【一等奖初中信息科技AI赋能教学论文】生成式人工智能助力初中信息科技跨学科教学的应用研究——以苏科版“跨学科主题学习——丝绸之路”

生成式人工智能助力初中信息科技跨学科教学的应用研究

——以苏科版“跨学科主题学习——丝绸之路”为例

【摘要】：随着生成式人工智能技术的快速发展，其在教育领域的应用日益广泛，为跨学科教学提供了新的技术支撑与实践路径。文章以苏科版信息科技七年级下册“跨学科主题学习——丝绸之路”为例，通过构建“丝绸之路代言人网页制作”项目，探索了生成式人工智能在跨学科教学中的具体应用场景。研究结果表明，生成式人工智能不仅有效降低了技术门槛，提升了学生的信息素养与数字化能力，还促进了学生跨学科知识的整合与迁移。本研究为信息科技课程的跨学科教学提供了可复制的实践案例，具有一定的推广价值。

【关键词】：生成式人工智能；跨学科教学；丝绸之路；网页设计

《义务教育课程方案（2022年版）》提出，各门课程原则上至少要用10%的课时设计跨学科主题学习；《江苏省“十四五”教育信息化发展专项规划》也明确提出，要加强跨学科融合，不断深化新一代信息技术与教育教学的融合创新。然而在实际教学过程中，仍存在诸多亟待解决的问题，如跨学科资源融合困难、学生学习成果不突出、难以满足学生的个性化学习需求，以及信息科技课代码教学门槛较高等，导致部分学生缺乏学习兴趣。生成式人工智能作为当前人工智能技术的重要发展方向，具备强大的文本生成、图像处理与多模态数据整合能力，为教育创新提供了新的可能。基于此，本研究以“丝绸之路代言人网页制作”为实践案例，通过双主线驱动——技术线（生成式人工智能工具应用：生成修正评估）与文化线（丝绸之路历史逻辑：起源路线影响），探索了信息科技与多学科深度融合教学的有效性。

生成式人工智能涉及自然语言处理、机器学习、深度学习和代码生成等领域的技术，通过这些技术的协同作用，生成式人工智能可有效理解用户需求，并将其转换为文本、图像、视频、音乐和软件代码。例如，学生输入“生成响应式丝绸之路主题HTML页面”的提示词后，可快速获得HTML网页原型，生成式人工智能会结合预定义的网页模板进行内容填充和结构优化，使生成的网页更具实用性和美观性。此外，生成式人工智能还能生成敦煌壁画修复图、商队路线矢量图等跨学科素材，有效解决历史资料收集困难的问题。

生成式人工智能具备多模态数据处理与动态知识整合能力，能精准匹配跨学科教学需求，依托重组整合的多学科数据库实现个性化学习资源定制。例如，在本单元学习中，学生不仅要掌握HTML语言的基本语法，还需结合历史人物故事、地理路线坐标以及艺术色彩搭配等跨学科知识，通过智能搜索获取相关学科资源。这种跨学科融合不仅有助于激发学生跨学科学习的兴趣与主动性，还能帮助学生构建多维度的知识体系，实现知识的系统化整合。

学习是一个主动建构知识的过程，生成式人工智能作为“认知伙伴”，可有效支持学生的自主学习与深度探究：学生通过与AI助手互动，获取个性化学习建议与任务指导，逐步从模仿走向自主设计。例如，在查询“张骞通西域”路线时，生成式人工智能会根据学生的阅读水平生成相应难度的内容，帮助其更好地理解历史背景与地理知识，实现因材施教。

本研究以“跨学科主题学习——丝绸之路”为主题，围绕“丝绸之路中的历史人物——AI网页设计”展开教学实践。该项目以信息科技能力为主线，将历史、语文、地理、艺术等跨学科知识自然嵌入任务流程（如图1），以生成式人工智能为辅，结合丝绸之路文化，通过跨学科教学让学生在掌握HTML基础知识的同时，深入了解丝绸之路的历史文化，并运用所学知识制作“丝绸之路代言人”网页，旨在培养学生的问题解决能力和数字素养，在作品的制作和评价中引导学生感受丝绸之路的文化背景和历史变迁。

学情分析方面，学生对丝绸之路的历史知识已具备初步的认知和知识储备，并基本掌握HTML语言的框架，熟悉常用标记的使用规则，能将TXT文档另存在指定位置并将后缀名设置为html文件，但对于学生来说，将以上技能与网页制作相结合仍具有一定的挑战性。基于此，笔者在情境创设、活动探究、网页制作、作品评价等教学环节引入了生成式人工智能，降低了独自制作网页的技术难度，辅助学生在有限的时间内完成了“丝绸之路代言人”的网页制作。在此过程中，学生无需编写复杂的代码，而是专注于内容创作和创意表达，便可提升综合解决问题的能力，培养数字素养与信息技能。

课前准备方面，笔者做了以下工作：①利用“豆包”AI提前制作融合语音的“张骞”动态数字人，其在课堂中主要扮演助教的角色，负责和学生进行跨时空对话，引导学生完成课堂任务，深化学生对丝绸之路人物的情感认同，营造贴合学情的交互式学习环境；②利用生成式人工智能制作资源包，利用其强大的资源整合能力提前查找并制作丝绸之路人物的图片、地图标注点，并将其作为课堂辅助资源，避免学生耗费大量的时间收集资料；③根据教学目标，利用生成式人工智能制作如表1所示的评价量表，让学生从四个维度对作品进行互评。

图1跨学科融合学习流程图

表1

[情境浸润·驼铃启程]

（播放《丝路之旅》视频片段）教师导入：“千年丝路，除了巍峨的高山与一望无际的沙漠，更留下了流传千年的传奇故事和一个个历史人物。张骞作为开拓者被大家熟知，但还有很多人物被淡忘，让我们跟随助教张骞老师走进丝绸之路的数字世界，利用人工智能技术快速制作人物网页，回望丝绸之路，了解丝绸之路的时代背景与历史变迁。”

在此过程中，生成式人工智能扮演助教的角色，通过虚拟人物形象和语音对话陪伴创设沉浸式场景，增强学生文化认同感，避免历史叙事疏离，有效激发了学生的学习兴趣。

[探究活动·时空解码]

小组长抽取“文物碎片卡”，如班超的铜弩机、粟特人的银壶，结合AI助手（文心一言）在问卷中完善丝绸之路人物、历史故事和路线的填写。张骞数字人：“在展示的人物中，小组成员需选择其中一人制作独特的丝绸之路代言人主题宣传网页，你会选择丝绸之路开拓者张骞还是推动东西方文化交流的先行者马可·波罗呢？”学生先借助AI助手搜集相关的历史资料，并选择一位历史人物进行深度探究，接着校对AI信息，整理归纳相关的图片和文字，为网页制作做准备。在此过程中，生成式人工智能作为辅助者，帮助学生搜索回顾丝绸之路历史知识，发挥信息搜索和跨学科知识整合的功能，为学生提供了丰富的创意起点。

[AI赋能·网页建构]