学科教学中融入人工智能素养培养的策略研究-结题报告

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学科教学中融入人工智能素养培养的策略研究结题报告摘要人工智能素养已成为中小学生面向智能时代必备的基本素养之一，而如何在国家课程框架内、不另设独立课程、不额外增加课时的前提下把这一素养的培养融入学科课堂，是当前中小学普遍面临的现实难题。本研究以“学科教学中如何有效融入人工智能素养培养”为核心问题，以云台市云溪县城关小学为主要研究基地，联合协作片区5所小学，覆盖语文、数学、英语、科学、道德与法治、艺术6个学科。研究把学生人工智能素养划分为人工智能意识与兴趣、人工智能知识与理解、人工智能应用与创造、人工智能伦理与安全四个维度，综合运用文献研究法、内容分析法、问卷调查法、访谈法、课堂观察法、行动研究法与案例研究法，对6个学科4至6年级教材进行内容分析，梳理人工智能素养融入点126个；在6所小学发放学生问卷1150份，回收有效问卷1083份，并对教师32人、学生45人进行深度访谈。研究建构了“三维九点”融入点识别方法、“目标—情境—活动—评价”四环嵌入的融入式课例设计路径与跨学科主题学习组织方式，形成融入策略框架与实施建议，开发融入式课例84节、跨学科主题学习活动8个。经过两轮行动研究，重点参与学生的素养总均分由3.08提升至3.63，能够独立设计融入式课例的教师比例由12.5%提升至58.0%。研究认为，学科教学中融入人工智能素养培养的关键，在于找准与学科目标自然关联的融入点、坚持学科为主与素养为魂的统一、以低门槛任务减轻教师负担，并在融入过程中同步开展技术边界与伦理安全引导。关键词：学科教学；人工智能素养；课程融合；融入点；跨学科主题学习；课例开发一、课题概述（一）研究缘起国家课程是中小学教学的基本载体，学生绝大部分在校学习时间都在学科课堂中度过。人工智能素养作为面向智能时代的必备素养，若仅依靠信息科技课程或零散的专题讲座来培养，受课时与师资的限制，很难面向全体学生。因此，把人工智能素养的培养融入各学科教学，使学生在日常的学科学习中潜移默化地形成相关意识、理解与应用能力，成为一条值得深入探索的路径。然而，学科教学有其自身的教学目标与进度要求，如何在完成学科教学任务的同时承载人工智能素养培养，而不使其沦为“贴标签”或额外负担，是实践中的难点。云溪县城关小学是一所县城小学，专任教师108人，设6个学科教研组。课题组在前期的课堂观察中发现，部分教师已经尝试在学科教学中引入人工智能相关内容，但多停留在“课上演示一次智能工具”的层面，既缺少与学科目标的关联，也缺少素养培养的自觉；同时，教师普遍担心“融入会挤占学科教学时间”。这种“想融不会融、融了难持续”的状态，促使课题组把研究聚焦于学科课堂中的融入策略。（二）研究任务与完成情况开题时，课题组围绕“融入点梳理—策略建构—课例开发—实践检验—总结提炼”的逻辑，确定了六项研究任务。两年来各项任务按计划推进并如期完成。在融入点梳理方面，课题组对语文、数学、英语、科学、道德与法治、艺术6个学科4至6年级教材进行系统内容分析，梳理出人工智能素养融入点126个，形成融入点清单与分布分析。在现状诊断方面，编制了《小学生人工智能素养调查问卷》与教师、学生访谈提纲，完成1083份有效学生问卷与77人次访谈，形成现状调研报告。在策略建构方面，建构了“三维九点”融入点识别方法与“目标—情境—活动—评价”四环嵌入设计路径，形成融入策略框架。在课例与跨学科设计方面，开发了融入式课例设计模板与跨学科主题学习方案，形成融入式课例84节、跨学科主题学习活动8个。在实践检验方面，在本校6个教研组与3所协作学校开展两轮行动研究，重点观察学生486名。在总结提炼方面，完成数据统计、成效分析与案例撰写，并组织了校内外推广。研究任务完成情况如表1所示。表1研究任务与完成情况对照表序号开题确定的研究任务完成情况主要阶段成果1各学科人工智能素养融入点的梳理完成，覆盖6个学科4至6年级教材，梳理融入点126个融入点清单与分布分析2小学生人工智能素养与学科融入现状调研完成，有效学生问卷1083份、访谈77人次现状调研报告3学科融入策略框架的建构完成，形成“三维九点”识别方法与四环嵌入设计路径融入策略框架4融入式课例与跨学科主题学习的开发完成，形成课例84节、跨学科主题学习活动8个课例集、跨学科方案5融入策略的实践检验与优化完成，两轮行动研究，重点观察学生486名检验数据报告6实施建议与资源包建设完成，形成实施建议与6类资源包实施建议、资源包二、研究背景与问题提出（一）政策要求与现实需求《教育强国建设规划纲要（2024—2035年）》提出实施国家教育数字化战略，强调推动人工智能与教育教学深度融合，并对培养学生适应智能时代的能力提出了要求。《义务教育课程方案（2022年版）》明确提出加强课程综合、注重学科关联，要求各门课程用不少于10%的课时设计跨学科主题学习活动，为学科之间的贯通提供了制度空间。《关于加强中小学人工智能教育的通知》要求推动人工智能教育融入教育教学全过程，而《中小学人工智能通识教育指南（2025年版）》进一步指出，中小学人工智能教育可与信息科技、科学、综合实践等课程结合实施，鼓励采用跨学科主题学习的方式，避免简单增设课程、加重学生负担。上述政策指向同一个方向：人工智能素养的培养应主要依托现有课程体系，在学科教学的日常情境中自然展开。然而政策要求与现实之间仍存在落差。课题组在本校及协作片区的走访显示，教师年均参与人工智能相关教研不足6学时，能够独立设计学科融入式课例的教师比例不足八分之一，多数教师对“融入什么、怎么融入、融入到哪里”缺少清晰认识。政策的“应然”与课堂的“实然”之间存在明显张力，这构成了本研究的问题起点。（二）拟解决的核心问题本研究拟解决三个核心问题。第一，学科教材与课堂中可供承载人工智能素养培养的融入点在哪里、分布如何。这一问题意在摸清“融什么”，即通过内容分析与课堂观察，找出各学科内容与教学环节中与人工智能素养四维发生关联的节点，并弄清其分布特征与学科差异，避免融入的随意性。第二，怎样的融入策略能够实现学科教学目标与人工智能素养培养的相容统一。这一问题意在回答“怎么融”，即在不额外增加课时、不改变学科主干的前提下，通过目标、情境、活动与评价的嵌入，使素养培养与学科学习相互促进，而不是彼此挤占。第三，融入策略对学生的人工智能素养与学科学习产生了什么影响、是否可持续。这一问题意在回答“融得值不值”，即通过前后测与课堂观察检验融入的实际效果，并明确其适用条件，使成果具备可复制性。（三）国内外研究现状围绕本研究主题，已有研究大致可归为三条线索。第一条是人工智能素养内涵与框架研究。在数字素养、信息素养的基础上，学界逐步提出人工智能素养概念，普遍认为其不仅包含技术知识与操作技能，还包含对人工智能的理解、应用与创造能力，以及相应的伦理与安全意识；面向学生时，研究强调素养培养应结合具体情境、以体验与应用为主，避免陷入单纯的技术传授。第二条是课程整合与跨学科主题学习研究。已有研究指出，素养导向的课程改革要求打破学科壁垒，通过学科关联与跨学科主题学习实现知识的综合运用；跨学科主题学习不是学科内容的简单叠加，而是围绕真实问题组织学习任务，使学生在解决问题中形成综合素养。第三条是人工智能教育与学科教学融合的研究。相关研究认为，把人工智能教育融入学科教学需要找准结合点，处理好学科目标与素养目标的关系，既不能以技术占用学科教学，也不能使融入流于形式；同时强调融入应考虑教师的负担与实际条件。总体而言，已有研究为本研究提供了框架基础与经验借鉴，但仍存在两点不足：一是面向小学学段、系统梳理各学科融入点的研究相对薄弱，多数成果停留在原则阐述或单科案例层面，缺少覆盖多学科的融入点图谱；二是对融入策略如何在不加重负担的前提下落地、如何与跨学科主题学习衔接，缺少可操作的设计路径与实证检验。这正是本研究的切入点。三、研究目标、内容与方法（一）研究目标本研究的总目标是：立足小学课程体系与学科教学实际，梳理各学科中人工智能素养的培养融入点，建构并检验一套不另设课程、不增加课时、落点在学科课堂的融入策略，形成可操作、可复制的实践方案，为学生人工智能素养培养提供学科路径。具体目标包括四个方面：一是通过内容分析与课堂观察，形成覆盖6个学科的融入点清单与分布图谱；二是建构融入策略框架与融入式课例设计路径，形成可供教师直接使用的设计工具；三是设计跨学科主题学习方案，使学科融入与综合运用相互衔接；四是检验融入策略对学生人工智能素养与学科学习的影响，形成课例集、实施建议与研究报告并加以推广。（二）研究内容本研究包含四项内容。第一，各学科人工智能素养融入点的梳理与分析。以《义务教育课程方案（2022年版）》与各学科课程标准为依据，把学生人工智能素养划分为人工智能意识与兴趣、人工智能知识与理解、人工智能应用与创造、人工智能伦理与安全四个维度，对语文、数学、英语、科学、道德与法治、艺术6个学科4至6年级教材进行内容分析，结合课堂观察，梳理出与四维发生关联的融入点，分析其在学科、维度与教学环节上的分布特征，形成融入点清单。第二，学科融入策略框架的建构。针对调研中反映的“融入随意、缺乏自觉”问题，研究从融入点识别与融入式设计两个层面建构策略：一方面提出“三维九点”融入点识别方法，从学科内容、教学环节、跨学科主题三个方面帮助教师定位融入点；另一方面形成“目标—情境—活动—评价”四环嵌入的设计路径，把素养目标嵌入学科教学目标，把人工智能情境嵌入学科内容，把体验与创造任务嵌入学科活动，把素养表现嵌入学科评价。第三，跨学科主题学习的设计。围绕人工智能相关主题，整合两个以上学科设计主题学习活动，明确主题选择、任务设计与学科协同方式，使学生在真实问题解决中综合运用学科知识与人工智能素养，形成跨学科主题学习方案。第四，融入策略的实践检验与课例开发。开发融入式课例设计模板、课堂观察量表与教师工作坊方案，在本校6个教研组与3所协作学校开展两轮行动研究，开发融入式课例84节，通过前后测与课堂观察检验策略效果并迭代优化，形成课例集、实施建议与研究报告。（三）研究方法本研究综合运用六种方法。文献研究法用于梳理人工智能素养框架、课程整合与跨学科主题学习的相关成果，形成不少于两万字的文献综述笔记。内容分析法用于融入点梳理，以6个学科4至6年级教材为对象，建立分析类目并逐单元编码，梳理融入点126个并统计其分布。问卷调查法用于现状诊断与效果检验，编制《小学生人工智能素养调查问卷》，共四个维度、30道题目，采用五点计分，先在62名学生中开展预调研并删改题目2道，正式调研回收有效问卷1083份，效果检验阶段配对有效样本486份，数据使用统计软件进行信效度检验、描述统计与差异检验。访谈法用于了解教师与学生的真实体验，对32名学科教师和45名学生进行半结构化访谈，每次约20至35分钟，访谈文本经主题编码后与问卷数据相互印证。课堂观察法用于记录融入的落实情况，制定课堂观察量表，围绕融入点的自然度、学生参与度与素养表现进行记录，两轮行动研究共观察课例84节。行动研究法与案例研究法用于策略的检验与经验呈现，通过“计划—行动—观察—反思”循环优化融入策略，并选取两个学科教研组与两名学生进行深入跟踪。（四）理论依据本研究的理论依据主要有三方面。一是课程整合与素养导向教学理论。素养的形成依赖学生在真实情境中的持续实践，孤立的技能训练难以迁移为素养；课程整合强调学科之间的关联与知识的综合运用，为把人工智能素养培养嵌入学科教学提供了依据。这提示本研究应把素养目标与学科目标统一起来，通过情境化的学科活动承载素养培养，而非在学科之外另行安排训练。二是跨学科主题学习相关认识。围绕真实问题组织跨学科学习，有助于学生在解决问题中综合运用多学科知识与能力，也为人工智能素养这一综合性、情境性素养的培养提供了载体。三是建构主义与情境学习理论。学习发生在具体情境与社会互动之中，学生需要在动手、体验与合作中建构理解。据此，本研究主张以低门槛、可体验的任务切入，让学生在学科活动中理解人工智能的功能与边界；同时强调人工智能技术本身存在准确性不足、可能带有偏见、涉及数据安全等局限，融入过程必须同步开展技术边界与伦理安全引导，避免形成对技术的盲目依赖。四、研究过程（一）准备与设计阶段（2027年1月—3月）本阶段的核心任务是把研究问题转化为可操作的方案，并完成组织、工具与前期准备。课题组在2027年1月召开第一次全体会议，明确研究边界：聚焦学科课堂、聚焦人工智能素养培养的学科融入，不另设独立课程、不增加学科课时、不改变学科主干内容，也不涉及教师人工智能素养的单独提升，以避免研究目标发散。会议确定以云溪县城关小学为主要研究基地，联合协作片区5所小学，覆盖语文、数学、英语、科学、道德与法治、艺术6个学科。随后，课题组走访了6所拟合作学校，与各校教学管理人员沟通研究意图，确定由本校教务部门统筹、各协作学校指定1名联络教师的组织架构。在工具准备上，课题组依据各学科课程标准并结合小学生认知特点，编制了《小学生人工智能素养调查问卷》初稿，共设人工智能意识与兴趣、人工智能知识与理解、人工智能应用与创造、人工智能伦理与安全四个维度、30道题目，采用五点计分。2月下旬，课题组在62名学生中开展预调研，根据作答反馈删改表述超出理解范围、指向重复的题目2道，形成正式问卷。同时编制了面向教师和学生的两份半结构化访谈提纲，以及课堂观察量表初稿。在融入点准备上，课题组选取语文与科学各一个单元进行试分析，初步建立内容分析的类目，验证融入点识别方法的可行性。在制度准备上，课题组与本校6个学科教研组逐一沟通，商定把研究嵌入常态教研与常规课堂，坚持“不额外增加课时、不额外增加书面材料”的原则。3月下旬，课题组完成工具核定与调研工作安排表，明确各校发放与回收的时间节点与责任人。本阶段共召开研讨会议4次，形成《研究实施方案》《调查工具（初稿）》与《协作学校合作意向书》等阶段成果。遇到的主要问题是部分教师担心“融入会不会影响学科成绩”，课题组通过明确“学科为主、素养为魂”的定位逐步消除了顾虑。（二）现状调研与诊断阶段（2027年4月—7月）本阶段完成了教材融入点梳理与现状数据采集，形成了融入点清单与素养现状画像。课题组先以内容分析法对6个学科4至6年级教材进行逐单元编码，初步梳理出人工智能素养融入点126个，其中科学学科最多，艺术与数学学科次之。在此基础上，课题组开展问卷调查，在6所小学4至6年级发放问卷1150份，回收有效问卷1083份，有效回收率为94.2%。样本中，本校学生468人，占43.2%；协作片区学校学生615人，占56.8%。年级方面，四年级372人，五年级366人，六年级345人。样本的基本分布如表2所示。表2调研样本分布与基本情况表（N=1083）项目类别人数占比学校类型城关小学（本校）46843.2%学校类型协作片区小学61556.8%年级四年级37234.3%年级五年级36633.8%年级六年级34531.9%性别男55651.3%性别女52748.7%校外接触智能工具情况经常接触21419.8%校外接触智能工具情况偶尔接触48644.9%校外接触智能工具情况基本没有38335.3%信度检验显示，总量表Cronbach'sα系数为0.906，四个分维度的α系数介于0.792至0.878之间，结构效度检验的KMO值为0.884，说明工具有良好的信效度。描述统计结果如表3所示。表3小学生人工智能素养现状（前测）四维描述统计表（N=1083）维度题项数均值标准差薄弱题项占比人工智能意识与兴趣73.520.7019.6%人工智能知识与理解82.940.8142.3%人工智能应用与创造82.710.8549.7%人工智能伦理与安全73.080.7433.5%总体303.080.78—结果表明，小学生的人工智能素养总体处于中等偏下水平，四个维度中“人工智能应用与创造”得分最低，“人工智能知识与理解”次之，“人工智能意识与兴趣”相对最高，呈现“兴趣浓、理解浅、应用弱”的结构特征。差异分析显示，六年级学生在“知识与理解”维度上的得分略高于四、五年级，与其认知发展水平相称；校外经常接触智能工具的学生在“意识与兴趣”“应用与创造”两个维度上的得分显著高于基本没有接触的学生，但在“伦理与安全”维度上并无明显优势，提示校外接触并不必然带来素养的均衡发展，这一发现进一步凸显了学科课堂系统培养的必要性。结合课堂观察，课题组进一步发现，学生接触人工智能的主要途径是校外，校内学科课堂中的相关渗透很少，且多集中于科学学科；在语文、数学等学科中，教材里已有一些与数据、信息的价值判断、算法思维等相关的内容，但教师很少意识到这些内容可以承载人工智能素养培养。对32名学科教师的访谈印证了这一判断，教师普遍反映“不知道哪里能融、怕融了跑题”，也担心缺少合适的素材与任务。对45名学生的访谈则显示，学生对人工智能充满好奇，但对“人工智能能做什么、不能做什么”“使用中要注意什么”缺少清晰认识，对生成内容的真实性、个人信息的保护等问题的回答较为笼统。综合问卷、访谈与观察，课题组把学科融入的现实症结概括为“三缺三多”，即缺融入点意识、缺设计方法、缺可用课例，机械演示多、学科关联少；碎片尝试多、系统设计少；教师讲授多、学生参与少，并把“融入点不清、策略不明、负担偏重、衔接不畅”确定为策略建构的四个着力点。本阶段形成《小学生人工智能素养与学科融入现状调研报告》与融入点清单各1份，召开诊断研讨会2次。（三）方案建构/工具开发阶段（2027年8月—11月）本阶段的任务是把调研发现转化为可操作的融入方案。针对“融入点不清、策略不明、负担偏重、衔接不畅”四个着力点，课题组经过反复研讨，形成三项核心设计。第一项是“三维九点”融入点识别方法。课题组把融入点从三个方面加以定位：学科内容之维，指向教材中与数据、信息、算法、智能应用及价值判断相关的内容节点，分为“信息与数据”“算法与程序”“智能应用”“伦理与安全”四点；教学环节之维，指向导入、探究、练习、评价等环节中可承载素养培养的节点，分为“情境导入”“任务探究”“作品创造”“反思评价”四点；跨学科主题之维，指向可与人工智能主题建立关联的综合性节点，即“跨学科主题”一点。三个方面合为九点，教师据此可以快速判断某节课是否存在融入可能、可从哪一点切入。第二项是“目标—情境—活动—评价”四环嵌入的融入式课例设计路径。目标环要求把素养目标转化为与学科目标相衔接的具体表现；情境环要求选取学科内容中自然关联的人工智能情境，避免生硬嫁接；活动环要求设计低门槛、可体验、学生参与的任务，如资料整理、数据对比、作品生成与同伴互评；评价环要求在学科评价中增加素养表现的观察点。第三项是跨学科主题学习组织方式，围绕人工智能相关主题，明确主题选择、任务设计与学科协同的规则，形成8个跨学科主题学习方案。在方案论证中，课题组特别强调融入的边界：融入必须服务并依托学科教学目标，不得以技术演示占用学科学习；涉及学生个人信息的内容不得输入校外工具；素材与案例中不出现真实商业产品名称。本阶段共召开方案论证会3次，邀请县内教研人员提出修改意见13条，形成《学科融入人工智能素养培养策略框架（试行）》《融入式课例设计模板》与《跨学科主题学习方案》等阶段成果。遇到的主要困难是部分融入点与学科目标关联较弱，课题组通过在小范围内试教、逐条筛选自然度较高的融入点进行了调整。融入点在学科与维度上的分布如表4所示。表4各学科人工智能素养融入点分布表（单位：个）学科意识与兴趣知识与理解应用与创造伦理与安全合计语文454417数学565420英语343313科学9119736道德与法治332614艺术668626合计30353130126（四）实践检验阶段（2027年12月—2028年8月）本阶段是研究的核心环节，分两轮行动研究推进。第一轮行动研究于2027年12月至2028年3月在本校语文、科学与数学3个教研组以及1所协作学校试点，重点观察学生172名，开发融入式课例31节。课题组按“四环嵌入”路径每月组织一次融入式课例研讨，课例由学科教师基于本班教学进度自主设计，课题组成员与教研组同伴共同观课、议课。试点中发现三个问题：一是融入点选得过多，一节课想承载四个维度，反而显得生硬，课题组随即提出“一课一主点、辅以一点”的原则，要求每节课聚焦一个主要融入点；二是部分融入任务流于演示，学生只是观看，课题组据此增加了“人人动手”的要求，把任务设计为学生可操作的资料整理、数据对比或作品生成；三是评价环节难以落实，课题组把素养表现的观察点精简为三条，减轻教师记录负担。第二轮行动研究于2028年4月至8月扩展至本校6个学科教研组和3所协作学校，在总结第一轮经验的基础上，增加了跨学科主题学习的比重，并引入教师工作坊共同打磨课例，新增重点观察学生314名。两轮行动研究共开发融入式课例84节，其中第一轮31节、第二轮53节，形成跨学科主题学习活动8个，两轮累计重点观察学生486名。课例开发与行动研究开展情况如表5所示。表5两轮行动研究与融入式课例开发情况表轮次时间参与教研组重点观察学生开发课例跨学科主题学习第一轮2027年12月—2028年3月本校3个、协作校1个172名31节3个第二轮2028年4月—8月本校6个、协作校3个314名53节5个合计—10个486名84节8个实践检验期间，课题组通过前后测、课堂观察与教研记录持续收集数据。课堂观察显示，教师参与融入设计的意愿在前期增长较慢，部分教师仍担心融入会影响教学进度；随着课例示范与工作坊支持的增加，教师的顾虑逐步减少。观察还发现，学科融入中学生的参与度明显高于教师演示的方式，尤其在“作品创造”与“反思评价”环节，学生表现出较强的兴趣。教师反映的问题集中在两点：一是备课需要额外寻找素材，时间成本偏高，课题组据此建立了共享资源包，按学科与融入点分类提供可改造的素材；二是跨学科主题学习涉及多学科协同，排课与协调难度较大，课题组与教务部门协商，把跨学科主题学习纳入学期教学计划，利用综合实践活动与学科整合课时统筹安排，不额外增加课时。两轮之间课题组召开中期复盘会，据此对融入点密度与任务难度作出调整，适当降低了知识与理解维度的要求，把重点放在应用与创造、伦理与安全两个维度上。本阶段形成《实践检验数据分析报告》《学科融入人工智能素养培养融入式课例集》等成果，并完成前后测配对数据486份。（五）总结提炼阶段（2028年9月—12月）本阶段的任务是对两年研究进行系统梳理、凝练与提升。课题组首先完成了全部数据的复核与统计，对486份配对样本进行前后测对比分析，对77人次访谈文本进行主题编码，对84节融入式课例按学科与融入点分类整理。在此基础上，课题组召开成果凝练研讨会5次，围绕“学科融入为何能够带来素养变化”“融入策略发挥作用的条件是什么”两个问题深入讨论，提炼出若干规律性认识，如融入点须与学科目标自然关联、融入应坚持学科为主与素养为魂、低门槛任务有助于减轻教师负担、伦理与安全引导应贯穿融入过程。课题组还邀请县教研室与教师发展中心的研究人员对成果进行评议，根据意见对策略框架与实施建议进行修订，形成正式版《学科教学中融入人工智能素养培养的策略》。本阶段遇到的主要问题是如何界定成果的适用边界。课题组经过讨论认为，策略框架与融入点清单对课程标准与教材版本有较强的依附性，在不同教材版本使用时需要重新梳理融入点，因此在正式文本中明确了适用前提与改造建议。课题组还梳理出策略发挥作用的条件：学校愿意把融入纳入学期教学与教研计划；学科教师具备基本的学科教学能力与开放态度；学校具备基本的终端与网络条件。同时对两年的研究资料进行系统归档，包括问卷原始数据、访谈转写文本、课例材料与课堂观察记录，形成了完整的证据链。本阶段共形成研究报告1份、修订后的策略文本1份、实施建议1份、课例集1册、跨学科主题学习方案1套、典型案例2个，为成果推广奠定了基础。五、研究成果（一）认识性成果第一，学科教学是学生人工智能素养培养的可行主渠道，其有效性取决于融入点与学科目标的自然关联程度。研究发现，学生人工智能素养的提升并不必然依赖专门的课程或额外的课时，在学科课堂中同样可以实现，但前提是融入点与学科内容之间存在内在关联。当融入点来自学科内容本身（如科学课中的数据与算法、语文课中信息真伪的辨别、艺术课中的作品生成），学生的参与和理解为学科学习服务，素养培养也就顺理成章；当融入点是为了“用技术而用技术”硬性嫁接时，学生往往只记住了一次热闹的演示，素养并无实质增长。这一认识提示，学科融入的第一步不是选择工具，而是找准融入点，把素养培养建立在学科逻辑之上，做到“融得进去、融得自然”。第二，学科融入应坚持“学科为主、素养为魂”，素养培养不能以挤占学科教学为代价。研究反复验证，融入一旦与学科教学目标冲突，就会两头落空：教师因担心进度而抵触，学生因任务与学习无关而分心。因此，融入式课例设计必须首先明确学科目标，再在实现学科目标的过程中嵌入素养目标，使二者相互促进而非彼此竞争。实践中，“一课一主点、辅以一点”的原则有效地化解了这一矛盾，它既保证每节课的素养培养有清晰指向，又避免因贪多而稀释学科教学。这一认识说明，学科融入不是一个“加法”问题，而是一个“兼容”问题，需要在设计层面把两类目标统一起来。第三，融入的可持续性取决于教师负担与技术支持，低门槛任务与共享资源是维持融入常态的关键条件。研究显示，教师是否愿意在常态课中融入，很大程度上取决于融入是否“划算”——即所付出的备课与实施成本是否与可见收益相匹配。当融入需要教师额外寻找素材、学习复杂操作时，即使理念认同也难以坚持；当融入依托共享资源包、采用低门槛任务时，教师的参与意愿明显提高。同时，研究注意到人工智能技术本身存在生成内容准确性不足、可能带有偏见、涉及数据安全等局限，学生的过度依赖也可能削弱其独立思考。因此，融入的过程必须同步开展技术边界与伦理安全引导，把“会用”与“善用”“慎用”统一起来。（二）操作性成果第一，“三维九点”融入点识别方法与学科融入点清单。该方法从学科内容、教学环节、跨学科主题三个维度出发，把融入点细化为九个可操作的观测点，帮助教师快速判断某节课的融入可能。配套形成的学科融入点清单覆盖语文、数学、英语、科学、道德与法治、艺术6个学科4至6年级教材，共梳理融入点126个，并对每个融入点标注所属维度、教学环节与建议任务。清单以表格形式呈现，教师可按学科与单元检索，直接作为备课参考，解决了“不知道哪里能融”的问题。该方法要素构成如表6所示。表6学科融入人工智能素养培养策略框架要素表策略核心要素主要做法配套工具融入点识别策略“三维九点”识别方法从学科内容、教学环节、跨学科主题三维定位融入点融入点清单、教材分析类目表融入式课例设计策略目标、情境、活动、评价四环嵌入素养目标与学科目标衔接，情境自然关联，任务低门槛可体验融入式课例设计模板跨学科主题学习策略主题、任务、协同围绕人工智能主题整合多学科，设计真实问题任务跨学科主题学习方案课例开发与研磨策略低负担、可复制一课一主点，工作坊共同打磨，形成资源包课例集、共享资源包第二，“目标—情境—活动—评价”四环嵌入的融入式课例设计路径与设计模板。该路径把融入式课例的设计拆解为四个依次衔接的环节：目标环解决“素养目标怎样与学科目标衔接”，情境环解决“从哪个学科内容自然引出人工智能情境”，活动环解决“设计怎样的低门槛学生任务”，评价环解决“怎样在学科评价中观察素养表现”。每一环都配有操作要领、常见误区提示与示范片段，形成可直接填写使用的设计模板。教师使用该模板时，无需改变原有备课结构，只需在既定教学流程中标注融入点与素养表现，即可完成一节课的融入设计。第三，跨学科主题学习方案与融入式课例集。跨学科主题学习方案围绕人工智能相关主题，整合两个以上学科设计8个主题学习活动，每个方案明确主题、涉及学科、学习任务、课时安排与学科协同方式，并利用综合实践活动与学科整合课时统筹实施，不额外增加课时。融入式课例集收录两轮行动研究开发的课例84节，按学科与融入点分类编排，每节课例包含学科目标、主要融入点、技术使用环节、学生任务与课后反思，可直接供学科教师参考与改造使用。第四，学科融入人工智能素养培养实施建议与共享资源包。实施建议系统阐述了融入的原则、策略、操作流程与条件要求，并明确了适用前提：策略框架与融入点清单依附于特定教材版本，跨版本使用需重新梳理融入点；融入应坚持学科为主、素养为魂；涉及学生个人信息的内容不得输入校外工具。共享资源包按学科与融入点分类，包含6类资源，即融入点清单、课例设计模板、示范课例、跨学科方案、学生任务单与课堂观察量表，教师可按需取用并二次改造，降低了融入的备课成本。（三）实践成效总述从整体看，本研究形成了从“融入点梳理”到“策略建构”“课例开发”再到“实践检验”的完整链条，产出的融入点清单、策略框架、设计模板、跨学科方案与课例资源相互配套，具备较强的可操作性。参与学生的人工智能素养水平获得明显提升，学科课堂中学生的参与度有所增强，教师在融入设计上的自觉性与能力明显提高。就覆盖面而言，研究直接服务6所小学、1083名受访学生，重点观察学生486名，覆盖6个学科，形成融入点126个、融入式课例84节、跨学科主题学习活动8个。在价值判断上，课题组始终以“学科学习是否真的受益、学生素养是否真的增长”为标准，既看到融入带来的课堂活力，也不回避其局限，持续引导师生关注内容的准确性、技术的边界与使用的伦理责任。（四）成果的应用与推广研究成果先后在本校6个学科教研组、协作片区小学应用，并通过县级教研活动向其他小学辐射。在校内，融入点清单与课例设计模板被纳入本校备课常规，教师可在原有备课基础上完成融入设计；在协作片区，6所小学依托共享资源包开展融入式课例研讨，把研究成果转化为常态教研内容；在县级层面，课题组围绕“学科教学中如何融入人工智能素养培养”开展专题交流3场，向小学学科教师及教研人员分享经验。推广中，课题组坚持“提供支持而非增加负担”的原则，向使用者说明策略的适用条件，提醒其结合本校教材版本与教研基础作出调整。反馈显示，融入点清单与课例设计模板因结构清晰、便于使用而受到欢迎，跨学科主题学习方案因“拿来就能改”而获得较高使用率。也有教师提出，部分示范课例与本校学情差距较大，需要自行改造；还有学校反映，跨学科主题学习的排课协调难度较大，需教务部门统筹支持。这些意见提示，成果推广需保留再加工的空间，并应以教师自愿参与和实际受益为前提。六、研究成效分析（一）学生层面的变化学生层面的变化是本研究最直接的效果体现。课题组对重点参与学生进行了前后测，剔除无效与不配对样本后，配对有效样本为486份。前后测对比结果如表7所示。表7小学生人工智能素养前后测对比表（N=486）维度前测均值后测均值提升幅度效应量Cohen'sd人工智能意识与兴趣3.524.02+0.500.91人工智能知识与理解2.943.50+0.561.02人工智能应用与创造2.713.38+0.671.18人工智能伦理与安全3.083.62+0.540.96总体3.083.63+0.551.05统计结果显示，四个维度的后测均值均显著高于前测，总体效应量达到1.05，属于较大效应。其中“人工智能应用与创造”维度提升幅度最大，印证了以学科活动承载素养培养的取向是有效的；相对而言，“人工智能意识与兴趣”维度提升幅度最小，这是因为该维度前测得分已经较高，接近饱和。从行为指标看，能够在学科学习中主动联系人工智能相关内容并提出问题的学生比例由14.6%提升至43.5%；在小组任务中能够完成资料整理、数据对比或作品创造等应用类任务的学生比例由21.3%提升至58.4%；在涉及信息真伪、数据安全等情境判断中能够给出合理判断的学生比例由26.8%提升至61.2%。访谈中学生的变化集中在三个方面：一是“会联想了”，能够在学科学习中想到人工智能与所学内容的联系；二是“敢动手了”，愿意尝试完成应用与创造类任务；三是“有分寸了”，开始主动关注信息是否可靠、个人信息是否安全。从群体差异看，五年级学生的提升幅度略高于四、六年级，可能与这一学段既具备一定认知基础、又对新鲜事物兴趣浓厚有关；科学学科参与班级的学生在“应用与创造”维度上的提升较为突出，艺术学科参与班级的学生在“意识与兴趣”维度上提升明显，这提示不同学科的融入优势各有侧重。除素养量表之外，课题组还借助课堂观察与教师评价，考察了学生在学科学习中的表现变化。观察记录显示，参与班级在融入式课例中，学生主动提问与表达的比例明显上升，小组任务的完成质量有所提高。任课教师反映，融入带来的真实情境往往比单纯的知识讲授更能调动学生，尤其在科学、艺术学科中，学生对任务的投入度较高。需要说明的是，学科学习表现的改善与素养提升并不完全同步，个别学生在应用类任务中表现积极，但学科基础知识的掌握并未因此提高，这提示融入仍需以学科目标的达成为底线，不能本末倒置。（二）教师层面的变化教师层面的变化集中体现在融入意识与设计能力的提升上。研究启动前，能够独立设计学科融入式课例的教师比例为12.5%，多在公开课或展示活动中偶一为之，常态课中很少融入；研究实施后，这一比例提升至58.0%，教师在常态课中融入的自觉性明显增强。教师反映的变化主要有三点：一是“看得见融点了”，能够对照融入点清单判断某节课的融入可能；二是“有方法了”，能够按照四环嵌入路径完成融入设计；三是“负担轻了”，依托共享资源包，融入备课的时间成本明显低于最初的预期。从各学科教研组的参与看，科学组因融入点最丰富而推进较快，语文、艺术组则结合学科特点形成了“信息辨别”“作品生成”等特色融入方式，道德与法治组在伦理与安全维度的融入上形成了较为系统的设计。访谈中，有教师提到，最初担心“融入会打乱教学节奏”，实际尝试后发现，只要融入点选得准、任务设计得简单，学科教学反而因情境真实而更有吸引力。当然，也有少数教师两年中变化有限，其共同特征是参与融入设计的主动性较弱、所在教研组的研究氛围相对淡薄，这提示融入能力的提升既取决于策略本身的可用性，也取决于教研组的支持强度与个体意愿。从融入课例的数量分布看，教师在两年中人均开发融入式课例4至5节，其中约三分之一直接进入常态课，其余作为公开课或研讨课使用。课题组还注意到，随着融入经验积累，教师对技术使用的判断趋于审慎，从最初“能用就用”转向“有必要才用”，这一转变本身即是融入能力走向成熟的标志。（三）学校层面的变化在学校层面，学科融入已纳入本校学期教学与教研工作计划，成为教研组活动的常规内容，学校在时间安排、场地设备与资源建设上提供了力所能及的支持，并把融入式课例的研磨情况纳入教研组学期考核。学校还依托本研究形成了校本资源库，把融入点清单、课例设计模板、示范课例与跨学科方案分类归档，供教师按需取用。教学管理人员反映，教师主动讨论学科融入的场景有所增多，教研活动从“统一进度、布置任务”逐步转向“围绕融入点磨课”。在协作片区层面，本研究形成的融入点梳理方法与融入策略框架被纳入片区教研安排，为同类学校提供了可参照的经验。需要说明的是，学校层面的变化受原有教研基础与教材版本差异的影响，各校推进程度并不均衡。回访发现，变化较快的学校往往具备两个共同点：一是教务部门愿意在跨学科主题学习的排课上给予实际支持，二是校内至少有一两个愿意先试先行的学科教研组。相反，若把融入仅仅当作一项需要留痕的任务，课例就容易流于形式。这一对比说明，学科融入的成效取决于学校层面的组织承接，仅有良好的策略而缺少排课与教研支持，难以持续。在资源使用方面，校本资源库的访问记录显示，融入点清单与课例设计模板的取用集中于学期初备课阶段与教研活动前后，呈现明显的“任务驱动”特征，说明资源的价值需在具体的备课与研讨任务中被激活，单纯堆积资源并无意义。（四）典型案例案例一：一个语文教研组从“无从下手”到形成“信息辨别”融入方式。本校五年级语文教研组共有6名教师，教龄跨度从5年到25年。研究启动之初，该组教师普遍认为“语文课和人工智能没什么关系”，面对融入点清单也不知如何下手。课题组没有要求该组立刻开发融入课例，而是引导教师从课堂的真实问题出发。恰逢该组正在教学一篇说明性课文，学生在完成资料查找任务时，出现了照搬网上信息、不辨来源的问题。教研组由此确定以“信息的来源与辨别”为融入点，按“目标—情境—活动—评价”四环设计了一节课例：目标上把“能辨别信息来源的可靠性”与语文的“提取并整理信息”目标相衔接；情境上以课文中的说明对象为素材，引入学生课前查找的资料；活动上让学生比对不同来源的资料，判断哪些更可信；评价上把“是否标注信息来源、是否说明判断依据”纳入语文学科评价。第一次试教时，教师讲解过多，学生辨析时间不足，全组在议课中坦率指出这一问题，并调整为学生先独立判断、再小组交流。第二轮实施后，课堂上学生主动追问信息来源的比例明显增加，一份学生作品中还出现了“这条信息来自官方网站，比较可靠”的判断依据。一学期下来，该组形成融入式课例6节，并在组内形成了“资料类课文必设辨别环节”的约定。组长在阶段小结中写道，最大的收获不是学会了某个工具，而是发现了“语文课本身就有很多可以融进去的地方”。这个案例说明，学科融入不必从技术入手，从学科教学中的真实问题入手，融入点往往自然浮现。案例二：一名学生从“围观演示”到“主动应用与创造”。学生小林是本校六年级学生，前测中其人工智能素养总均分为2.63，在“应用与创造”维度上得分偏低。研究初期，小林对人工智能抱有好奇，但在课堂上多以旁观者身份参与，遇到需要动手的任务时总要等同伴先做。课题组与任教科学课的教师商量，从一件具体的事入手：在“数据处理”单元中，让小林负责本组的数据整理与对比，借助智能教学助手辅助生成图表。起初，小林仍习惯性依赖同伴，教师便为其安排了结对伙伴，并明确其“数据负责人”的角色。在第一次完成任务后，小林发现经过整理与对比的数据确实能支持小组的结论，获得了同伴的认可。此后，小林开始主动承担应用类任务，并在一次跨学科主题学习中，与本组同学合作设计了一份关于“校园用水”的数据作品，不仅完成了数据整理，还主动说明了数据来源与统计口径。半年后的课堂观察显示，小林在“作品创造”与“反思评价”环节的参与度明显提高；后测中，其素养总均分提升至3.42，“应用与创造”维度由2.38提升到3.31。小林在访谈中说：“原来以为这只是给老师演示用的，后来发现自己也能做。”反思这一转变，关键在于任务门槛足够低、角色分工足够明确，使学生在动手与成功体验中逐步建立信心。课题组同时提醒，小林的成长也伴随着对工具的依赖倾向，在作品创作中出现过直接沿用生成内容的情形，正是在教师引导下逐步养成了“先自己判断、再参考工具”的习惯。这说明，应用能力的培养与伦理安全引导需要同步推进，学生的独立思考始终是不可替代的。七、研究反思与后续研究方向（一）研究的主要局限本研究的主要局限首先体现在样本范围上。研究以云溪县城关小学为主要基地，联合协作片区5所小学，虽然兼顾了本校与片区学校，但总体仍属同一县域、同一文化环境，学校课程实施水平相对均衡，结论向教材版本不同、师资结构差异较大的学校推广时需保持审慎。其次是融入点的依附性。研究中梳理的126个融入点均建立在特定教材版本之上，教材版本一旦变化，融入点需要重新梳理，研究形成的清单不能直接照搬。再次是研究周期的限制。两年时间对于素养的持续变化而言并不算长，本研究观察到的明显效果主要集中在参与积极、教研组氛围较好的班级，而对于起点较低、参与相对被动的学生，变化幅度有限，长期效果有待跟踪。此外，数据来源仍以学生自评为主，自评数据不可避免地会受到社会赞许效应的影响，尽管研究辅以课堂观察与访谈进行交叉印证，但客观行为数据的比重仍然不足。最后，本研究聚焦小学学段，未涉及初中学段，融入策略在学科内容更复杂、课时更紧张的初中学段是否同样适用，尚无直接证据。（二）尚未解决的问题研究过程中，若干问题未能得到充分解决。第一，学科融入与跨学科主题学习的衔接仍不够顺畅。学科融入以学科课时为主，跨学科主题学习需要多学科协同与排课统筹，二者在实施节奏上存在张力，如何把零散的学科融入整合为结构化的跨学科主题，尚未找到成熟方案。第二，融入深度的评价标准不够成熟。研究建立了素养表现的观察点，但对“融入得深不深、好不好”尚缺少可操作的尺度，容易停留于是否融入的层面。第三，学科差异的处理仍较粗略。研究虽梳理了各学科融入点，但对语文、