循适量原则，避免过多或过少；施肥时注意时机和用量，根据蔬菜生长阶段合理施肥。信息搜索组持续关注蔬菜生长过程中出现的问题，如病虫害防治、生长异常等，及时运用互联网搜索解决方案。数据记录组定期使用测量工具测量蔬菜生长数据，确保数据准确可靠，为后续分析提供有力依据。

②线上协作与问题讨论：学生在种植过程中遇到问题时，及时在班级微信群或在线协作平台的“问题求助”板块发布详细描述，包括问题现象、出现时间、已采取措施等。小组同学和其他小组积极参与讨论，运用所学知识提供建议和解决方案。教师定期查看讨论内容，对共性问题进行集中指导，引导学生深入思考问题产生的原因，培养学生解决实际问题的能力。例如，当发现蔬菜叶子发黄时，学生讨论可能是浇水过多、光照不足或病虫害等原因引起的，然后通过查阅资料、请教专家等方式确定具体原因，并采取相应措施，如控制浇水频率、调整种植位置或进行病虫害防治等。

③创新实践活动鼓励：教师鼓励学生在种植过程中发挥创意，进行创新实践。例如，让学生尝试用废旧物品制作种植容器，或者设计独特的种植方式，如立体种植、无土栽培等，培养学生创新思维和实践能力。学生将创新实践过程和成果以图片、视频或文字说明的形式在班级内分享，激发其他同学的创新灵感，营造创新氛围。

4.成果展示与总结评价阶段

①种植成果展示：各小组以多种形式展示蔬菜种植成果，如实物展示、图片展示、视频记录等。小组代表向全班介绍自己小组种植的蔬菜品种、生长过程、遇到的问题及解决方法，分享种植过程中的收获和体会。

②写作成果交流：写作组学生朗读自己撰写的种植日记、心得体会或科普文章等，与同学分享种植过程中的观察发现、情感体验和知识收获。其他学生认真倾听，从文章内容、语言表达、结构逻辑等方面进行评价，提出优点和建议，教师选取部分优秀文章进行展示和点评。

③数据分析与汇报：数据记录组学生运用数学知识对收集到的蔬菜生长数据进行分析，制作数据图表，如折线图展示蔬菜生长高度随时间的变化趋势、柱状图比较不同蔬菜品种的生长速度等。学生根据数据分析结果，汇报蔬菜生长情况，解释数据变化背后的原因，培养学生数据分析和科学解释能力。

5.教学评价与反馈

①自我评价：学生根据自己在项目中的表现，从信息获取与整理、知识运用、团队协作、问题解决、写作表达等方面进行自我评价，并填写自我评价量表。通过自我评价，学生反思自己在项目中的优点和不足，明确自己的学习收获和成长方向。

②同伴互评：组织学生进行小组内和小组间的互评活动。学生相互评价在项目中的贡献、团队合作能力、任务完成质量等，并填写同伴互评表。同伴互评促进学生之间的相互学习和借鉴，培养了学生客观评价他人和欣赏他人优点的能力。

③教师评价：教师综合考虑学生在项目各个环节中的表现，包括信息搜索的准确性和全面性、种植实践的规范性和创新性、写作表达的质量、团队协作中的角色发挥、问题解决的能力和效果等，给予学生全面、具体的评价和反馈。教师评价注重肯定学生的努力和成绩，同时指出存在的问题和改进方向，为学生提供专业指导。

教学效果与反思的设计

1.教学效果评估

①学生综合素养提升：通过问卷调查、学生作品分析和课堂表现观察发现，学生在信息科技运用、语文写作、数学数据分析和科学探究等方面的能力均有显著提高。在语文写作方面，能够熟练运用互联网获取信息和整理信息，撰写的与种植相关的文章内容丰富、情感真挚、结构合理；在数学数据处理方面，能够准确制作图表并进行合理分析；对蔬菜生长原理的理解更加深入，科学探究能力得到培养。同时，团队协作能力、自主学习能力、创新思维和问题解决能力也在项目实施过程中得到有效锻炼。

②学习兴趣与态度转变：学生对跨学科融合教学模式表现出浓厚兴趣，参与度高。在项目实施过程中，学生积极主动地投入到各个环节，主动查阅资料、参与讨论、动手实践，课堂氛围活跃，学生对信息科技课程的态度发生积极转变，认识到信息技术在解决实际问题中的重要作用，同时，对自然科学、语文写作等学科的兴趣也有所提升。

2.教学反思与改进

①跨学科整合深度与广度优化：在项目实施过程中，虽然整合了信息科技、语文、数学、科学等学科知识，但仍存在整合不够深入和全面的问题。部分学科知识之间的联系不够紧密，存在表面化融合现象。例如，在语文写作中，部分学生未能将科学知识和种植实践中的细节充分融入文章，导致文章内容不够丰富。在未来教学中，应进一步加强学科教师之间的协作，深入挖掘学科知识之间的内在联系，设计更加紧密、有机的跨学科教学活动，使学生能够更好地理解和运用多学科知识解决实际问题。

②个性化教学支持不足：学生在学习能力、兴趣爱好和知识基础等方面存在个体差异，但在项目实施过程中，针对学生个性化需求的教学支持不够。部分学习能力较弱的学生在信息搜索、数据分析等任务中遇到困难，未能得到及时有效的指导。今后的教学应关注学生个体差异，采用分层教学、个别辅导等方式，为不同层次学生提供个性化学习支持，确保每个学生都能在跨学科项目中获得充分发展。例如，对于信息搜索能力较弱的学生，可以提供更详细的搜索指南和案例示范；对于数学基础较差的学生，在数据处理环节给予更多的指导和练习机会。

③教学资源与时间管理改进：跨学科项目教学需要丰富的教学资源支持，但在资源准备过程中，部分资源的质量和适用性有待提高。同时，项目实施时间较长，在教学进度安排上存在一定困难，部分环节时间紧张，导致学生对知识和技能的掌握不够扎实。未来应进一步优化教学资源的选择和整合，确保资源丰富、优质、实用；合理规划教学时间，制订详细的教学计划，明确各阶段任务和时间节点，确保项目实施过程有条不紊，确保学生有足够时间进行知识学习、实践操作和成果展示，提高教学质量和效果。