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本書系統(tǒng)探討了生成式AI在小學(xué)跨學(xué)科學(xué)習(xí)中的應(yīng)用與實踐。全書從時代背景切入，詳細闡釋了生成式AI的定義特點及其對學(xué)習(xí)方式的革新。核心內(nèi)容展示了生成式AI在智能教學(xué)、個性化學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)驅(qū)動決策等方面的優(yōu)勢，并提供了命題評價維度的創(chuàng)新框架。實踐部分呈現(xiàn)了10個學(xué)科融合案例，如"智繪山河"美術(shù)課和"未來之城"項目，同時剖析了數(shù)據(jù)質(zhì)量、風(fēng)險防范等挑戰(zhàn)。附錄包含師生操作手冊，形成完整的AI教育解決方案。全書理論結(jié)合實踐，為教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了系統(tǒng)化路徑。

前言

技術(shù)為槳，教育為舟

在跨學(xué)科浪潮中尋找教育創(chuàng)新的坐標

站在人工智能重塑人類認知邊界的今天,在我們寫下這段文字時, Chat-GPT 已能在一分鐘內(nèi)生成五十種教學(xué)方案, Midjourney 可以具象化所有學(xué)科知識圖譜,而全球每天有超過三千萬師生在使用生成式 AI 重構(gòu)課堂。但當我們走進現(xiàn)實的小學(xué)課堂,仍會看見孩子們面對傳統(tǒng)分科教材時的困惑眼神他們本能地用為什么天空是藍色將物理折射、大氣散射與色彩美學(xué)自發(fā)聯(lián)結(jié),卻被學(xué)科壁壘割裂為互不關(guān)聯(lián)的結(jié)論。這種割裂,正是我們提筆書寫這本書的出發(fā)點:當生成式 AI 突破知識生產(chǎn)的邊界,教育者該如何以技術(shù)為槳,重新發(fā)現(xiàn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的本質(zhì)?

一、技術(shù)之問: AI 不是魔法,而是教育的認知顯微鏡

本書拒絕將生成式 AI 包裝為顛覆課堂的神秘武器。通過本書所列教學(xué)案例,我們試圖揭示一個真相:生成式 AI 的真正價值,在于將教師從機械搬運知識的重負中解放,使其轉(zhuǎn)而成為學(xué)習(xí)場景的策展人、認知沖突的設(shè)計者、思維躍遷的引導(dǎo)者。當 AI 能瞬間生成五百個科學(xué)實驗方案時,教師的專業(yè)價值不再是提供標準答案,而是帶領(lǐng)學(xué)生辨析為什么方案三比方案七更適合我們的社區(qū)這正是跨學(xué)科素養(yǎng)培育的土壤。

二、范式之變:從學(xué)科拼盤到問題解決

傳統(tǒng)跨學(xué)科教學(xué)常陷入拼盤式困境:如語文課堂上講授《趙州橋》時加入數(shù)學(xué)測量,卻未觸及古代建筑中的力學(xué)智慧這一核心關(guān)聯(lián)。生成式 AI 的介入,使得以真實問題消除學(xué)科邊界成為可能。在校園垃圾處理 AI 工坊案例中,學(xué)生通過與大模型對話,自然整合垃圾分類算法 (數(shù)學(xué))、環(huán)保政策解讀 (語文)、微生物分解實驗 (科學(xué))等多個維度。這種學(xué)習(xí)不是簡單的知識疊加,而是通過技術(shù)構(gòu)建問題工具行動的系統(tǒng)性認知閉環(huán),讓核心素養(yǎng)在解決問題的過程中自然沉淀。

三、行動之書:寫給不甘成為AI 操作員的教育者

我們刻意弱化了技術(shù)參數(shù)的堆砌,因為相較于如何用 StableDiffusion生成教學(xué)圖片,更值得探究的是為什么這樣的圖像能激發(fā)學(xué)生對敦煌壁畫色彩背后的化學(xué)原理的追問。我們?yōu)榻處熢O(shè)計了三重行動框架。

工具重構(gòu)層:詳解如何用 AI 快速生成跨學(xué)科學(xué)習(xí)資源 (含提示詞使用方法解讀);認知激活層:收錄音樂與數(shù)學(xué)、環(huán)保與編程等學(xué)科融合案例,解析智能批改作文時如何捕捉思維躍遷信號以及如何利用 AI 生成錯誤答案作為思辨素材等深層策略;

教育哲學(xué)層:探討當 AI 能模擬蘇格拉底對話時,教師的不可替代價值何在,并包含關(guān)于人機協(xié)同倫理、素養(yǎng)導(dǎo)向評價的前瞻思考。

四、未來之思:在智能時代守護教育的人文本質(zhì)

本書特別呈現(xiàn)了人機協(xié)同的創(chuàng)造性實踐:教師不再是資源的唯一提供者,而是與學(xué)生、 AI 構(gòu)成創(chuàng)作共同體。書中介紹的設(shè)計未來之城項目,在實際操作過程中的研究數(shù)據(jù)表明,學(xué)生使用 AI 完成該項目時呈現(xiàn)以下特征:過度依賴 AI 工具的小組表現(xiàn)出方案設(shè)計的顯著同質(zhì)化傾向,而教師專業(yè)指導(dǎo)的小組則展現(xiàn)出更為突出的創(chuàng)造力水平。這提醒我們:生成式 AI 越是強大,教育者越需要成為人性化學(xué)習(xí)的守護神不是抵制技術(shù),而是要用技術(shù)放大人類獨有的共情力、批判力與創(chuàng)造力。正如某小學(xué)教師所言:AI 能寫出比學(xué)生更優(yōu)美的詩句,但它永遠無法替代孩子們觸摸春雨時眼里的光。

本書是江蘇省十四五教育科學(xué)規(guī)劃重點課題生成式 AI 共創(chuàng)下的小學(xué)跨學(xué)科學(xué)習(xí)樣態(tài)的實踐研究的研究成果之一,此刻翻開這本書的您,或許正在經(jīng)歷技術(shù)焦慮與教育理想的撕裂。但請相信,當您帶著 AI 如何讓我的學(xué)生提出更深刻的問題而非 AI 能替代我做什么的思考閱讀這本書時,您已踏上了教育創(chuàng)新的共生之路。讓我們共同見證:當生成式 AI 照進教育現(xiàn)場,技術(shù)終將成為那支讓童年好奇心自由生長的畫筆,在跨學(xué)科的蒼穹下,繪出我們從未想象過的教育圖景。

2025 年 3 月于江蘇常州

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