生成式人工智能賦能信息科技跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)——以“游戲博弈中的策略”為例

針對(duì)當(dāng)前教師在跨學(xué)科教學(xué)中面臨的學(xué)科認(rèn)知壁壘與實(shí)踐支持不足等核心問題，本文以“游戲博弈中的策略”項(xiàng)目為例，探討生成式人工智能在信息科技跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)中的賦能應(yīng)用和優(yōu)化策略。通過智能化的課標(biāo)解析幫助教師快速定位跨學(xué)科聯(lián)結(jié)點(diǎn)，助力跨學(xué)科主題活動(dòng)的資源匹配及設(shè)計(jì)，能夠有效降低跨學(xué)科教學(xué)的設(shè)計(jì)與實(shí)施門檻，但同時(shí)，也需正視技術(shù)局限，并通過巧用提示詞框架、精準(zhǔn)投喂專業(yè)知識(shí)提高精準(zhǔn)度。

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）按照學(xué)生認(rèn)知特征和學(xué)科邏輯主線設(shè)計(jì)了多個(gè)跨學(xué)科主題活動(dòng)，強(qiáng)調(diào)以真實(shí)問題或項(xiàng)目引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷跨學(xué)科主題活動(dòng)的全過程，凸顯綜合實(shí)踐的獨(dú)特育人價(jià)值。但在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，教師是跨學(xué)科主題活動(dòng)設(shè)計(jì)的唯一主導(dǎo)者，其依靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)，單向設(shè)計(jì)活動(dòng)與評(píng)價(jià)。而依托生成式人工智能技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)教學(xué)設(shè)計(jì)“從線性設(shè)計(jì)到動(dòng)態(tài)生成”“從人工創(chuàng)造到交互生成”的范式轉(zhuǎn)變。

在設(shè)計(jì)跨學(xué)科主題活動(dòng)時(shí)，生成式人工智能通過自然語言處理技術(shù)，能夠?qū)Χ鄬W(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行深度解析和智能匹配。系統(tǒng)可以自動(dòng)提取同一學(xué)段不同學(xué)科在特定主題下的能力要求、知識(shí)要點(diǎn)和學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，建立跨學(xué)科知識(shí)圖譜?；谡n標(biāo)分析結(jié)果，生成式人工智能可以提供個(gè)性化的教學(xué)設(shè)計(jì)建議，自動(dòng)生成符合學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)的跨學(xué)科活動(dòng)主題，提供詳細(xì)的項(xiàng)目框架和實(shí)施路徑，推薦適切的教學(xué)工具和資源。基于多學(xué)科能力要求，生成式人工智能可自動(dòng)生成評(píng)價(jià)維度，提供具體可操作的行為指標(biāo)，甚至支持過程性評(píng)價(jià)與反饋（如表1）。

表1

生成式人工智能賦能跨學(xué)科主題活動(dòng)設(shè)計(jì)的實(shí)踐探索

信息科技跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)單元設(shè)計(jì)的基本思路是選擇項(xiàng)目主題、確定單元目標(biāo)、設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)量規(guī)、設(shè)計(jì)單元活動(dòng)、匹配學(xué)習(xí)資源等。因此在教學(xué)中，筆者以新課標(biāo)第3學(xué)段（5～6年級(jí)）中的“游戲博弈中的策略”主題為例，依托生成式人工智能技術(shù)，對(duì)信息科技跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)進(jìn)行探索。

1.尋找學(xué)科結(jié)合點(diǎn)，選擇跨學(xué)科項(xiàng)目主題

傳統(tǒng)的信息檢索主要依靠用戶輸入的關(guān)鍵詞進(jìn)行搜索。生成式人工智能能通過理解并結(jié)合上下文信息，提供更準(zhǔn)確和更有針對(duì)性的信息檢索結(jié)果。在進(jìn)行“游戲博弈中的策略”主題教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，筆者利用文心一言的智能對(duì)話功能，先投喂各個(gè)學(xué)科的課程標(biāo)準(zhǔn)讓工具進(jìn)行自我學(xué)習(xí)，然后根據(jù)“RTF框架”即角色、任務(wù)、格式給出提示詞，通過筆者追問和細(xì)化信息以及完善，最終獲得較為滿意的學(xué)科定位與跨學(xué)科融合方向和項(xiàng)目選題（如下圖）。

2.聚焦核心素養(yǎng)，確定綜合學(xué)習(xí)目標(biāo)

在小學(xué)信息科技跨學(xué)科主題活動(dòng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施過程中，制訂綜合學(xué)習(xí)目標(biāo)是首要任務(wù)，它可為整個(gè)活動(dòng)指明方向并奠定基礎(chǔ)。根據(jù)新課標(biāo)的要求，跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)應(yīng)聚焦核心素養(yǎng)，加強(qiáng)課程內(nèi)容與學(xué)生經(jīng)驗(yàn)、社會(huì)生活的聯(lián)系。因此，在制訂目標(biāo)時(shí)，教師首先需要明確各參與學(xué)科的核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力，尋找它們之間的聯(lián)系點(diǎn)。筆者向文心一言、豆包、kimi等給出相同提示詞，從信息科技和數(shù)學(xué)兩個(gè)學(xué)科的核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力出發(fā)，尋找它們之間的聯(lián)系點(diǎn)，最后確定項(xiàng)目“巴什博弈的必勝策略推導(dǎo)與編程實(shí)現(xiàn)”涉及的核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力，表2所示是豆包提供的回復(fù)。

表2

3.提供策略參考，設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)量規(guī)

依據(jù)“以始為終”的逆向思維設(shè)計(jì)理論，在“明確預(yù)期結(jié)果”后，要先“確定合適的評(píng)估證據(jù)”。教師要設(shè)計(jì)出能夠測(cè)量學(xué)生整個(gè)學(xué)習(xí)過程的評(píng)價(jià)量規(guī)。筆者依舊借助生成式人工智能補(bǔ)足教師存在的能力欠缺問題，提示工具學(xué)習(xí)理解涉及學(xué)科課標(biāo)中的評(píng)價(jià)建議，加強(qiáng)過程性評(píng)價(jià)，完善終結(jié)性評(píng)價(jià)進(jìn)行量表設(shè)計(jì)，限于篇幅，僅呈現(xiàn)過程性評(píng)價(jià)（如表3）。

表3

4.制訂實(shí)施規(guī)劃，構(gòu)建單元活動(dòng)

單元活動(dòng)是實(shí)現(xiàn)單元目標(biāo)的過程與路徑。在跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)過程中，需把主題任務(wù)納入學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)和流程，設(shè)計(jì)滿足跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)特定要求的單元活動(dòng)。筆者利用Kimi，圍繞“巴什博弈的必勝策略推導(dǎo)與編程實(shí)現(xiàn)”主題活動(dòng)，進(jìn)行課時(shí)劃分，用表格的形式呈現(xiàn)課程實(shí)施規(guī)劃或單元中各個(gè)課時(shí)的主要活動(dòng)和課時(shí)的學(xué)習(xí)成果等（如表4）。

表4

5.提供學(xué)習(xí)工具，完善學(xué)習(xí)資源

在主題學(xué)習(xí)過程中，往往需要運(yùn)用問題鏈條、學(xué)習(xí)支架、資源清單等學(xué)習(xí)支持條件。人工智能可以根據(jù)教師的需求，自動(dòng)編寫和修改完善代碼，設(shè)計(jì)出個(gè)性化交互性的學(xué)習(xí)資源，這對(duì)增加學(xué)習(xí)活動(dòng)的趣味性和體驗(yàn)感非常有效。例如，筆者借助豆包，輸入提示語：設(shè)計(jì)一個(gè)巴什博弈的互動(dòng)游戲，界面符合小學(xué)生認(rèn)知。豆包基于需求編寫代碼，并生成游戲界面。但由于本文中的巴什博弈項(xiàng)目最終是從“單一問題”解決“一類問題”，因此，石頭總數(shù)和單次可取的最大數(shù)量應(yīng)設(shè)置為變量，將此需求再次發(fā)送給豆包，豆包則自動(dòng)快速修改程序，并生成更符合功能要求的新界面。

又如，在引導(dǎo)學(xué)生分析巴什博弈中的關(guān)鍵要素如棋子數(shù)量、取子規(guī)則時(shí)，憑空想象對(duì)小學(xué)生來說是比較抽象和難操作的，因此，筆者運(yùn)用相同的多輪對(duì)話方式，能快速迭代設(shè)計(jì)出滿足教師要求的學(xué)習(xí)單

生成式人工智能賦能跨學(xué)科主題活動(dòng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化策略

1.正視智能生成局限，發(fā)揮教師主導(dǎo)

在享受生成式人工智能帶來的備課便捷的同時(shí)，教師需清醒認(rèn)識(shí)到其局限性，始終發(fā)揮主導(dǎo)作用。一方面，需把握生成內(nèi)容的真實(shí)性與準(zhǔn)確性。生成式人工智能可能產(chǎn)生錯(cuò)誤或不準(zhǔn)確的信息，因此必須進(jìn)行多源數(shù)據(jù)驗(yàn)證，確保信息可靠。另一方面，需加強(qiáng)倫理意識(shí)與責(zé)任感。生成式人工智能缺乏倫理意識(shí)和情感，無法具備全面的判斷力和道德責(zé)任感，因此需對(duì)生成材料仔細(xì)篩選和修改，確保其符合課程目標(biāo)和學(xué)生認(rèn)知水平，同時(shí)保證教學(xué)內(nèi)容的政治性和科學(xué)性。

2.巧用提示詞框架，提升對(duì)話效果

生成式人工智能匯聚了海量的人類語言和教育知識(shí)，是提升教師教學(xué)能力和專業(yè)素養(yǎng)的有效工具。要想最大限度地發(fā)揮其強(qiáng)大能力，還需要掌握正確的提示語運(yùn)用策略，這樣才能與各人工智能工具有效對(duì)話，提高提問生成的效果。常見的提示詞框架有RTF（角色-任務(wù)-格式）框架、TGA（任務(wù)-行動(dòng)-目標(biāo)）框架、SPAR（情況-行動(dòng)-目標(biāo)-預(yù)期）框架、CARE（背景-行動(dòng)-結(jié)果-示例）框架、ROSSS（角色-目標(biāo)-情境-解決方案-步驟）框架等。教師需要嘗試使用不同框架，分析其在跨學(xué)科主題設(shè)計(jì)中的適用場(chǎng)景，話語依次遞進(jìn)，讓模型不斷修改設(shè)計(jì)方案，直至滿意。

3.精準(zhǔn)投喂專業(yè)資源，豐富生成內(nèi)容

在運(yùn)用生成式人工智能進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，教師不僅要依靠其自帶的知識(shí)庫，更要主動(dòng)投喂與學(xué)科相關(guān)的專業(yè)資源以及跨學(xué)科設(shè)計(jì)的相關(guān)理論和工具材料。向生成式人工智能模型輸入高質(zhì)量的專業(yè)素材，能夠?yàn)槠涮峁└S富的背景知識(shí)和更精準(zhǔn)的信息源，從而使其生成更具深度和廣度、更加嚴(yán)謹(jǐn)且貼近實(shí)際需求的教學(xué)內(nèi)容，避免生成內(nèi)容的空泛和片面。

本文作者：

郭巍丹

浙江省杭州市丁信小學(xué)

文章刊登于《中國信息技術(shù)教育》

2025年第15期

引用請(qǐng)注明參考文獻(xiàn)：

郭巍丹.生成式人工智能賦能信息科技跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)——以“游戲博弈中的策略”為例[J].中國信息技術(shù)教育，2025（15）：12-15.

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