摘要：在教育朝着数字化转型的大背景之下，AI智能技术跟学科教学相互融合，已然成为推动教育发生变革的关键力量，本文主要关注“数智融合”方面，去探寻AI技术为跨学科精准教学赋予能量的实践途径，以高中数学人教A版2019以及初中生物人教版的学科教学为例，分析其于教学实践中的效能表现，剖析所面临的挑战并给出优化策略。研究显示，AI技术在跨学科精准教学里可借助个性化学习支持、沉浸式场景构建、动态学情分析等办法，提高教学精准度以及激发学生学习兴趣，给跨学科教育的创新发展提供了可行的范式。

关键词：AI 智能技术；精准教学；跨学科；数智融合；高中数学；初中生物

一、AI 智能技术赋能跨学科精准教学的实践路径

AI智能技术构建起多元实践场景帮助跨学科精准教学，其关键之处在于借助数据驱动以及技术创新，突破学科之间的界限，达成教学资源的精确匹配以及教学过程的个性化适配。

在高中数学人教 A 版 2019 的教学过程里，AI 技术可深度参与到 “函数”“集合” 等核心模块的跨学科联动教学之中，就拿 “函数的概念与性质” 这一章节来说，AI 系统可以把物理学科里 “运动学函数模型”“电学函数应用” 等跨学科案例进行整合，依据大数据去分析学生对于数学知识的掌握状况以及和物理学科的关联认知水平，为学生推送有个性化的跨学科函数应用习题。借助 AI 绘图工具，学生可直观地生成 “函数” 与物理学科中 “功率 - 电阻函数关系” 的对比图像，在跨学科的可视化体验里加深对函数本质的理解，在 “集合” 章节，AI 可关联化学学科的 “物质分类集合”、生物学科的 “生物种群集合” 等实例，打造出跨学科集合应用场景库，使得学生在解决 “不同学科对象的集合运算” 问题的时候，体会到数学工具的普适性，达成数学与多学科的思维融合。

在初中生物人教版的教学进程里，AI技术为“细胞”以及“生物类群”等跨学科教学给予了技术支持，就拿“认识细胞”这一章节来说，AI虚拟显微镜技术可模拟不同放大倍数下对细胞进行观察的过程，它还关联着化学学科里的“细胞化学成分分析”以及物理学科中的“显微镜成像原理”。学生在AI系统里，可完成对细胞结构的虚拟观察，还可同步查看细胞中化学物质的分子结构模型，以及显微镜光学原理的动态演示，达成生物、化学、物理这几门学科的跨学科认知整合，在“藻类与植物的类群”的教学活动中，AI可以结合地理学科的“生态环境与植物分布”以及数学学科的“植物种群数量统计模型”，构建起跨学科学习任务。学生借助AI系统获取某一区域的地理环境数据，比如气候、土壤等，分析该区域适合生长的植物类群，并且运用数学统计方法预测其种群数量的变化，在多学科知识的协同运用中提高自身的综合素养。

二、数智融合下跨学科精准教学的效能维度分析

AI赋能的跨学科精准教学可达成教学效能的跃升，这一跃升主要体现在三个维度：教学目标的达成程度、学生的学习体验以及教师的教学效能。

在目标达成方面，AI借助学情诊断以及资源适配来推动知识迁移，在高中数学与物理的跨学科教学里，AI对“函数与运动学”的解题过程展开追踪，可精准地确定数学建模以及场景转化方面的薄弱之处，推送专项训练资源，以此帮助学生迅速将数学工具与物理场景进行对接，在初中生物与化学教学中，学生在AI的实时反馈作用下，可以高效地掌握细胞呼吸过程中生物生理和化学变化之间的联系。

在学习体验这一维度上，由AI构建的沉浸式场景可有效激发学习者的兴趣，以高中数学课堂为例，引入了“函数经济建模”虚拟实验室，学生可凭借模拟企业成本利润分析，切实感知数学的实用性，在初中生物教学方面，借助虚拟仿真技术，学生可动态调整环境参数来观察生物演化过程，把抽象知识转化为充满趣味的探索活动。

在教师教学效能领域，AI 担当起了智能助手的角色，在备课环节，AI 平台可提供多学科融合案例库，以此辅助教师进行资源筛选工作，而在作业分析阶段，系统可以自动识别出跨学科知识融合中存在的共性问题，帮助教师更加准确地进行评讲，优化教学决策，最终达成减轻负担、提高效率的目的。

三、面临的挑战与优化策略

虽然AI为跨学科精准教学给予了一定成果，然而在实际应用进程中，依旧遭遇技术设施、教师能力以及学科融合程度等多方面的难题，有必要提出相应的优化举措。

在技术设施这一方面，有部分学校出现了AI设备不够充足以及网络支撑较为薄弱的状况，这对跨学科精准教学的规模化推行造成了限制，针对这种情况，应当增加教育信息化的投入，构建区域级的AI教育资源共享平台，借助政府、企业以及学校的多方协作，保证AI设备的配备以及网络可稳定运行，为跨学科精准教学给予硬件方面的支持。

在教师能力方面部分教师存在AI技术应用能力欠缺以及跨学科知识储备不足的状况，要构建“AI + 跨学科”教师培训体系，开展常态化的技术培训以及跨学科教研活动，组织高中数学教师和物理、化学教师一同参与AI教学工作坊，学习怎样利用AI工具开发跨学科课程资源，组织初中生物教师与地理、化学教师开展联合教研，提升跨学科教学设计与AI技术应用的协同能力。

在学科融合的深度方面，当下部分跨学科教学呈现出“学科拼盘”的状况，缺少对知识内在逻辑的整合，需要深化课程设计，以核心概念或者真实问题作为纽带，构建跨学科知识网络，比如高中数学以“模型”作为核心，整合物理的“运动模型”以及经济的“增长模型”，凭借AI系统构建多学科模型的关联图谱，以此让学生明白模型在不同学科中的共性与差异，初中生物以“生命系统”为核心，关联化学的“物质系统”和地理的“生态系统”，借助AI虚拟系统呈现生命系统与其他系统的交互过程，达成学科知识的深度融合。

四、结论

AI 智能技术赋能的跨学科精准教学是数智时代教育发展的必然趋势，其通过个性化资源推送、沉浸式场景构建、动态学情分析等路径，在高中数学人教 A 版 2019 和初中生物人教版教学中展现出显著的效能，不仅提升了教学精准度与学生学习兴趣，还促进了学科间的知识迁移与能力整合。尽管面临技术、教师、学科融合等挑战，但通过加大设施投入、强化教师培训、深化课程设计等策略，可进一步释放其教育价值。未来，随着 AI 技术的持续迭代与教育理念的不断更新，数智融合的跨学科精准教学将为培养具有综合素养的创新型人才提供更有力的支撑，推动教育迈向更具趣味性、精准性与创新性的发展新阶段。

参考文献：

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本文系吉林省教育学会“十四五”科研一般课题《AI智能技术助力课堂教学的实践研究》（编号 LG251461）的研究成果之一。