【摘 要】“人工智能正快速進(jìn)入教育領(lǐng)域，既是教育改革新工具，也是課程教學(xué)新內(nèi)容”。中學(xué)信息技術(shù)教師的跨學(xué)科教學(xué)主要有兩種方式：一是輔助其他學(xué)科教師的教學(xué)，二是與其他學(xué)科教師進(jìn)行學(xué)科教學(xué)內(nèi)容整合。信息技術(shù)教師在AI+X跨學(xué)科教學(xué)中的定位與發(fā)展路徑，一方面是以數(shù)字素養(yǎng)的發(fā)展引領(lǐng)AI技術(shù)在教育中的創(chuàng)新應(yīng)用，另一方面是明確學(xué)科主體定位，以AI交叉做跨學(xué)科內(nèi)容融合創(chuàng)新。信息技術(shù)教師做AI+X跨學(xué)科創(chuàng)新教學(xué)，在選題上應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)、聚焦高階能力培養(yǎng)，在實(shí)施上應(yīng)勇于實(shí)現(xiàn)從0到1的突破。本文結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)給出了案例簡(jiǎn)介及分析，以期為一線教師提供思路與抓手。

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù)；人工智能；跨學(xué)科；教師定位

【中圖分類號(hào)】G434 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

【論文編號(hào)】1671-7384（2024）07-005-04

當(dāng)前，中小學(xué)信息技術(shù)（科技）教師的跨學(xué)科教學(xué)正日益受到重視，學(xué)校和教師在實(shí)踐中不斷探索和創(chuàng)新，旨在面向真實(shí)世界的真實(shí)問(wèn)題，通過(guò)信息技術(shù)在學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用與融合創(chuàng)新，激發(fā)教師與學(xué)生的創(chuàng)造力，提升教師與學(xué)生的數(shù)字素養(yǎng)，提升問(wèn)題解決能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神及實(shí)踐能力。同時(shí)，在信息技術(shù)教師與其他各學(xué)科教師的相互學(xué)習(xí)和創(chuàng)新實(shí)踐中，跨學(xué)科教學(xué)正逐漸成為推進(jìn)教學(xué)改革和實(shí)現(xiàn)教育現(xiàn)代化的重要途徑。

信息技術(shù)教師跨學(xué)科教學(xué)的背景與意義

1.信息技術(shù)教師做輔助教學(xué)

電化教育的發(fā)展從19世紀(jì)末的技術(shù)引入到現(xiàn)代信息技術(shù)在教育中的廣泛應(yīng)用，經(jīng)歷了多個(gè)階段的技術(shù)革新和教育理念的變革，信息技術(shù)教師在推動(dòng)教育現(xiàn)代化方面起著重要作用。他們利用自身的專業(yè)技術(shù)知識(shí)，為其他學(xué)科教師提供數(shù)字化工具和解決方案，以支持和優(yōu)化各學(xué)科的教學(xué)過(guò)程。例如，信息技術(shù)教師在早期可能承擔(dān)一部分電教工作，幫助其他學(xué)科教師使用多媒體演示、互動(dòng)式電子白板和在線課程內(nèi)容，這些都有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與度?，F(xiàn)在，在與數(shù)學(xué)和物理等科目的跨學(xué)科教學(xué)中，信息技術(shù)教師可以通過(guò)引入模擬軟件和在線實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，使得學(xué)生能夠在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和探索，從而加深對(duì)抽象概念的理解。

2.信息技術(shù)教師做學(xué)科融合

學(xué)科之間的整合與融合是現(xiàn)實(shí)生活中的必然，跨學(xué)科教學(xué)可以通過(guò)整合兩個(gè)或更多學(xué)科的知識(shí)、技能和理論來(lái)設(shè)計(jì)教學(xué)，提高學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題的能力，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力為目標(biāo)。信息科技，“科”“技”并重，本身就是一門(mén)科學(xué)，有數(shù)據(jù)、算法、網(wǎng)絡(luò)、信息處理、信息安全、人工智能這六條信息科技學(xué)科邏輯主線。當(dāng)今社會(huì)，信息科技滲透到生產(chǎn)、生活的方方面面，已有信息技術(shù)教師與各學(xué)科教師以真實(shí)問(wèn)題解決為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)學(xué)科教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)有效的整合。例如，學(xué)生在掌握具體學(xué)科知識(shí)的同時(shí)，也被鼓勵(lì)利用信息技術(shù)探索跨學(xué)科問(wèn)題，被引導(dǎo)去理解和掌握背后的信息技術(shù)原理，如編程控制在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，這不僅增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐操作能力，也培養(yǎng)了他們的計(jì)算思維和問(wèn)題解決能力。

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)、人工智能等重大戰(zhàn)略的實(shí)施，許多學(xué)校正在打造教育數(shù)字化（包括人工智能）教學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)；教育行政部門(mén)也在積極發(fā)掘和支持基于信息技術(shù)的跨學(xué)科教學(xué)優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)，一系列舉措不僅提高了教師的跨學(xué)科教學(xué)能力，也推動(dòng)了教育數(shù)字化的創(chuàng)新。

信息技術(shù)教師在AI+X跨學(xué)科教學(xué)中的定位與發(fā)展路徑

一方面，人工智能作為一種新工具，賦能各學(xué)科的現(xiàn)代化教學(xué)，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變有積極影響。另一方面，人工智能本身是一個(gè)跨學(xué)科綜合領(lǐng)域，交叉計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、生物學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、認(rèn)知學(xué)科、腦科學(xué)、心理學(xué)、社會(huì)學(xué)、哲學(xué)等諸多學(xué)科，可以作為跨學(xué)科教學(xué)的主體內(nèi)容。

1.以數(shù)字素養(yǎng)的發(fā)展，引領(lǐng)AI技術(shù)在教育中的創(chuàng)新應(yīng)用

人工智能等新興技術(shù)對(duì)人才培養(yǎng)領(lǐng)域具有革新作用。教師的數(shù)字素養(yǎng)是實(shí)現(xiàn)AI+X教學(xué)的基礎(chǔ)，只有教師具備足夠的數(shù)字素養(yǎng)與技能，才能搶占先機(jī)、用好相關(guān)工具，有效地將AI技術(shù)融入教學(xué)中，設(shè)計(jì)出能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力的課程。教育行政部門(mén)積極推動(dòng)人工智能等融入現(xiàn)有教育體系進(jìn)程，其中包括進(jìn)一步提升教師的數(shù)字素養(yǎng)，重點(diǎn)培養(yǎng)教師使用人工智能等新工具開(kāi)展教學(xué)實(shí)踐的能力。

類似電化教育、信息化教育、在線教育等都逐步實(shí)現(xiàn)了全科教師的普及化使用，教師群體整體數(shù)字化水平的穩(wěn)步提升是大勢(shì)所趨，信息技術(shù)教師若還是基于目前的信息技術(shù)，為其他學(xué)科教師的教學(xué)做數(shù)字化輔助，這樣的賦能作用預(yù)期會(huì)逐漸降低。就像現(xiàn)在各科教師在教學(xué)中都可以熟練使用電子演示文稿和學(xué)科相關(guān)的在線工具或軟件等，未來(lái)，各學(xué)科教師有可能普遍掌握人工智能賦能教學(xué)的方法，提升教與學(xué)效率與質(zhì)量。例如，語(yǔ)言教師使用AI輔助的語(yǔ)言學(xué)習(xí)軟件提高學(xué)生的外語(yǔ)水平，或者科學(xué)教師利用數(shù)據(jù)分析工具分析科學(xué)規(guī)律。

在人工智能賦能未來(lái)的大時(shí)代背景下，信息技術(shù)教師更應(yīng)該具備終身學(xué)習(xí)能力，持續(xù)提升自身的數(shù)字素養(yǎng)與專業(yè)技能，學(xué)習(xí)如何利用機(jī)器學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)分析優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和方法，或者掌握如何創(chuàng)建和應(yīng)用智能教學(xué)系統(tǒng)來(lái)輔助教學(xué)；整合資源，推廣跨學(xué)科的AI應(yīng)用，與其他學(xué)科教師合作，利用AI技術(shù)提升其他學(xué)科的教學(xué)效率和質(zhì)量；創(chuàng)建在線學(xué)習(xí)平臺(tái)供學(xué)生自主學(xué)習(xí)AI課程，或者建立社區(qū)AI實(shí)驗(yàn)室，讓不同背景的學(xué)生都有機(jī)會(huì)實(shí)踐和探索AI技術(shù)。

2.明確學(xué)科主體定位，以AI交叉做跨學(xué)科內(nèi)容融合創(chuàng)新

人工智能作為一門(mén)交叉學(xué)科，涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、數(shù)學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)和研究方法。在教學(xué)中，信息技術(shù)教師可以從人工智能本身的創(chuàng)新發(fā)展過(guò)程出發(fā)，通過(guò)分解、抽象、建模進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化，讓學(xué)生親歷交叉創(chuàng)新的過(guò)程，為學(xué)生提供一個(gè)整合的學(xué)習(xí)視角。例如，人工智能中機(jī)器學(xué)習(xí)算法有一類進(jìn)化算法，就來(lái)源于大自然生物進(jìn)化論的啟示，由跨界科學(xué)家將其做了數(shù)字化建模，形成了著名的遺傳算法，這是典型的交叉遷移創(chuàng)新。

信息技術(shù)教師可以設(shè)計(jì)AI+X合作項(xiàng)目來(lái)整合推動(dòng)跨學(xué)科內(nèi)容融合創(chuàng)新，包括設(shè)計(jì)以真實(shí)問(wèn)題解決為主題的學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生從多個(gè)學(xué)科的角度來(lái)分析和解決問(wèn)題。例如，組織學(xué)生利用AI分析環(huán)境數(shù)據(jù)來(lái)探究居民幸福感的影響因素，這需要結(jié)合地理學(xué)、環(huán)境科學(xué)、心理學(xué)、社會(huì)學(xué)和信息科技的知識(shí)。信息技術(shù)教師還可以通過(guò)與其他學(xué)科教師的合作，共同開(kāi)發(fā)包含AI技術(shù)的項(xiàng)目，使教學(xué)內(nèi)容更加實(shí)用，更能激發(fā)學(xué)生的興趣。例如，與音樂(lè)教師合作，使用AI技術(shù)分析音樂(lè)作品的風(fēng)格和結(jié)構(gòu)，既學(xué)習(xí)了音樂(lè)理論，也理解了AI在藝術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。此外，信息技術(shù)教師還可以通過(guò)跨學(xué)科的AI教學(xué)項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造性，培養(yǎng)他們的批判性思維和解決問(wèn)題的能力。例如，結(jié)合商業(yè)管理、藝術(shù)設(shè)計(jì)及知識(shí)論，設(shè)計(jì)一個(gè)藝術(shù)品推薦系統(tǒng)商業(yè)策劃，讓學(xué)生深入理解推薦系統(tǒng)的工作原理、商業(yè)邏輯及其社會(huì)影響，特別是“信息繭房”現(xiàn)象的產(chǎn)生和影響。

信息技術(shù)教師在跨學(xué)科教學(xué)中應(yīng)明確信息技術(shù)作為一門(mén)學(xué)科的主體地位，不是簡(jiǎn)單作為輔助教學(xué)的工具，而是有效地將人工智能作為一個(gè)交叉學(xué)科來(lái)教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)AI及其在不同領(lǐng)域中應(yīng)用的全面理解和創(chuàng)新能力的發(fā)展。在這個(gè)層面上，信息技術(shù)教師不是學(xué)科教學(xué)的輔助者，而是跨界創(chuàng)新的共同學(xué)習(xí)者，從學(xué)科整合大框架下的人工智能+X學(xué)科（即人工智能的跨學(xué)科基礎(chǔ)）及學(xué)科+人工智能（人工智能在各學(xué)科領(lǐng)域前沿發(fā)展中的應(yīng)用）兩個(gè)方向推動(dòng)信息技術(shù)與其他學(xué)科的內(nèi)容交叉和跨學(xué)科創(chuàng)新教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生計(jì)算+X、人工智能+X的創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

AI+X跨學(xué)科創(chuàng)新教學(xué)的實(shí)踐策略

AI+X跨學(xué)科課程建設(shè)與教學(xué)實(shí)踐應(yīng)以國(guó)家信息科技（技術(shù)）課程標(biāo)準(zhǔn)為出發(fā)點(diǎn)，信息科技（技術(shù)）的學(xué)科核心素養(yǎng)是教學(xué)的基礎(chǔ)與核心，在跨學(xué)科創(chuàng)新中培養(yǎng)高階能力和智能素養(yǎng)。2022年新發(fā)布的國(guó)家義務(wù)教育課程方案文件中，明確提出了跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)，并規(guī)定每個(gè)學(xué)科都要拿出不少于課程10%的課時(shí)用于跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的教學(xué)。在高中階段的教育教學(xué)中，國(guó)家也非常重視和鼓勵(lì)跨學(xué)科創(chuàng)新教學(xué)，強(qiáng)調(diào)結(jié)合真實(shí)情境、面向真實(shí)問(wèn)題的解決。因此，跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)是人工智能跨學(xué)科重要的生長(zhǎng)點(diǎn)和適合的發(fā)展環(huán)境。學(xué)校和教師在教學(xué)中可以用人工智能跨學(xué)科教學(xué)來(lái)積極落實(shí)新課標(biāo)的教育方案和創(chuàng)新理念。

1.選題應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，聚焦高階能力培養(yǎng)

人工智能發(fā)展日新月異，跨學(xué)科教學(xué)需要多學(xué)科不斷碰撞出新的火花，因此，AI+X的跨學(xué)科教學(xué)需要教師終身學(xué)習(xí)。AI+X跨學(xué)科的教學(xué)主題選取應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，結(jié)合前沿?zé)狳c(diǎn)，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。信息技術(shù)教師在平時(shí)生活中可以積極關(guān)注與AI相關(guān)的新聞報(bào)道、熱點(diǎn)事件，尤其是前沿的科技突破。以這些“新”事物做突破口，學(xué)生的學(xué)習(xí)就具有了鮮活的背景和強(qiáng)烈的共情。教學(xué)主題可以是引導(dǎo)學(xué)生解密新聞背后的科技原理，可以是引領(lǐng)學(xué)生探究科技發(fā)展的趨勢(shì)和規(guī)律，可以是啟發(fā)學(xué)生思考科技與人類、社會(huì)之間的聯(lián)系等。熱點(diǎn)事件是引子，找到其中跨學(xué)科的創(chuàng)新點(diǎn)才是關(guān)鍵。

跨學(xué)科教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)是面向真實(shí)世界的真實(shí)問(wèn)題。在現(xiàn)實(shí)世界中解決問(wèn)題，“專家思維”（專家思維內(nèi)部的兩個(gè)要素是批判性思維和創(chuàng)新能力）和“復(fù)雜交往”這兩大類素養(yǎng)就像鳥(niǎo)之兩翼、車之兩輪，缺一不可。這些也是目前人工智能難以具備的素養(yǎng)和高階能力。因此，中小學(xué)人工智能跨學(xué)科教育應(yīng)該以激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和合作交往能力為目標(biāo)。

AI+X選題需要廣闊的視角和更高的站位，通過(guò)跨學(xué)科教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的探究能力、思考能力、交流能力、勇于面對(duì)挑戰(zhàn)的能力，讓學(xué)生了解人工智能的底層邏輯和實(shí)踐應(yīng)用，辯證思考技術(shù)的發(fā)展，并激發(fā)學(xué)生積極主動(dòng)運(yùn)用智能技術(shù)，成為終身學(xué)習(xí)者。信息技術(shù)教師應(yīng)該認(rèn)識(shí)到人工智能領(lǐng)域的創(chuàng)新思想與方法可以成為AI+X創(chuàng)新教學(xué)的內(nèi)容?？梢酝ㄟ^(guò)關(guān)注生活中的新聞及熱點(diǎn)事件、科技發(fā)展與前沿突破或者追尋經(jīng)典科技創(chuàng)新的原始創(chuàng)新源頭等方式，積極尋找合適的跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題。

2.博采眾長(zhǎng)、積少成多，從課例到課程

中小學(xué)人工智能跨學(xué)科教學(xué)的開(kāi)展，很多時(shí)候是從無(wú)到有、從0到1的突破，這樣的突破往往就是源于一個(gè)跨學(xué)科課例的設(shè)計(jì)、一節(jié)跨學(xué)科課的教學(xué)。最開(kāi)始的一個(gè)課例，不需要“高大上”，重要的是勇于嘗試，深入反思，積極改進(jìn)。按照教師實(shí)施的難易程度，可以大致分為幾種方式：（1）已有教學(xué)資源，包括教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)課件等，教師直接實(shí)施；（2）已有教學(xué)資源，教師根據(jù)自己學(xué)校和學(xué)生的學(xué)情，進(jìn)行修改或二次開(kāi)發(fā)，然后實(shí)施；（3）有跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題和教學(xué)要求、指導(dǎo)，沒(méi)有直接可用的教學(xué)資源，教師自行設(shè)計(jì)課例并實(shí)施；（4）教師自行提出跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題，以自己學(xué)科為軸，外延其他學(xué)科進(jìn)行創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)并實(shí)施；（5）教師與其他學(xué)科教師共同研討，提出跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題，共同設(shè)計(jì)教學(xué)并共同授課。

中小學(xué)人工智能跨學(xué)科教學(xué)的可持續(xù)發(fā)展，需要建設(shè)一支跨學(xué)科的教師隊(duì)伍。一方面，這支隊(duì)伍中的教師有合作開(kāi)發(fā)跨學(xué)科課程的創(chuàng)新熱情和行動(dòng)力；另一方面，這些教師也能夠獨(dú)當(dāng)一面，積極將跨學(xué)科創(chuàng)新教學(xué)融入自己學(xué)科的常規(guī)課堂。AI+X跨學(xué)科課程教研方式靈活，可以在傳統(tǒng)的教研組會(huì)上邀請(qǐng)信息技術(shù)教師介紹人工智能相關(guān)內(nèi)容，大家一起討論如何結(jié)合自己的學(xué)科內(nèi)容找到跨學(xué)科交叉點(diǎn)；還可以是信息技術(shù)教師主動(dòng)尋找其他學(xué)科教師，針對(duì)AI的前沿發(fā)展或者經(jīng)典創(chuàng)新來(lái)開(kāi)發(fā)教學(xué)案例。

越來(lái)越多的學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界專家，包括各行各業(yè)的愛(ài)好者、終身學(xué)習(xí)者開(kāi)始做AI科普和教育的資源。信息技術(shù)教師可以廣泛學(xué)習(xí)，博采眾長(zhǎng)。首先，可以找到完善的、可使用的課程資源，直接用來(lái)上課；其次，找到好的參考資料，自己做二次開(kāi)發(fā)；再次，可以在開(kāi)源的教育平臺(tái)上做資源整合，將自己開(kāi)發(fā)的課也發(fā)布到平臺(tái)上，促進(jìn)開(kāi)源生態(tài)的發(fā)展；最后，可以自主研發(fā)，做好每一節(jié)課，積少成多，慢慢整合形成自己的課程，再慢慢地從一門(mén)課程到多門(mén)課積累，形成課程群。

AI+X跨學(xué)科創(chuàng)新教學(xué)的實(shí)踐案例

1.教學(xué)實(shí)例簡(jiǎn)介

AI+生物：從進(jìn)化論到遺傳算法。機(jī)器學(xué)習(xí)經(jīng)典算法——遺傳算法，就是達(dá)爾文進(jìn)化論的數(shù)字化建模。 圍繞這個(gè)典型的跨學(xué)科創(chuàng)新，教師在課堂上帶著學(xué)生親歷這樣的創(chuàng)新思維過(guò)程。進(jìn)化論是生物學(xué)中的必修內(nèi)容，遺傳算法是高中信息技術(shù)人工智能初步選擇性必修的內(nèi)容，選題落在課標(biāo)的交叉點(diǎn)上。

AI+數(shù)理：智能去霧。選題靈感來(lái)源于國(guó)際AI頂級(jí)會(huì)議CVPR2009年的最佳論文，其核心部分只需要初等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，體現(xiàn)了原始創(chuàng)新的大道至簡(jiǎn)。教學(xué)中對(duì)真實(shí)問(wèn)題的解決進(jìn)行了跨學(xué)科解構(gòu)，既有數(shù)學(xué)的抽象建模，也有物理的成像模型構(gòu)建，有算法設(shè)計(jì)、程序?qū)崿F(xiàn)等，目標(biāo)是讓學(xué)生探究前沿研究，體會(huì)AI的跨學(xué)科原始創(chuàng)新之美。

AI+制藥研發(fā)：以格列衛(wèi)的發(fā)現(xiàn)為例。這次可對(duì)如何運(yùn)用人工智能來(lái)設(shè)計(jì)藥物的問(wèn)題進(jìn)行抽象簡(jiǎn)化和分解建模，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)AI算法并自動(dòng)化求解，讓學(xué)生親歷前沿科技的真實(shí)問(wèn)題解決過(guò)程。

AI+腦科學(xué)：神奇明信片——眼見(jiàn)為實(shí)？通過(guò)讓學(xué)生探究遠(yuǎn)看近看不同的混合圖像，引導(dǎo)學(xué)生理解人工智能的腦科學(xué)基礎(chǔ)。人工智能的視覺(jué)正是模仿了人的視覺(jué)系統(tǒng)，從像素到簡(jiǎn)單的邊緣檢測(cè)，再到更高層的物體識(shí)別與理解。混合圖像的基本原理也是利用了這一點(diǎn)。實(shí)踐中，學(xué)生還動(dòng)手創(chuàng)作自己的混合圖像。

AI+人文：文學(xué)作品中的人物影響力計(jì)算。首先，分析問(wèn)題，借鑒數(shù)學(xué)建模的方法，抽象人物及人物之間的關(guān)系并建模人物的重要性。接著，求解問(wèn)題，設(shè)計(jì)算法，然后用數(shù)字化工具實(shí)現(xiàn)算法的自動(dòng)計(jì)算。最后，總結(jié)遷移，將一段文字拓展到一回文字，再拓展到全書(shū)甚至其他文學(xué)作品的分析。學(xué)習(xí)主題是數(shù)字人文這個(gè)跨學(xué)科領(lǐng)域。計(jì)算為文學(xué)作品的內(nèi)容和人物分析提供了一種新的解讀視角。

AI+人文：情感分析應(yīng)用。從當(dāng)時(shí)的“熱點(diǎn)事件”出發(fā)，學(xué)生做數(shù)據(jù)挖掘，抓取近一個(gè)月不同類型的媒介（如新聞、微博、論壇、微信等）報(bào)道，用自然語(yǔ)言理解的算法自動(dòng)分析這些媒體報(bào)道的情感值，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)踐來(lái)探究不同類型媒體的觀點(diǎn)有什么不同，與自己個(gè)人的觀點(diǎn)又有何不同，進(jìn)而思考人工智能對(duì)我們認(rèn)識(shí)事物的幫助在哪里、阻礙在哪里，如何借助大數(shù)據(jù)培養(yǎng)自己的批判思維。

AI+人文：社會(huì)模擬。AI+社會(huì)學(xué)的跨學(xué)科領(lǐng)域——計(jì)算社會(huì)科學(xué)，是一門(mén)2009年才誕生的新興交叉學(xué)科。教學(xué)設(shè)計(jì)用計(jì)算的方法來(lái)模擬社會(huì)的運(yùn)行，讓學(xué)生在實(shí)踐中建立批判性思維。

2.案例分析：“揭秘黑洞成像算法”

以2019年4月18日的“揭秘黑洞成像”一課為例，此節(jié)課源于當(dāng)年4月11日的全球科技新聞。信息技術(shù)教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維來(lái)理解黑洞成像如何突破“黑”和“遠(yuǎn)”這兩個(gè)難點(diǎn)，包括全球合作的虛擬望遠(yuǎn)鏡以及智能重建算法。

（1）選題。2019年4月11日，全球都聚焦一個(gè)熱點(diǎn)新聞：人類成功獲得首張黑洞照片。筆者和同事對(duì)這個(gè)事件非常感興趣，決定一起設(shè)計(jì)一節(jié)課，探究黑洞照片，為了“蹭”這個(gè)科技熱點(diǎn)新聞，立即開(kāi)始備課，在新聞出來(lái)一周后，成功地給學(xué)生上了一節(jié)黑洞成像的課。

（2）目標(biāo)。這次課的核心目標(biāo)是引導(dǎo)學(xué)生提出并積極探究問(wèn)題，包括：黑洞的照片怎么拍的呢？黑洞附近是像新聞?wù)掌锏某燃t色嗎？拍黑洞要多大的望遠(yuǎn)鏡？為什么人類到2019年才“拍到”黑洞？為什么新聞發(fā)布的黑洞照片上寫(xiě)著2017年4月，而新聞發(fā)布時(shí)間是2019年4月等。

（3）學(xué)習(xí)路徑設(shè)計(jì)?？鐚W(xué)科強(qiáng)調(diào)基于真實(shí)問(wèn)題、真實(shí)解決路徑，給黑洞拍照很難，主要有兩個(gè)難點(diǎn)，一是黑洞“黑”，光都出不來(lái)。這里一方面引出問(wèn)題轉(zhuǎn)換，成像黑洞周圍的高能輻射。在教學(xué)中，把真實(shí)問(wèn)題的解決路徑翻譯轉(zhuǎn)化為學(xué)生活動(dòng)，讓學(xué)生交流和分享身邊的問(wèn)題轉(zhuǎn)換。另一方面，高能輻射人眼看不見(jiàn)，如何拍照？引出科學(xué)可視化，讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐算法。第二個(gè)難點(diǎn)是黑洞“遠(yuǎn)”，需要巨大的望遠(yuǎn)鏡，學(xué)生可以估算出所需望遠(yuǎn)鏡的尺寸是地球直徑大小，人類無(wú)法建造這么巨大的望遠(yuǎn)鏡，怎么辦？科學(xué)家們的真實(shí)解決方法是全球合作，用分布在全球各地的已有望遠(yuǎn)鏡，構(gòu)建虛擬的“地球直徑大小”望遠(yuǎn)鏡，再通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法，從少量數(shù)據(jù)重建完整結(jié)果。

結(jié) 語(yǔ)

信息技術(shù)教師應(yīng)該堅(jiān)持終身學(xué)習(xí)、交叉創(chuàng)新的教育理念，同心協(xié)力，開(kāi)源共創(chuàng)，勇于突破，從0到1，從一個(gè)跨學(xué)科課例開(kāi)始，一點(diǎn)一點(diǎn)積累；再博采眾長(zhǎng)、積少成多，從課例開(kāi)發(fā)開(kāi)始逐步完成課程的建設(shè)。信息技術(shù)教師可以聯(lián)手其他學(xué)科教師共同備課、授課，從1到2，聯(lián)手其他學(xué)科教師共同呈現(xiàn)交叉創(chuàng)新的魅力，聚焦人工智能跨學(xué)科的教與學(xué)，在教學(xué)研討中積極尋找合適的跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題；再運(yùn)用計(jì)算思維作為教學(xué)設(shè)計(jì)的抓手，基于深度學(xué)習(xí)的框架作為理論基礎(chǔ)，打造出自己的AI+X跨學(xué)科特色教學(xué)。

注：本文系北京教育學(xué)院學(xué)員教改課題“人工智能交叉賦能的中學(xué)跨學(xué)科創(chuàng)新教學(xué)實(shí)踐研究”（課題編號(hào)：XYJG2023-33）研究成果