基于數(shù)字化設(shè)備的跨學(xué)科教育應(yīng)用

顧軍 江蘇省無錫市教育信息化和裝備管理服務(wù)中心

顧菡文 江蘇省無錫市春城實驗小學(xué)

隨著社會的發(fā)展和科技的進步，以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的智能革命引發(fā)了工業(yè)革命4.0，從而促進了人類社會生活的全面數(shù)字化，應(yīng)此運而生的數(shù)字化設(shè)備已經(jīng)成為人們學(xué)習(xí)和工作的重要工具。在教育領(lǐng)域，智能教育裝備產(chǎn)品也正在融入教育教學(xué)鏈條的各個環(huán)節(jié)，如精準記錄教師板書的智能互聯(lián)黑板、對學(xué)生各項數(shù)據(jù)進行動態(tài)監(jiān)測的陽光體育系統(tǒng)、匯集各路名師的優(yōu)質(zhì)線上直播云平臺等，它們不僅可以提高教學(xué)效率，還可以促進學(xué)生綜合素質(zhì)的發(fā)展。

跨學(xué)科教育作為當前教育發(fā)展的一個重要方向，不僅能彌補分科教學(xué)的不足，還是培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要舉措之一。它能夠在基于本學(xué)科立場的前提下，跨越學(xué)科界限，統(tǒng)籌關(guān)聯(lián)學(xué)科，融合多種學(xué)科知識和技能，培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維和解決問題的能力。

●數(shù)字化設(shè)備與跨學(xué)科教育

1.數(shù)字化設(shè)備的概念與應(yīng)用

數(shù)字化設(shè)備是指在教育中廣泛使用的各種數(shù)字化工具和設(shè)備，可將其分為以下幾類：通用教育設(shè)備（各級各類教育所需教學(xué)儀器設(shè)備、實驗室設(shè)備等）、校園后勤設(shè)備（電子白板、紅外線報警器、近視防控產(chǎn)品等）、校園安全設(shè)備（校園安保和智能監(jiān)控、人臉識別系統(tǒng)、校園信息管理平臺等）、教育新基建設(shè)備（計算機、5G+教學(xué)、人工智能設(shè)備、AR/VR沉浸式教學(xué)、虛擬學(xué)校等）、科創(chuàng)教育設(shè)備（創(chuàng)客教育課程、3D打印等）。

數(shù)字化設(shè)備已經(jīng)成為教育中不可或缺的重要工具，可以用于課堂教學(xué)、作業(yè)布置、學(xué)習(xí)評估、資源共享等多個方面。數(shù)字化設(shè)備的應(yīng)用可以促進跨學(xué)科教育的發(fā)展，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和應(yīng)用多學(xué)科知識和技能，培養(yǎng)跨學(xué)科思維和解決問題的能力。

2.數(shù)字化設(shè)備促進跨學(xué)科教育路徑

①提供多樣化的學(xué)習(xí)方式。數(shù)字化設(shè)備可以提供多樣化的學(xué)習(xí)方式，如在線學(xué)習(xí)、游戲化學(xué)習(xí)、虛擬實驗等，這些方式可以幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)和理解多學(xué)科知識。通過數(shù)字化設(shè)備，學(xué)生可以在更加自由和舒適的環(huán)境中學(xué)習(xí)，同時可以根據(jù)自己的興趣和需求選擇學(xué)習(xí)方式，從而更好地促進跨學(xué)科學(xué)習(xí)。無論是日常上課感到枯燥乏味，還是未經(jīng)實踐的知識很難理解透徹，又或是因不可抗力沒有參加某次課程，學(xué)生都可以選擇自身適合的學(xué)習(xí)方式進行線上學(xué)習(xí)，滿足了學(xué)習(xí)時間的靈活性和可支配性、學(xué)習(xí)空間的多元性與舒適性，同時在無形中減輕了對學(xué)習(xí)的消極心態(tài)。

②提供跨學(xué)科資源共享。數(shù)字化設(shè)備可以幫助師生共享跨學(xué)科資源，如課程資料、視頻、圖片等。例如，國家智慧教育云平臺的板塊劃分清晰翔實，內(nèi)容覆蓋德智體美勞，具有精品化、體系化等特點，便于學(xué)生尋找跨學(xué)科的優(yōu)質(zhì)資源。而教師可以在智慧中小學(xué)APP教師空間，分析平臺教學(xué)案例的優(yōu)勢和不足，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，同時，可以利用平臺提供的虛擬場館設(shè)計學(xué)習(xí)活動，突破傳統(tǒng)場館時間和空間的限制，讓師生足不出戶即可實現(xiàn)拓展教學(xué)時空，將有限的課堂突破為浩瀚的知識之海。

③提供跨學(xué)科解決問題的機會。數(shù)字化設(shè)備可以提供跨學(xué)科解決問題的機會，如設(shè)計、編程、科學(xué)實驗等。這些活動可以幫助學(xué)生跨越學(xué)科界限，應(yīng)用多學(xué)科知識和技能，解決實際問題。同時，數(shù)字化設(shè)備還可以提供實時反饋和指導(dǎo)，幫助學(xué)生更好地應(yīng)用多學(xué)科知識和技能。例如，在編程的過程中，將代碼中的小數(shù)點移動位置，屏幕上的物體大小就會發(fā)生變化。因此，教師可以將數(shù)學(xué)抽象的概念編成信息圖形，加深學(xué)生對數(shù)學(xué)概念的理解。

●數(shù)字化設(shè)備在跨學(xué)科教育中應(yīng)用實例分析

為了更具體地說明數(shù)字化設(shè)備在跨學(xué)科教育中的應(yīng)用，筆者以“兔年板繪”單元為例展開探討。在教學(xué)中，師生運用電子平板或智能手機創(chuàng)作數(shù)字化藝術(shù)作品，打破了學(xué)科界限，推動美術(shù)與多學(xué)科融合，提升了學(xué)生綜合素養(yǎng)。

1.跨學(xué)科資源共享下的單元化課程脈絡(luò)

（1）單元化設(shè)計，促進多樣文化吸收

本單元前四課分別為：第一課，開啟嶄新的2023—設(shè)計郵票；第二課，祝你“兔”飛猛進—成語書簽；第三課，兔字兔紋有乾坤—字與印章；第四課，卯兔抱福迎新年—春聯(lián)之韻。這四課從郵票與版面設(shè)計、成語與諧音、字與紋樣的演變、書法及春聯(lián)這幾個相互串聯(lián)又各不相同的角度展開教學(xué)，詩書畫印俱全，每節(jié)課都做到一課一吸收、一課一作品。

（2）接觸新媒介，運用數(shù)字化設(shè)備繪畫

新課標提出“用傳統(tǒng)與現(xiàn)代的工具、材料和媒介”的要求，因此課程中教師對學(xué)生進行了數(shù)字化設(shè)備技術(shù)輔導(dǎo)，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)軟件的基礎(chǔ)操作。同時，在線上觀看微課時采用數(shù)字軟件作示范，線下則根據(jù)環(huán)境選擇傳統(tǒng)工具示范，使學(xué)生可以觀察到不同工具、不同媒介帶來的繪畫效果變化，幫助學(xué)生在夯實繪畫基本學(xué)習(xí)任務(wù)的同時開拓眼界，了解當下流行的繪畫方式，產(chǎn)生繪畫動力，并學(xué)習(xí)數(shù)字化設(shè)備是怎樣高效地完成繪畫任務(wù)的。第一課的漸變效果、第二課的書簽形狀、第三課印章的陰刻陽刻轉(zhuǎn)換、第四課的字體顏色轉(zhuǎn)換等，均體現(xiàn)出數(shù)字軟件繪畫的獨特性。

（3）跨學(xué)科教學(xué)，挖掘傳統(tǒng)美術(shù)背后的哲思

課程采用“握手式”教學(xué)方法，與語文、思政、信息學(xué)科有機互融。本單元從一個“兔”字的演變過程開始建立以金石為審美坐標的書法體系，讓學(xué)生對甲骨文、金文、篆書、隸書、楷書有基本了解，能夠從“畫字”提升到“寫字”。在第四課中，不僅通過欣賞春聯(lián)鞏固學(xué)習(xí)字體字形，還拓展了平仄的概念，讓學(xué)生知道如何區(qū)分春聯(lián)的上下聯(lián)。在此過程中，化安靜的美術(shù)課堂為有聲，化枯燥記憶的文學(xué)知識點為行動，促使學(xué)生在做中學(xué)。另外，在課堂中多引入古今優(yōu)秀作品對比，鼓勵學(xué)生參與討論，分析其形式、題材等。最終得出結(jié)論：雖然古今美術(shù)作品的媒介不同、表達方式各異，且跨越巨大的時間空間維度，但其本質(zhì)卻都寓于傳統(tǒng)文化中，可見我國古人是多么地富有智慧。以此加深學(xué)生對“中華傳統(tǒng)美術(shù)源遠流長，具有強大的生命力和凝聚力”的理解，增強文化自信，同時引發(fā)學(xué)生對傳統(tǒng)文化現(xiàn)代化創(chuàng)新的思考。

（4）健全心理，用藝術(shù)手段調(diào)節(jié)心靈

在第一課中，在學(xué)生獨自設(shè)計一款郵票后，教師拓展：“有了郵票，我們就可以寄信給自己的親人、朋友，老師或同學(xué)。我們還可以給未來的自己寫一封信，說說你對生活的期待或煩惱。等未來再看，你是不是解決了當時的小問題？”生于信息時代的學(xué)生很少有會寫信的，本課引導(dǎo)學(xué)生用作品承載心情，用不常見的媒介克服緊張，大膽向別人說出心里的話，或向自己許下一份期待，不斷成長，獲得持續(xù)等待的幸福。

2.信息技術(shù)助力課堂高效實施

由于信息素養(yǎng)和專業(yè)素質(zhì)等內(nèi)在要求和其他外部因素，教師在課堂中要充分利用信息化手段，在制作線上微課時采取“素材分類整理—課程高效錄制—后期整體把控”的行動路徑。在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師可以通過國家智慧云平臺及互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化資源縱覽大量傳統(tǒng)文化作品等制作課件，自主學(xué)習(xí)視頻制作技術(shù)，精心剪輯課件視頻，使內(nèi)容更契合課本要求（如“卯兔抱福迎新年”一課中的繪本故事）。在示范環(huán)節(jié)中，要嚴格控制時長，全程后期配音，耐心講解重點內(nèi)容，重復(fù)性操作的部分要控制倍速，以確保學(xué)生的專注力。最后，對整體微課的音軌音量、場景切換方式、講授語速等做出細致調(diào)整，并配以字幕便于學(xué)生理解。

3.融合思政引導(dǎo)新時代正能量三觀

在課程整體規(guī)劃上，教師要引導(dǎo)學(xué)生在感知美、體驗美的過程中產(chǎn)生文化自信。例如，第四課時，在欣賞繪本環(huán)節(jié)，除了引發(fā)學(xué)生對過年傳統(tǒng)習(xí)俗的探究，并動手體驗寫春聯(lián)，追溯記憶中的年味之外，還可以利用文化素養(yǎng)拓展，把對美術(shù)能力的培養(yǎng)，升華為對理想信念、人生觀、價值觀的塑造。例如，第二課通過“龜兔賽跑”的寓言故事，讓學(xué)生自主感悟“驕傲使人落后，謙虛使人進步”。

4.指向藝術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)的開放式單元作業(yè)設(shè)計

在藝術(shù)課程氛圍與智能技術(shù)的雙重支持下，教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)情和個性化學(xué)習(xí)需求，結(jié)合優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源實現(xiàn)分層布置作業(yè)、個性化作業(yè)分配。筆者在研究國家智慧教育平臺內(nèi)教師研修欄目中作業(yè)命題板塊下的優(yōu)質(zhì)資源后，設(shè)置了以“想象、創(chuàng)造”為核心的作業(yè)目標，力求作業(yè)內(nèi)容科學(xué)，符合學(xué)生認知，作業(yè)結(jié)構(gòu)合理，以課時遞進，體現(xiàn)其銜接性與關(guān)聯(lián)性。不以量化定義作品的好與壞，以開放的、浪漫的、具有游戲精神的方式實施評價和管理，促使學(xué)生在做中激發(fā)天性，在玩中收獲成長。

這四課的內(nèi)容有抽象、有具象，有設(shè)計類、有文化類，學(xué)生對兔子這一動物的繪制方法在第一節(jié)課就能熟知，后三節(jié)課的作業(yè)以傳統(tǒng)文化的創(chuàng)新為主。雖有主題卻不框定具體內(nèi)容，因此作業(yè)蘊含了學(xué)生的審美、情感、個性、價值觀等諸多元素，可以充分反映教學(xué)的效果，是提升課程意義的重要內(nèi)容。

另外，在基本繪畫技能方面，對學(xué)生提出構(gòu)圖、線條和色彩的要求；在創(chuàng)作方式方面，引導(dǎo)學(xué)生開闊思維、挖掘潛能，促進學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng)；在核心素養(yǎng)培養(yǎng)方面，引導(dǎo)學(xué)生認識到“身為新一代中華兒女，應(yīng)當善于繼承，善于創(chuàng)新”。

●結(jié)語

跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計的過程即教師反思、研究、成長的過程。一線教師應(yīng)當不斷積累提升數(shù)字化設(shè)備的使用水平，立足自身常態(tài)課堂，邊行動，邊研究，邊總結(jié)，邊反思，跟上數(shù)字化教學(xué)的步伐，從關(guān)愛學(xué)生心理開始，以美育人，以美培元。