基于“实教育”框架下的人工智能与多学科融合教学模式实践与探索

内容摘要:本文围绕“实教育”框架,探讨多学科融合教学模式在“双减”政策下的实践与探索。本文通过结合潮州市湘桥区实验学校的“实教育”理论和教学实践案例,阐述了在培养学生人工智能的应用能力、动手能力、创新思维、解决实际问题能力等方面的积极作用。“实教育”教学模式的跨学科一体化教学,通过近几年的实践,可以有效地促进本校学生综合素养的提高,为全区教育教学改革提供有益的参考。

关键词：“实教育”；跨学科融合；人工智能；教学实践

一、“实教育”教学模式提出的背景

2024年全国教育工作会议提出全面贯彻党的教育方针,培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。同时，国家教育部强调,培养学生的数字素养和创新能力,应在基础教育阶段加强信息科技教育，可见人工智能已经成为数字时代推动社会发展的一支中坚力量。在这样的背景下,构建和应用小学课程教育体系的研究,就成为教育改革的一个重要课题。该研究旨在探索构建符合“实教育”理念的教学模式,通过人工智能与多学科的深度融合,寻求与新时期教育变革相适应的有效路径。

二、“实教育”理念的内涵与价值

“实教育”提出：致力于推动每一位受教育者获得实质性成长的爱心事业。立足现实教育对象,从实际环境条件出发,用切实可行的方法和手段,真心实意、务求实效的教育过程。这一理念为跨学科融合教学提供了明确的指导方向,强调教育要以学生的实际需求为中心,用科学合理的方法来保证教育的有效性。“实教育”理念强调教育的实践性、创新性和实效性,注重学生动手能力、创新思维、实践能力和解决实际问题的培养。这一理念的核心在于推动每一位受教育者获得实质性的成长,关注学生的全面发展,最终实现“立心立志追光逐美激扬理想，育德育能求真励学报国兴邦”的教育宣言。

跨学科融合教学在“实教育”的框架下,不仅是学科知识的有效融合,更是为学生综合素养的整体提升提供新途径。学生通过跨学科的教学实践,在真实的情境中学习并解决实际问题,达到知识与能力的协调发展。这种符合新时期教育改革要求的教学模式,可以有效地促进学生综合素养的提高,为学生提供适应数字化社会的实践经验,适应未来的创新发展。

三、依托人工智能的跨学科融合教学模式实践

人工智能与多学科融合的教学模式随着教育信息化的推进而逐渐被重视。在国际上,STEM教育理念已在中小学教育中得到广泛应用,多个国家和地区都开展了人工智能与多学科融合的教学实践。国内跨学科整合尚在摸索阶段，潮州教育与发达地区相比仍有差距。探索人工智能与其他学科相融合的地区的教学模式,意义重大。

本研究以潮州市湘桥区实验学校为实践基地，围绕“实教育”理念，探索人工智能与语文、数学、思政、科学等学科的融合教学。具体实践内容如下：

1. 语文教学中的跨学科融合

本校王坚娟老师的《童年的水墨画》将诗中的情景转化为充满活力的水墨画,运用AI绘画和动漫技术,从视觉上引导学生感知语言文字的意境之美。让学生通过AI虚拟连线诗人,与作者进行“面对面”的沟通,激发了学生学习的兴趣。整节课以预学、共学、延学为依托,分层推进,课内外诗文联动教学,配合AI朗读辅导,达到科技与人文的交融。这种以学生为本,从实际出发,运用人工智能技术手段的教学模式,体现了“以实育人”的思想。

2. 数学教学中的跨学科融合

本校郑学坚老师主讲的《最大公因数》一课,紧扣核心概念,通过情景创设、协作探究、技术集成等多维度策略,对重难点进行有效突破。把数学知识借助人工智能,变成灵动的小视频,变成身临其境的游戏场景,让抽象的数学概念鲜活起来,触手可及,让学生深刻理解数学的概念,并在“玩”中得到应用。这种教学模式从学生的实际需要出发,结合人工智能的技术手段，有效而有趣地完成教学内容，充分体现“实教育”理念教育过程的实效性。

3. 思政教学中的跨学科融合

跨学科融合成为学校思政教学中促进教育创新的重要途径。学校构建了思政、劳动教育相结合,与学科课程相结合的全方位教育体系。学校在思政教学中融入了劳动教育,让学生在劳动中通过实践活动感悟到思政教育的重要意义。学校开辟了“劳美小当家”劳动基地,结合人工智能育种系统,为劳动基地设计了一套育种方案,学生们再在菜地里结合人工智能育种系统进行播种、施肥、采摘,并写出观察日记,最终完成种植报告。这一过程在培养学生劳动技能的同时,也让学生通过劳动与人工智能的结合实践,在生产中体会到劳动的价值和科学技术的意义,进而提升学生参与劳动的成就感和社会的责任感。学校还通过丰富多彩的活动,把思政教育贯穿于校园生活的各个环节,进一步引导学生树立正确的价值观。开展了“红色课本剧展演”、“红色基地研修”、“非遗进校园”等活动,让学生在身临其境的体验中,在思想上受到教育。这种以现实教育为依托的教学模式,通过实践活动,既丰富了学生的校园生活,又增强了学生的爱国情感,增强了学生的责任意识。

4. 科学教学中的跨学科融合

在一次科学活动中,科学老师以生态保护为主题,发起了“保护母亲河——韩江”项目,通过AI模拟工具,模拟气候、人为和环境，为学生讲解韩江可能发生的生态平衡。通过带学生到韩江意溪湿地公园进行实地考察的方式,让学生在感受保护生态重要性的同时,开展环保公益活动。活动邀请语文教师参与，并指导学生撰写活动的调查报告,而美术教师结合活动指导学生设计活动环保宣传画,思政课教师则引导学生能过本次活动，对在本次活动中体现出来的道德、法治、公民责任等问题进行讨论。这种跨学科教学真正整合了不同学科的知识体系，充分点燃了学生解决真实问题的使命感与荣誉感，体现了“实教育”理念中“立足现实教育对象,从实际环境条件出发,用切实可行的方法和手段,真心实意、务求实效的教育过程”的核心要求。

四、实践效果与未来展望

(一)实际效果

1. 学生综合素质的提高:人工智能应用能力、创新思维和解决实际问题的能力,通过跨学科的融合教学,学生的综合素养有了明显的提高。在“劳美小当家”活动中,学生们通过多学科知识和AI工具的综合运用,创作了劳动基地的种植方案，并根据种植系统进行劳作，在劳作过过程中能对照人工智能与现实的差别，适时进行调整，最终完成种植任务，并积累人工智能使用和劳动经验，实现个人综合素养和动手能力的进一步提升。

2. 创新教学模式:跨学科一体化教学,以“实教育”理念为基础,打破传统教学的学科界限,实现知识与能力的协调发展。在语文、数学教学中,抽象知识借助人工智能技术转化为生动活泼的情景,教学效果得到提升。同时学校通过开展劳动基地、“一级一非遗”、“一班一特色”等活动,打造多元走班课程,促进不同学科之间的融合，进一步丰富“实教育”教学模式。

3. 学校办学特色凸显:学校通过教学的跨学科融合,品牌、品质和地域辐射力的提升,形成了独特的办学风格。学校通过开展“AI赋能慧课堂”、“非遗文化传承”、“劳美小当家”等特色活动,形成了具有本校自身特色的跨学科“三实融合”课程。

(二)对未来的展望

跨学科的一体化教学,对教师的职业要求更高。学校将在“实教育”的框架下，引导老师们掌握跨学科教学的理论和实践方法,通过组织教师参加跨学科教学研讨会、名师工作坊和在线课程,为跨学科融合教学提供坚实的专业支撑。学校还将与社会各界加强合作,扩大教育资源,使“实教育”育人模式得到进一步提升。不断深化与非遗传承人的合作,把更多的大师请到学校来授课;加大与科技企业的合作力度,引进更多为教学提供支持的先进IT设备;加大与院校、科研单位的合作力度,引进教育前沿理念、教学方法,促进学校不断提高教育教学水平。

以人工智能为依托的跨学科融合教学实践，在“实教育”理念指导下成效显著,为全区教育教学改革提供了有益参考。未来我们将不断深化“实教育”理念,探索更多创新教学模式,培养更多有实践能力和创新精神的优秀学子,为潮州教育事业发展多作贡献。