在跨學科主題學習中培養小學生人工智能使用能力——以“我的旅行我做主”主題學習活動為例

近幾年，教育部從課程標準到使用指南密集出臺了多個政策文件，旨在加強中小學人工智能教育。本期專題集合了科技教育專家與多位一線教師的思考與實踐，以期共同促進人工智能在教育領域的應用，為發展學生核心素養貢獻智慧。

文_富爽1　趙麗佳2

（1. 北京市朝陽區垂楊柳中心小學金都分校；2. 北京市朝陽區教育科學研究院）

摘要：本文以“我的旅行我做主”跨學科主題學習為例，探索在跨學科情境中培養小學生人工智能使用能力的可行路徑。研究提出了“三階遞進”培養路徑，以培養學生的人工智能工具操作能力、與人工智能有效對話的表達能力，以及信息篩選與批判思維能力。教學實踐表明，該路徑能有效幫助學生實現從“不會問”到“會提問”、從“全盤接受”到“批判篩選”、從“被動使用”到“主動主導”的能力躍遷。

關鍵詞：跨學科主題學習　人工智能素養　人工智能賦能

當前，人工智能賦能教育和“人工智能＋教育”已成為教育工作者無法回避、必須面對的深刻沖擊與嚴峻挑戰。《中小學人工智能通識教育指南（2025年版）》明確提出構建分層遞進的人工智能教育體系，旨在培養學生適應智能社會的核心素養。這一時代需求要求小學生不僅要掌握學科知識，更需具備與智能工具協同工作的能力、批判性篩選信息的素養，以及在人機協作中保持主體意識的品質。《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》亦將人工智能素養作為課程實施的六條邏輯主線之一，著重培養學生的信息意識、計算思維、數字化學習與創新、信息社會責任四個方面核心素養，為學生適應智能時代奠定基礎。

為何要在跨學科主題學習中培養小學生人工智能使用能力

在單一學科模式下的實際教學過程中培養人工智能使用能力會遭遇諸多困境。其一，小學信息科技課程的課時相對有限，在完成基礎教學任務的同時，難以系統地開展人工智能教育。其二，人工智能本身具備多學科交叉融合的特性，然而在分科教學中，它容易被簡化為工具操作訓練，學生難以理解其在真實問題情境中的綜合應用價值。其三，人工智能的賦能優勢在于處理復雜問題、整合多源信息，而單一學科的問題往往過于簡單，無法充分發揮人工智能的作用。這些困境在學生層面體現為典型的使用障礙，如表述不清晰致使無法與人工智能進行有效對話；缺乏篩選意識，全盤接受人工智能生成的內容；不懂得追問，使用僅停留在表面；主體意識薄弱，容易被人工智能“牽著走”。這些問題表明，單純的技術操作訓練難以培育真正的人工智能素養。

要突破上述困境，需回歸人工智能素養培養的本質要求，這是一種跨學科、綜合性、實踐性的素養。從素養構成角度而言，人工智能素養涵蓋知識、技能、思維、態度、倫理等多個維度，涉及數學、計算機科學、語言表達、批判思維、社會責任等多個學科領域，天然需要多學科協同培養。從使用本質看，人工智能是服務于真實問題解決的工具，而真實問題幾乎都需要綜合運用多學科知識，跨學科主題學習正是以真實問題為驅動，與人工智能應用場景高度適配。從學習理論角度分析，人機協同學習強調在具體任務情境中進行協作探究，跨學科主題提供了這種真實、復雜、開放的情境，可以讓學生在“做中學”的過程中自然提升人工智能使用能力。

跨學科主題學習的特點及其與人工智能能力培養的契合點

跨學科主題學習是以真實問題為導向，要求學生綜合運用多學科知識與技能開展探究和實踐的教學模式。它與人工智能能力培養存在深層次的契合關系，這種契合既是本研究選擇跨學科主題作為培養載體的邏輯依據，也是實現有效培養的方法論基石。

第一，真實問題情境與人工智能應用場景高度契合　跨學科主題學習注重在真實情境中解決問題，為學生營造了運用人工智能工具的自然場景。與傳統教學中單純為學習技術而使用技術不同，在跨學科主題里，學生是為完成真實任務而運用人工智能。例如，在“我的旅行我做主”項目中，學生需借助人工智能收集旅行信息、規劃行程路線、編制旅行預算，這種“做中學”的方式更能激發學習動力，也更有利于促進知識的遷移應用。

第二，多學科知識整合與人工智能跨學科特性深度匹配　人工智能技術本就是多學科交叉融合的成果，其發展與應用天然具有跨學科屬性。在跨學科主題中，以旅行規劃為例，學生需綜合運用信息科技提供人工智能工具的操作方法，運用數學提供數據整理和預算的支持，運用語文提供方案表達和匯報的能力。人工智能在這一過程中成為整合多學科知識的“催化劑”和“助推器”。有研究者提出，生成式人工智能賦能跨學科主題學習的內在機制可概括為技術層、應用層與目標層的三層結構，通過技術支撐和應用服務，最終實現學生跨學科知識建構與核心素養發展。

第三，學生主體地位與人類主導意識相互強化　在跨學科主題學習過程中，人工智能始終作為輔助工具，學生需不斷判斷何時使用人工智能、如何使用人工智能，以及怎樣處理人工智能生成的內容。這種主體地位的強化，有助于培養學生“讓人工智能為我所用”而非“被人工智能牽著走”的意識和能力。這與當前教育界對人工智能使用的基本立場高度契合，即確保人始終處于主體地位，掌控人工智能而非被其主宰。

第四，協作探究過程與人機協同理念內在統一　當人工智能工具介入后，協作關系從“生生協作”擴展為“師—生—機”多主體協作。學生在項目中既要與同伴合作，也要與人工智能協同，如向人工智能提問、討論人工智能反饋、將人工智能輸出融入小組方案等。這種人機協同的探究過程，正是智能時代的教育核心，而非簡單的技術累加，教師與智能體、學生與智能體的雙向協同將成為培養學生解決現實世界問題能力的關鍵。

“我的旅行我做主”跨學科主題學習活動教學設計

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活動概述

“我的旅行我做主”是一項面向小學5年級學生的跨學科主題學習活動，以“設計一份合理的家庭旅行方案”為核心驅動問題，整合信息科技、數學、語文3個學科。信息科技學科主要負責人工智能工具的認識與使用，數學學科負責行程數據整理與預算，語文學科負責需求訪談、方案撰寫與匯報展示。項目實施周期為4課時，歷時4周，采用集中授課與課外探究相結合的方式，讓學生在真實任務驅動中經歷完整的學習過程。圖1為該跨學科主題學習活動的計劃安排。

圖1　“我的旅行我做主”跨學科主題學習活動計劃

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活動教學目標設計

● 知識目標　理解人工智能工具原理與能力邊界，掌握使用時機；掌握數據整理方法、預算步驟與要素，認識統計圖表意義；了解訪談技巧，掌握方案撰寫結構；熟練操作“WPS靈犀”人工智能助手的基本功能，理解人工智能對話交互邏輯，通過多輪對話獲取精準信息。

● 能力目標　運用信息技術輔助旅行信息搜集整理，與人工智能工具配合；對價格數據分類匯總，制作預算表，計算費用，用圖表展示支出構成；通過訪談獲取家人需求，撰寫旅行方案并匯報展示；將模糊旅行想法轉化為明確指令，通過追問優化結果；識別人工智能生成內容錯誤并修正。

● 情感目標　樹立信息責任意識，保護個人信息；培養嚴謹的科學態度，體會數學的應用價值；學會傾聽尊重他人意見，提升溝通協作素養；強化主體意識，保持人在人機協作中的主導地位；了解人工智能倫理規范，養成負責任地使用技術的習慣。

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活動整體流程

按照“需求分析—方案設計—優化展示—反思評價”的邏輯順序，“我的旅行我做主”跨學科主題學習活動分為如下4個階段實施。

第1階段：旅行需求分析與信息收集（語文、信息科技）　學生以小組為單位，通過訪談了解家庭成員的旅行需求，整理成需求清單；在教師指導下初次接觸“WPS靈犀”人工智能助手，學習基本操作方法，并嘗試向人工智能提問收集目的地相關信息。本階段旨在讓學生初步感知人工智能工具，同時完成旅行規劃的前期準備。

第2階段：人工智能輔助行程規劃與數據整理（信息科技、數學）　學生基于需求清單向人工智能提出行程規劃請求，獲取初步方案后，提取關鍵信息（如景點、時間、交通、門票等）整理成數據表格，并運用數學知識進行預算。教師引導學生比較不同提問指令下生成方案的差異，初步體會精準提問的重要性。

第3階段：方案優化與成果展示（語文、信息科技）　學生對初步方案進行審視評估，發現其中可能存在的問題，通過追問向人工智能尋求優化建議，綜合人工智能輸出與自主思考形成最終方案；運用語文寫作技能撰寫完整的旅行計劃書，并準備匯報展示材料進行小組推介。

第4階段：反思評價與倫理探討（信息科技）　學生回顧項目過程中的人工智能使用表現，對比人工智能生成方案與最終方案的差異，分析人工智能的貢獻與局限；參與班級討論，探討人工智能使用中的倫理問題，如“離譜推薦”的產生原因、隱私信息保護、原創性維護等，填寫項目反思單，總結學習收獲。

人工智能使用能力的“三階遞進”培養路徑

基于小學生的認知發展規律，5年級學生（約10～11歲）正處于具體運算階段向形式運算階段過渡的關鍵期，“我的旅行我做主”跨學科主題學習活動設計了“感知與操作—表達與對話—判斷與反思”三階遞進的培養路徑。

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第一階：感知與操作——讓人工智能“可見可用”

學生在教師引導下打開“WPS靈犀”人工智能助手，觀察界面布局，嘗試輸入簡單指令，以小組合作方式探索人工智能的各項功能，完成“人工智能探秘”學習單。教師采用示范操作與小組合作探究相結合的策略，通過大屏幕演示基本操作方法，安排“操作小能手”擔任組長帶領組員互幫互學，設計“人工智能探秘闖關”游戲激發參與熱情。本階段能力指向人工智能工具的基本操作能力，這是后續深度應用的基礎。

02

第二階：表達與對話——讓人工智能“聽懂我的話”

學生基于項目任務向人工智能提出旅行規劃需求，比較初次生成方案與預期的差距，反思提問存在的問題，嘗試調整指令補充更多背景信息，通過追問不斷優化結果，記錄“提問日志”。教師采用對比示范策略，分別演示模糊指令與精準指令的效果差異，讓學生直觀感受提問質量的影響；運用追問引導策略，啟發學生思考“還可以補充什么信息？”“可以從哪些角度追問？”；組織“提問診所”活動，讓小組間互相診斷提問質量。本階段能力指向為與人工智能有效對話的表達能力，包括提示詞設計、追問優化等具體技能。

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第三階：判斷與反思——讓人工智能“為我所用”

學生審視人工智能生成的旅行方案，識別其中可能存在的“離譜推薦”，運用已有知識和經驗判斷其合理性與可信度，在多個方案中比較、擇優；參與小組討論分享自己的發現和處理方式，反思是否保持了主導意識。教師通過引導質疑，有意識地呈現人工智能的“離譜推薦”，引發學生思考；組織方案評審會，開展小組互評；反復強調“人工智能是工具，人才是主人”的理念；在討論中自然滲透人工智能倫理教育。本階段能力指向為信息篩選能力、批判性思維和人工智能倫理意識，這是人工智能素養的核心組成部分。

活動實施中的關鍵策略

為確保“三階遞進”路徑的有效落地，“我的旅行我做主”跨學科主題學習活動在實施中采用了5項關鍵策略。

任務驅動　以“家庭旅行規劃”真實任務貫穿始終，賦予學生“家庭旅行規劃師”角色身份，設計真實約束條件（如時間、預算、家庭成員偏好等），明確最終成果是一份可實際使用的旅行方案，讓學生在“用中學”中激發內在動機。

師—生—機協作　在活動實施過程中，教師、學生與人工智能形成新型三元互動關系。教師不再是唯一的知識權威，而是學習活動的設計者、協作過程的引導者和思維發展的促進者。人負責提出需求、判斷價值、作出決策，人工智能負責提供信息、拓展思路、減輕重復勞動。通過這一過程，學生逐步建立起“人主導、人工智能輔助”的協作意識。

腳手架搭建　設計系列學習單引導學生聚焦核心問題，包括第一階的“人工智能探秘”學習單、第二階的“提問日志”、第三階的“方案評審”“項目反思”學習單等。學習單既提供思維框架，又留有自主思考空間，教師通過批閱能夠及時了解學情。

教學評價　活動采用過程性評價與終結性評價相結合的方式全面衡量學生在知識、能力與情感維度的發展。教學評價采用過程性與終結性相結合的方式，突出對人工智能應用效果的全過程評估。過程性評價依托“人工智能探秘”“提問日志”等學習單及課堂觀察，重點考查提問質量（指令是否清晰具體）、信息篩選能力（識別并修正人工智能錯誤）、協作深度（多輪追問優化結果）、倫理意識（隱私保護與審慎態度）等。終結性評價聚焦旅行方案及匯報，考查人工智能貢獻度（人工智能輔助是否提升方案質量）、人機協同痕跡（能否清晰第說明人機分工與篩選理由）、技術整合效果（人工智能信息與人工調研是否有機融合）等。評價采用多元主體參與的方式，學生自評反思人機協作經驗，小組互評借鑒人工智能使用技巧，家長作為“客戶”反饋感受。評價結果以等級與評語的方式呈現，突出學生在人工智能應用中的具體亮點與進步。

倫理滲透　利用成果展示的機會自然引出倫理討論，如方案雷同時討論原創性、輸入信息時提醒隱私保護、發現“離譜推薦”時追溯人工智能的局限性、成果署名時強化人類主導意識等，讓倫理教育從外部灌輸變為內生建構。

活動實施效果與反思

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學生對核心知識的理解顯著提升

“我的旅行我做主”跨學科主題學習活動實施后，學生在人工智能使用能力上呈現明顯的3個轉變，從“不會問”到“會提問”，掌握了提供背景信息、明確輸出格式、追問優化等提問技巧；從“全盤接受”到“批判篩選”，能夠主動質疑人工智能推薦，運用已有知識進行檢驗；從“被動使用”到“主動主導”，建立了“人工智能是工具，人才是主人”的主體意識。

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學生的核心素養顯著提升

信息科技學科　學生掌握了人工智能工具的操作方法，學會了有效對話技巧，能夠初步篩選評估人工智能內容、理解人機協同的基本理念。

數學學科　學生學會了數據整理與預算方法，能夠運用數學概念分析和優化行程方案。

語文學科　學生通過訪談鍛煉了口語交際，通過撰寫計劃書提升了書面表達，通過匯報展示鍛煉了口頭表達和演講能力。

結論與建議

本研究以“我的旅行我做主”跨學科主題學習活動為載體，探索了在小學階段通過跨學科主題學習培養學生人工智能使用能力的可行路徑，主要結論如下。

01

第一，跨學科主題學習是培養小學生人工智能使用能力的有效載體

人工智能素養的培養具有跨學科屬性，涉及技術操作、語言表達、數學思維、倫理判斷等多維能力的培養，難以在單一學科教學中得到系統發展。跨學科主題學習以真實問題為驅動，為學生創設了運用人工智能工具的自然場景，讓學生在解決實際問題過程中綜合運用多學科知識和方法，實現人工智能使用能力的整合發展。本案例中的家庭旅行規劃任務，讓學生在信息科技課學習人工智能操作，在數學課進行數據整理與預算，在語文課撰寫方案并進行匯報展示，各學科在項目中各司其職、協同育人，有效促進了學生人工智能使用能力的提升。實踐證明，跨學科主題能夠突破單一學科教學中課時有限、情境割裂、人工智能賦能優勢難以發揮等困境，為人工智能素養培養提供理想載體。

02

第二，“三階遞進”培養路徑具有可操作性與推廣價值

本研究提出的“感知與操作—表達與對話—判斷與反思”三階遞進路徑，遵循小學生的認知發展規律和人工智能使用能力的形成特點。第一階通過示范操作和小組探究，讓學生建立對人工智能工具的基本操作能力，解決“會不會用”的基礎問題；第二階通過對比示范和追問引導，培養學生與人工智能有效對話的表達能力，解決“用得好不好”的關鍵問題；第三階通過引導質疑和組織互評，發展學生的信息篩選能力、批判性思維和人工智能倫理意識，解決“用對了沒有”的升華問題。三階層層深入、螺旋上升，既有明確的能力指向，又有具體的教學策略支撐，形成了完整的培養體系。

03

第三，信息科技課程在學生人工智能素養培養中發揮核心作用

在跨學科主題學習活動中，信息科技學科承擔著“工具與方法提供者”的核心角色，一方面將人工智能工具的基本原理和操作方法講解給學生，幫助學生建立對人工智能的正確認知；另一方面負責設計人工智能使用能力的分層目標，并在活動過程中提供持續的技術指導和方法支持。本研究中的“WPS靈犀”人工智能助手教學、提問策略指導、倫理問題探討等核心內容，均由信息科技課程承擔。同時，信息科技學科還發揮著“穿針引線”的作用，將數學學科的數據處理、語文學科的表達交流有機整合到人工智能使用能力的培養過程中。可以說，沒有信息科技學科的核心支撐，跨學科主題學習中的人工智能能力培養就會失去根基。

參考文獻

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來源 | 《中國科技教育》2026-2

編輯 | 張雨晴

審校 | 孟想、若惜