【一等奖初中信息科技AI赋能教学论文】生成式AI赋能初中信息科技跨学科主题学习的策略探索——以“丝绸之路”单元教学为例

生成式AI赋能初中信息科技跨学科主题学习的策略探索

——以“丝绸之路”单元教学为例

[摘要]生成式AI以其知识整合高效、素材生成灵活、反馈精准个性、学习过程可追踪的特点，为初中信息科技跨学科主题学习注入“源头活水”。从教学资源适配、学习过程赋能、多维度评价构建、教师角色定位四方面，探索生成式AI在初中信息科技跨学科主题学习中的具体应用策略，以期通过技术与教学的深度融合，有效发展学生的跨学科整合能力，提升其综合素质与创新思维，助力初中信息科技跨学科育人目标落地，推动学生核心素养培育。

[关键词] 生成式AI；初中信息科技；跨学科主题学习；实施策略

在数字化教育深入推进的背景下，初中信息科技课程作为培养学生数字素养与创新能力的重要载体，面临着教学模式转型与育人效能提升的新需求[1]。当前，该课程在跨学科主题学习中，常存在知识点孤立、情境素材适配难、反馈不精准、评价维度单一等问题，制约学生综合能力发展。生成式AI凭借知识整合、素材生成、个性反馈等优势，为破解这些难题提供新路径。本文以苏科版七年级下册第七单元“丝绸之路”教学为例，探索生成式AI赋能初中信息科技跨学科主题学习的实施策略。

初中信息科技跨学科主题学习中，各学科知识点常呈孤立和分散状态，导致学生难以构建系统认知。生成式AI知识图谱可依托算法整合信息科技与其他学科核心内容，清晰呈现知识点间的逻辑关联与层级结构，帮助师生快速把握跨学科知识网络，破除学科壁垒，为跨学科主题学习的有序开展奠定扎实的认知基础。

在“丝绸之路”单元教学中，教材围绕信息科技跨学科目标，安排了四类核心学习内容：一是历史关联内容，含张骞出使史实、汉至元代丝路贸易路线演变、驿站分布与商贸政策；二是地理辅助内容，涵盖陆上丝路地形、海上丝路航线与季风影响及沿线气候物产；三是文学补充内容，选取《使至塞上》《大唐西域记》等感知丝路文化；四是信息科技核心技能，包括丝路贸易数据收集分类、柱状图与折线图制作及可视化报告整合。但这些内容在学生学习中易“孤立化”：掌握“汉代以陆上丝路为主”，却不关联地理中“海上航行技术有限、陆上绿洲可补给”的原因；理解“海上丝路受季风影响”，却不结合历史中“唐宋造船技术推动海上丝路兴盛”；赏析“大漠孤烟”场景，难串联历史“边塞贸易”与地理“温带大陆性气候”；更不会用信息科技技能结合历史数据与地理信息制作图表。各部分内容构成“独立模块”，无法形成以信息科技为纽带的整合认知，背离教材跨学科设计初衷。

生成式AI知识图谱能有效破解这一问题，将教材中的孤立内容转化为关联网络。教师可先引导学生梳理教材中的四类核心内容，把历史的“贸易路线变迁”、地理的“自然环境影响”、文学的“丝路场景记载”、信息科技的“数据可视化方法”分类整理后输入AI，AI会依托算法自动挖掘教材内容间的内在逻辑。后续教学中，教师可借助AI生成的可视化图谱，让学生顺着“历史史实地理影响文学呈现科技表达”的逻辑链，重新理解教材内容。比如让学生基于图谱，用信息科技技能将教材中的历史贸易数据与地理环境信息结合，制作可视化图表，在实践中体会教材各部分内容的关联价值。这样一来，教材中原本孤立的学习内容被有效串联，学生不仅能掌握单个知识点，更能形成系统的跨学科认知，真正落实教材设计“丝绸之路”单元的跨学科学习目标。

传统跨学科情境素材设计耗时费力，且难以适配学生差异化认知水平，影响学习效果。生成式AI能依据教学目标与学生能力基准，高效生成多元且具梯度的情境素材，据此设计不同难度层级的学习任务，确保各层次学生都能在适配的任务中参与跨学科实践，逐步提升知识应用与整合能力。

在“丝绸之路”单元教学中，教师须以“通过信息科技整合历史、地理、文学知识，理解丝路文化交流与贸易往来意义”为核心目标，先结合课后习题作答情况与课堂提问反馈，梳理出学生在核心知识点掌握上的差异，将认知水平划分为基础、中等、进阶三个层次，再借助生成式AI围绕单元核心内容生成素材与任务，确保教学始终贴合既定框架。

针对基础层学生，考虑到他们对关键路线、核心物产等基础内容的掌握仍须强化，教师指导AI提取单元示意图的核心信息，生成简化版“汉代陆上丝路路线图”——仅标注长安、敦煌、楼兰等关键节点，同步附上丝绸、皮毛等对应物产，再搭配《汉书》中“自敦煌西至盐泽，往往起亭”的简短史料。同时，教师与AI依据基础能力要求设计任务“制作‘驿站—物产’对应表”，学生只须从素材中提取核心知识点，用基础表格工具整合。过程中，教师结合单元例题，实时解答“表格数据对应单元哪部分内容”等疑问，帮助学生夯实知识基础。

针对中等水平学生，教师让AI围绕“唐代陆海丝路对比”这一单元重点，生成融合多元素的素材：标注广州等贸易港口与沙漠等地形差异的对比图，搭配《新唐书》贸易记载、白居易丝路相关诗句。教师依据单元能力要求设计任务“结合核心知识，分析地理环境对唐代陆海丝路贸易商品的影响，用柱状图对比主要商品种类”，并引导学生对照单元内容思考“哪部分说明沙漠气候对商品运输的影响”，深化其对知识点的融合理解。

针对进阶水平学生，教师指导AI聚焦“宋元丝路贸易变迁”这一单元重难点，生成整合关键信息的素材，包括：宋元造船技术改进描述、季风对航海影响的图表解读、《马可·波罗行纪》中泉州港记载。教师结合单元拓展要求，与AI设计任务“依据核心知识点，制作宋元丝路贸易变迁原因分析可视化报告”，要求学生整合地理、历史、文学知识；教师引导学生回归单元内容，用原文支撑探究结论，避免脱离框架的过度拓展。

整个过程中，生成式AI始终以单元核心知识点为核心生成素材，教师则通过锚定教学目标、把控素材与单元内容的关联性，让教学不偏离核心框架，同时高效解决了传统素材“适配难、耗时久”的问题，确保各层次学生都能在贴合单元要求的实践中提升跨学科能力。

跨学科学习涉及多领域知识，教师难以针对每名学生的知识漏洞、思维偏差提供即时且精准的反馈，成为教学实施的关键难点。生成式AI可实时追踪学生任务完成过程，通过分析学习行为与结果，定位问题核心，生成个性化修正建议，有效弥补教师反馈在时效性与针对性上的不足。

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