AI融合案例六十二:基于豆包+AI编程实现多学科融合——以用Scratch语言判断一个数是否为质数为例
- 2026-01-31 04:50:16
余鸿雁，合肥市奥体小学老师，合肥市马敏人工智能教育名师工作室成员。曾荣获蜀山区教学基本功大赛一等奖，智慧课堂大赛一等奖。工作之余，积极参与数学教学研究与培训，不断更新教育理念，探索创新教学模式，致力于为学生带来更优质的教学课堂。
核心要素：小学数学（质数）、图形化编程（Scratch）、计算思维、多学科融合（数学与信息科技）。
痛点问题：
1.数学概念抽象：学生对质数与合数的区别等抽象概念理解不深，传统讲解不够直观。
2.编程逻辑门槛高：小学生对变量、循环、条件判断等编程逻辑难以深入理解，易产生畏难情绪。
3.学生能力差异大：统一的教案和代码难以适应不同学生的学习进度和编程基础。
4.教学资源创生难：教师独立设计既符合数学逻辑又适合小学生认知的交互式编程案例，耗时且专业要求高。
AI解决方案：利用 豆包的AI编程功能，辅助生成、解释并优化“质数判断程序”的算法逻辑与Scratch代码，将抽象的数理概念转化为可视化的编程任务，实现个性化、可交互的教学资源创生，降低多学科融合教学的实施门槛。
1.AI生成基础逻辑：打开豆包官网的“AI编程”功能，输入如“生成一个判断质数的Scratch程序”等具体需求，获取初步的算法描述或代码框架。
2.优化适配学情：针对AI生成的代码中可能超出小学生认知的部分（如含“根号n”的算法），通过重新设计提示词（如“请用更简单、适合五年级学生的循环方法判断质数”），引导AI生成更简化、直观的算法和积木代码。
3.Scratch可视化实现：在Scratch 3环境中，参照AI生成的逻辑，使用“询问并等待”模块获取输入，利用“循环”和“条件判断”积木实现算法，并用“说”模块输出结果，构建出完整、可交互的程序。
4.引导拓展创新：在完成基础功能后，鼓励学生思考并尝试改进程序，例如增加连续判断、统计指定范围内质数个数等功能，深化计算思维。
一、教师层面
成为跨学科教学设计者：能高效地创生高质量的融合课例，将个人教学理念快速转化为可执行的教学资源。
精准应对教学难点：利用AI快速生成不同难度层次的算法解释和代码变体，有效应对学生个体差异，实现分层教学。
专业发展获得新工具：掌握了利用AI辅助复杂课程设计的技能，为探索更多STEM融合教学场景开辟了路径。
二、学生层面：
抽象概念具象化：通过亲手搭建和运行程序，将抽象的“质数”“整除”概念转化为可见的逻辑流程，理解更深刻。
计算思维初养成：在解决“如何让计算机判断质数”的真实问题中，系统锻炼了问题分解、模式识别、算法设计与逻辑推理能力。
学习动机与信心双提升：成功完成一个“真正的编程项目”带来巨大成就感，激发了对数学和编程的双重兴趣。
三、家长层面：
看见综合素养成长：直观感受到孩子不仅在学数学，更在培养面向未来的逻辑思维与解决问题能力，超越了单一的学科知识学习。
认同创新教育模式：对这种融合前沿技术、注重实践应用的教学方式感到新颖和认可，增强了对学校教学创新的信心。
亲子互动新话题：孩子完成的编程作品可作为家庭展示和交流的载体，让家长更具体地了解孩子的学习内容与收获。
案例核心价值
本案例深刻体现了AI作为“认知脚手架”和“资源生成器”的双重价值。它允许教师将精力从繁琐的代码实现中解放出来，更专注于跨学科活动的教学设计与学生思维引导。学生则在“做中学”的过程中，同时掌握了数学概念与编程逻辑，是一次培养数字时代核心素养的成功探索。
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编辑：刘亚军
初审：李宗敏
复审：徐文娟
终审：马 敏
