教育信息技术2024年第10期专题研究
面向跨学科问题解决能力培养的
初中信息科技单元教学设计研究*
张琳
（广东华侨中学，广东广州510030）
【摘?要】随着人工智能技术的迅速发展和教育改革的深入，跨学科教学成为培养学生综合能力和创新思维的重
要途径。本文基于初中信息科技课程，以培养学生在真实情境中综合运用知识解决问题的能力为导向；设计了一个面
向跨学科问题解决能力培养的单元教学方案。文章详述了教学设计的过程，以“用Python分析大数据—机器学习
之KNN算法”单元教学实践为例加以详细研究，通过创新的跨学科教学设计，为提升学生的信息科技素养和跨学科问
题解决能力提供有效的策略。
【关键词】初中信息科技课程；跨学科；问题解决能力；单元教学；教学设计
一、问题的提出乏多方参与以及多维度、多元化的评价，无法全面反映
学生的学习成果和成长轨迹。在这一背景下，本文聚焦
《义务教育课程方案（2022年版）》明确提出，注重
于初中信息科技人工智能课程，探索如何通过有效的跨
培养学生在真实情境中综合运用知识解决问题的能力；
学科单元教学设计，增强课程的实践性和创新性，从而
强调跨学科主题学习应培养学生核心素养，包括科学精
提升学生的解决问题能力和知识迁移能力。
神、实践创新和责任担当等，以培养科技创新人才、落
[1]二、面向跨学科问题解决能力培养的初中信息科技
实立德树人根本任务。由此可见，跨学科问题解决能
力的培养应该激发学生的创造力和创新精神，有助于学人工智能课堂特征
生更好地适应未来社会的挑战。
（一）跨学科问题解决能力培养的理论基础
信息科技课程尤其是人工智能模块，是培养学生跨跨学科问题解决能力的培养是21世纪教育的核心
学科解决问题能力的重要载体。近年来，国家大力推进目标之一，它源于教育理论中的“整合学习”和“复杂
青少年人工智能教育，旨在通过教育体系的改革与创新，问题解决”理念。整合学习强调知识的横向联系，通过
培养适应未来智能化社会的新型人才。但在实践中也存多学科的融合，使学生能够在解决实际问题时将不同领
在多方面的问题和挑战。第一，教育观念陈旧。只重视域的知识融会贯通。这种学习方式源于20世纪60年代
技术的训练，忽视理论结合及计算思维培养。第二，信的“综合课程运动”，它倡导超越学科界限，追求知识
息科技教师师资力量短缺。部分信息科技课教师兼任人的整体性和关联性。复杂问题解决理论源于心理学家斯
工智能课程教学，对人工智能技术前沿新知识缺乏深入金纳的“操作条件反射”理论以及认知心理学家纽厄尔
了解。第三，软硬件资源有限。许多学校在现代科技教和西蒙的信息加工理论。该理论认为，问题解决能力包
学资源建设上经费投入不足。第四，课程设计缺乏跨学括理解问题、寻找信息、分析与综合、形成假设、检验
科整合。信息科技学科独立教学，与其他学科的整合度假设以及调整策略等一系列认知过程。
不高。第五，评价方式单一。主要采取终结性评价，缺STEAM教育理念的提出，强调科学、技术、工程、
*本文系广州市教育科学规划2022年度课题“面向问题解决能力的人工智能课程体系开发与实践研究”（课题立项号：202213