AI赋能的人口普查与大数的认识跨学科创新教学

［摘 要］在大数据时代背景下，文章探讨如何利用“AI+教师”模式与跨学科设计，创新性地进行“大数的认识”教学。通过将数学知识与学生熟悉的“人口普查”活动相结合，构建了一个融合数学、语文、道德与法治、科学和信息技术等多学科内容的综合性学习项目，旨在培养学生的数感、逻辑思维能力、合作交流能力和科学探究能力，最终实现学生全面发展并适应未来社会需求。

［关键词］AI+教师；跨学科设计；大数的认识；人口普查

［中图分类号］ G623.5 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1007-9068（2025）05-0018-05

在大数据时代，教育愈加重视学生的个性化发展，强调解放思维和培养创新能力。为了满足现代社会对高素质人才的需求，教育改革势在必行，特别是在促进跨学科知识融合和提升学生综合认知能力方面。近年来，“AI+教师”协同教学、“跨学科主题”等教育创新议题成为国内外的研究热点。“AI+教师”协同教学主要是指人和机器共同“教”学生知识，但仍然由人类教师主教，机器辅助。跨学科主题则是基于一个主题，以一门学科为主，跨界其他学科开展的学习与探究活动，目的是促进学生对学习主题的基础性与实践性理解。

无论是引入人工智能技术还是采用跨学科设计，这些现代教学手段都顺应了时代潮流，有助于推动教学模式的创新与改革，更有效地培养出具有创造性思维和创新能力的人才。本文旨在通过AI辅助教学，探索将大数认识与人口普查活动结合的跨学科创新教学模式，为一线教师在教学与学习方式的变革中提供借鉴与参考。

一、“AI+教师”模式

信息技术的高速发展使人工智能逐步渗透到社会各行各业，成为推动新一轮教育教学改革的重要力量。这场改革涵盖了多个方面，催生了多种创新的教学模式。在这些模式中，对课堂教学影响最为显著的是智能辅助教学，亦即“AI+教师”模式。顾名思义，“AI+教师”教学模式指的是人工智能与教师协同工作，双方相互配合、取长补短，共同营造一个以学生经验积累为核心的生成性课堂。

在大数据时代，掌握基本的数学知识已不再是学习者的唯一目标，数学课堂的最终目的是培养学生的数学意识和数学能力。与此契合的是，“AI+教师”模式的最大优势是人工智能与教师各司其职、优势互补：AI可以提供高效的学习方式和系统化的知识体系，而人类教师则通过同理心和共情能力，帮助学生更好地理解和应用这些知识。这种双师课堂模式有助于促进学生在知识和能力两方面的共同发展，培养学生敢于质疑、勇于尝试的创造性思维。

二、跨学科视角下大数的认识与人口普查

（一）学理基础：以建构主义学习理论为指导

建构主义学习理论强调知识与生活的紧密结合。在教学过程中，倡导以学生已有的知识经验为基础，帮助学生通过主动探索和积极思考吸收新知识，从而完善自身的知识体系。基于这一理论，本文确立了以下研究原则：首先，在跨学科设计中突出学生的主体地位，结合学生的认知水平设计活动内容，确保学习内容与学生的实际经验相符；其次，注重情境创设与问题链接，帮助学生理解并解决生活中的实际问题。

全国人口普查是由国家制定统一的时间节点、方法、项目和调查表，严格按照指令依法对全国现有人口逐户逐人进行普遍调查，属于国情调查。人口普查是世界各国广泛采用的收集人口资料的基本科学方法，是形成全国人口数据的主要来源。由于学生在日常生活中难以直接接触大数，他们往往只能被动地接受来自课本、父母、网络或教师的信息。因此，结合“大数的认识”与人口普查活动，旨在通过生活实际引导学生学习数学，并运用所学知识解决实际问题。

（二）升级目标：促进课程高阶目标的达成

“大数的认识”是北京版教材四年级上册的内容，本单元的教学目标见表1。

然而，单纯完成课内教学目标不足以促进学生的全面发展。教师要转变教学方式，组织学生解决具有探究性和开放性的问题，倡导一种动态的学习方式。教师应在更高的层面重新设计和提升教学目标，以推动高阶课程目标的达成，进而落实课程的基础目标。

（三）方法体系：从“泰勒原理”五维度出发

“泰勒原理”也称为“目标模式”，是泰勒在《课程与教学的基本原理》一书中提出的。他认为，开发任何课程和教学计划都必须回答四个基本问题（如图1）。

围绕上述四个基本问题，泰勒提出了课程编制的四个步骤（或阶段），可概括为“确定教育目标”“选择教育经验”“组织教育经验”和“评价教育计划”，这构成了“泰勒原理”的基本内容。

综上所述，跨学科学习的实施路径可遵循“泰勒原理”，即确定目标、选择经验、组织经验和评价结果。将这一原理应用于数学课程的跨学科设计时，可以将数学跨学科主题的设计路径分为以下五个步骤：确定学习主题、设置教学目标、构建知识网络、开展实践探究和设立教学评价。结合前述分析，本文提出了本次教学活动的教学模型（如图2）。

三、AI赋能的跨学科人口普查与大数的认识创新教学案例分析

（一）确定学习主题

确定学习主题在教学活动中至关重要，它不仅有助于聚焦教学目标，还能整合学习资源、连接学习环节，促进学生对知识的有效掌握。确定学习主题的方法多种多样，既可以从教材内容、社会生活问题、人类基本问题、学生兴趣与需求等角度出发，也可以依据课程标准和教学大纲。

本研究的学习主题选自社会生活。“大数的认识”是北京版教材四年级上册第一单元的内容。教材的第一页给出了多个生活中的大数（如图3），如全国人口普查结果、故宫占地面积、地球的陆地面积等。

本案例尝试将该单元内容与人口普查活动相结合，让学生在跨学科活动环节中参与模拟人口普查过程，探讨如何统计人口数量及人口数量对各方面的影响等问题，进一步理解生活中的大数的实际意义，学习如何在实际情境中运用大数知识。此活动不仅涵盖数学知识，还融入语文、道德与法治、科学、信息技术等学科内容，既加深了学生对数字的理解，也丰富了他们的知识储备。

（二）设置教学目标

教学目标是教学活动的出发点，也是衡量教学效果的重要依据。在确定教学目标时，既要基于课程标准进行设计，也要分析学生的需求。目标表述应明确、具体、可测，同时要兼顾多层次学生的发展，并关注他们情感和价值观的需求。本研究围绕“人口普查中的大数”主题，设计了如表2所示的教学目标。

（三）构建知识网络

在“人口普查中的大数”这一大主题概念下，需要统筹的学科知识主要有以下几个方面。数学学科：能够进行大数的读写，认识大数的计数单位，理解单位之间的进率关系。语文学科：理解人口普查的基本概念，培养语言表达能力与批判性思维。道德与法治学科：初步理解数据背后的社会现象和问题，感受人口问题的重要性及其对社会发展的作用。科学与信息技术学科：能够利用简单的信息技术工具处理数据，注重数据的真实可靠性，了解人口数据在科学研究中的应用。

1.核心任务或问题

①人口普查的含义与作用是什么？

②人口普查如何开展？

③人口普查结果的分析方法与意义是什么？

2.基于核心任务的活动流程（如图4）

（四）开展实践探究

开展实践探究，可以引导学生深入挖掘问题本质，通过实际操作和实验来验证理论假设，从而获得更为深刻的理解和认识。本研究围绕“人口普查中的大数”主题，设计了如表3所示的实践探究活动。

1.前测：调查问卷

本研究通过调查问卷与座谈结合的形式，了解学生对人口普查知识的掌握程度。调查问卷设计简明易懂，旨在引导学生了解人口普查的基础知识及其重要性，并鼓励他们表达自己的想法和疑问。座谈则针对问卷中的开放性问题，对部分学生进行深入采访。

2.主题活动一：初识人口普查

播放第七次人口普查的宣传视频（如图5），引导学生总结视频中的核心内容。

3.主题活动二：再探人口普查

在学习情境的基础上延伸情境，播放视频《人口普查员的一天》（如图7），引导学生思考：人口普查员是如何进行工作的？人口普查结果应如何分析？其意义何在？学生仍通过小组讨论、总结归纳的方式尝试解决这些问题。面对困难时，可以小组为单位向AI教师提问（如图8）。

4.主题活动三：我做小小调查员

参考人口普查的方式，学生分成不同的研究小组，在确定主题后，对班级、年级、学校开展普查，并提出相关设施或管理制度的改进策略。（如图9）

5.后测：成果展示

学生汇报调查过程与结论，方法不限（可采用海报绘制、视频录制、专人讲解等方式）。该环节旨在让学生通过动手操作，深入感受调查与分析方法，提升合作与交流能力；在总结调查方法、过程与结论时，培养学生独立总结和反思的能力。

（五）设立教学评价

教学评价的意义在于促进教学质量的提升与学生的全面发展。评价方式应趋向多样化，且应根据实际情况选择合适的评价方法，确保评价结果的客观性与准确性。本活动采取多元化评价方式，评价对象不仅包括学生的展示成果，还涵盖学生的学习过程；评价主体既包括教师，也包括学生本人和小组成员，力求做到公正、全面、多元。活动的评价表设计见表4。

综上，AI辅助教学与跨学科主题设计是新时代下应运而生的新型学习方式，旨在培养适应未来社会需求的创新人才。跨学科主题的高质量实施，不仅符合各学科课程标准所倡导的教学理念，也是教育教学回归教育本质的必然要求。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 钟启泉.基于“跨学科素养”的教学设计：以STEAM与“综合学习”为例[J].全球教育展望，2022，51（1）：3-22.

[2] 袁晓霞，卓毅.构建小学数学“AI+教师”双师协同教学课堂的研究[J].福建轻纺，2022（7）：41-44.

[3] 赵彩亮.基于设计思维教学法的小学语文项目式学习理念与实践模型[J].教学与管理，2024（18）：85-88.

[4] 利莹莹.小学数学跨学科主题学习的探索与实践：以“生活中的度量衡”主题为例[J].教育观察，2023，12（35）：1-4，11.

（责编    金    铃）