李素卿

摘要：《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確提出要設(shè)立跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)，加強(qiáng)學(xué)科間相互關(guān)聯(lián)，帶動(dòng)課程綜合化實(shí)施，強(qiáng)化實(shí)踐性要求?？鐚W(xué)科主題學(xué)習(xí)是以一學(xué)科課程內(nèi)容為主干，根據(jù)學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)，創(chuàng)設(shè)基于真實(shí)情境的活動(dòng)主題，支持學(xué)生在合作探究過(guò)程中綜合運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)并理解和建構(gòu)知識(shí)?；诖耍髡咭浴爸悄苤参餄菜到y(tǒng)”項(xiàng)目為例進(jìn)行跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)與實(shí)施，并結(jié)合具體實(shí)例闡述了如何落實(shí)小學(xué)信息科技跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)；信息科技；計(jì)算思維

中圖分類號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2024）02-0051-03

計(jì)算思維是信息科技學(xué)科的核心素養(yǎng)之一，其涵蓋了科學(xué)技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)，也就是說(shuō)，計(jì)算思維培養(yǎng)乃至信息科技課程具備了跨學(xué)科學(xué)習(xí)特性，那為什么《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”）還要提出“跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)”呢？筆者認(rèn)為原因有二：一是當(dāng)前的信息科技教育中計(jì)算思維培養(yǎng)一般都局限于編程教學(xué)，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的結(jié)構(gòu)化思維；二是教師在教學(xué)設(shè)計(jì)中，沒(méi)有突出“跨”的立場(chǎng)，“跨”的意識(shí)不到位，使得學(xué)生的系統(tǒng)化思維不易形成。在此背景下，筆者結(jié)合自身實(shí)踐，以“智能植物澆水系統(tǒng)”項(xiàng)目為例開(kāi)展跨學(xué)科學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)，嘗試在信息科技“跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)”中“跨”出好效果。

堅(jiān)守學(xué)科本位，把握“跨”的實(shí)質(zhì)

分科教育的最大優(yōu)勢(shì)就是鞏固知識(shí)，其在以往的學(xué)科教學(xué)中成效明顯，但隨著信息科技的快速發(fā)展迭代，分科教育過(guò)細(xì)而導(dǎo)致知識(shí)之間割裂的負(fù)面影響逐漸凸顯，與培養(yǎng)學(xué)生綜合素養(yǎng)要求的矛盾愈發(fā)嚴(yán)重。為克服分科課程帶來(lái)的弊端，跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)得以產(chǎn)生并發(fā)展，但其只是對(duì)分科教育的一種補(bǔ)充，并不會(huì)取代分科教育。這是因?yàn)椋旱谝唬挚平逃陨頉](méi)有問(wèn)題，學(xué)科知識(shí)設(shè)置嚴(yán)謹(jǐn)，有利于學(xué)生深度了解學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)；第二，跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)是一種教育形式，旨在將不同學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)技能和思維方法進(jìn)行整合和融合應(yīng)用，重點(diǎn)在于打破學(xué)科界限，培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題解決能力與創(chuàng)造力。所以，不管選用哪種形式，跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)都必須堅(jiān)守學(xué)科本位，以落實(shí)學(xué)科知識(shí)為基礎(chǔ)目標(biāo)，以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為根本目標(biāo)，考查學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。

信息科技跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)是以信息科技學(xué)科為主體，融合語(yǔ)文、道德與法治、數(shù)學(xué)、科學(xué)、綜合實(shí)踐活動(dòng)、藝術(shù)等學(xué)科內(nèi)容，涵蓋真實(shí)情境主題的綜合性學(xué)習(xí)活動(dòng)。因此，如何從信息科技學(xué)科本位出發(fā)，立足落實(shí)信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任核心素養(yǎng)，選擇、設(shè)計(jì)出科學(xué)、真實(shí)、有效的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)，就成為信息科技一線教師必須認(rèn)真思考的內(nèi)容。以往的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)大都是先確定主題再尋找學(xué)科融合點(diǎn)，筆者認(rèn)為，也可以從本學(xué)科知識(shí)目標(biāo)出發(fā)確定一個(gè)基于真實(shí)情境的主題，這種真實(shí)的情境極具復(fù)雜性，自然就需要借助其他學(xué)科的知識(shí)解決問(wèn)題，這樣既體現(xiàn)知識(shí)綜合的寬度，又增加知識(shí)的深度。

例如，新課標(biāo)中第三學(xué)段（5～6年級(jí)）的跨學(xué)科主題是小型模擬系統(tǒng)，筆者針對(duì)“過(guò)程與控制”內(nèi)容模塊的子主題——小型開(kāi)關(guān)系統(tǒng)，綜合選取了“智能植物澆水系統(tǒng)”項(xiàng)目，智能植物澆水系統(tǒng)是學(xué)生日常生活中較為常見(jiàn)的，但他們對(duì)其印象只停留于達(dá)到一定條件自動(dòng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，并沒(méi)有深入理解系統(tǒng)組成及原理。因此，在教學(xué)中應(yīng)以過(guò)程與控制的具體目標(biāo)為主題學(xué)習(xí)的引領(lǐng)目標(biāo)，讓學(xué)生親歷分析、感受原理、創(chuàng)意物化、反饋優(yōu)化的完整過(guò)程。

本項(xiàng)目以信息科技的過(guò)程與控制部分內(nèi)容為主，涵蓋科學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)，具體內(nèi)容如上表所示。

倡導(dǎo)有效融合，關(guān)注“跨”的實(shí)施

實(shí)施素質(zhì)教育，教師轉(zhuǎn)變教育理念，基于學(xué)科實(shí)際設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)主題是前提，而如何實(shí)施使跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)真正有效才是問(wèn)題的根本。為保證主題教學(xué)在跨學(xué)科實(shí)施中順利進(jìn)行，教師應(yīng)充分關(guān)注跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的影響因素，做足保障。

1.環(huán)境支持

一是要解決組織跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間局限問(wèn)題。①時(shí)間問(wèn)題。雖然在國(guó)家課程方案和新課標(biāo)中，明確規(guī)定必須用不少于學(xué)科總課時(shí)的10%開(kāi)展跨學(xué)科主題活動(dòng)，但還是難以讓學(xué)生體會(huì)“確定主題—分析需求—問(wèn)題提出、分解、分析、解決—反饋迭代”的完整過(guò)程。②空間問(wèn)題。因?yàn)閷W(xué)習(xí)活動(dòng)一般都是在學(xué)校開(kāi)展，有限的空間會(huì)約束活動(dòng)開(kāi)展的形式。因此要學(xué)會(huì)借助數(shù)字化平臺(tái)，拓展延伸學(xué)習(xí)時(shí)空，即線上線下、課內(nèi)外相結(jié)合。

二是解決開(kāi)展跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的軟件和硬件支持問(wèn)題。盡管信息科技已經(jīng)不將掌握技術(shù)作為學(xué)習(xí)重點(diǎn)，但為了使活動(dòng)開(kāi)展得更順利，學(xué)生的學(xué)習(xí)或體驗(yàn)仍需要軟件或硬件的支撐。除了結(jié)合開(kāi)源硬件和圖形化編程軟件外，目前很多開(kāi)源硬件在反饋輸出這部分都是用圖像或聲音模擬，筆者認(rèn)為，在條件允許的情況下，可額外增加電路設(shè)備等能使學(xué)生更完整體驗(yàn)和感受反饋與優(yōu)化的環(huán)節(jié)。例如，在“智能植物澆水系統(tǒng)”項(xiàng)目的實(shí)踐中，筆者利用諾寶設(shè)備實(shí)現(xiàn)預(yù)期的智能澆水功能。首先，使用計(jì)算機(jī)編寫程序（輸入），結(jié)合硬件，使用濕度傳感器獲取花盆中土壤的濕度，使用溫度傳感器獲取當(dāng)前環(huán)境的溫度；其次，將獲取的參數(shù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算（計(jì)算），判斷是否滿足條件啟動(dòng)澆水功能；最后，根據(jù)環(huán)境和植物需求在輸出時(shí)運(yùn)用聲音或圖像模擬（輸出），但這種方式顯然不夠真實(shí)，也不能進(jìn)行反饋優(yōu)化，因此增加了微型水泵、電池組、電線等，以電機(jī)為開(kāi)關(guān)，組裝成一個(gè)簡(jiǎn)易的抽水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了澆水功能。

2.師資協(xié)同

跨學(xué)科主題課程的設(shè)計(jì)與實(shí)施，對(duì)教師的綜合素養(yǎng)提出了更高的要求。教師不僅要關(guān)注信息科技的前沿信息，主動(dòng)學(xué)習(xí)其他領(lǐng)域?qū)W科的知識(shí)和教學(xué)方法，把握學(xué)生的各學(xué)科基礎(chǔ)和最近發(fā)展區(qū)，還要加強(qiáng)與其他學(xué)科教師的溝通，主動(dòng)尋求合作。在開(kāi)展跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)過(guò)程中，教師一定要有明確的育人目標(biāo)，有具體的實(shí)施方案，關(guān)注學(xué)生參與的全過(guò)程，并及時(shí)進(jìn)行引導(dǎo)及評(píng)價(jià)。

目前，在跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)中，教師的合作形式主要有兩類：一類是以跨學(xué)科主題的主要學(xué)科教師為主，先梳理出該主題活動(dòng)“跨”其他學(xué)科知識(shí)，再根據(jù)跨的難易程度決定采用“單”師課堂或“雙”師課堂。另一類是以學(xué)校為單位，對(duì)各學(xué)科課標(biāo)、核心知識(shí)進(jìn)行有效提煉，整合學(xué)科之間的有效融合點(diǎn)，以團(tuán)隊(duì)形式研發(fā)實(shí)施課程，調(diào)整各自學(xué)科教學(xué)順序，由不同學(xué)科教師共同施教。

例如，為實(shí)現(xiàn)“智能植物澆水系統(tǒng)”項(xiàng)目，學(xué)生應(yīng)首要掌握信息科技學(xué)科的“過(guò)程與控制”原理，其中涉及的科學(xué)課程知識(shí)，屬于比較常識(shí)性的內(nèi)容，輸出反饋澆水電路知識(shí)是四年級(jí)科學(xué)中“簡(jiǎn)單電路”的內(nèi)容。本主題的學(xué)習(xí)對(duì)象是六年級(jí)學(xué)生，因而筆者在向科學(xué)教師請(qǐng)教后，結(jié)合學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，與學(xué)生一起簡(jiǎn)要復(fù)習(xí)串聯(lián)電路，將本主題活動(dòng)重心放在綜合考慮植物澆水的影響因素、如何根據(jù)植物本身的習(xí)性等實(shí)際情況優(yōu)化智能植物澆水系統(tǒng)上。

基于建構(gòu)視角，凸顯“跨”的實(shí)效

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為學(xué)習(xí)過(guò)程不是學(xué)生被動(dòng)地接受知識(shí)，應(yīng)是主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)，內(nèi)化為思維表征的過(guò)程，主張以學(xué)生為中心，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行批判性思維，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與動(dòng)機(jī)等。因此，要求教師要有課程意識(shí)和新的課程觀，新的課程開(kāi)發(fā)應(yīng)遵循三原則：①基于學(xué)生信息科技核心素養(yǎng)的培育要求；②基于學(xué)生基礎(chǔ)經(jīng)驗(yàn)與社會(huì)生活的關(guān)聯(lián)度；③基于培養(yǎng)目標(biāo)的課程內(nèi)容的統(tǒng)整與結(jié)構(gòu)化。

1.真核心，落實(shí)立德樹(shù)人

信息科技學(xué)科的跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)最終應(yīng)該落腳在新課標(biāo)的內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)上，開(kāi)展跨學(xué)科學(xué)習(xí)的重點(diǎn)在于思維和方法的整合，所跨的學(xué)科不一定必須涉及新的或極具專業(yè)性的知識(shí)，只要求以綜合的內(nèi)容和方式發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。

2.真問(wèn)題，倡導(dǎo)有效融合

當(dāng)前的教學(xué)關(guān)注學(xué)習(xí)的真實(shí)性，強(qiáng)調(diào)在真實(shí)情境下進(jìn)行跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)。首先，真實(shí)性的情境復(fù)雜，并擁有多種可能性，能夠引發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲；其次，真實(shí)問(wèn)題的解決，使得學(xué)習(xí)更具現(xiàn)實(shí)意義，學(xué)生能更好地理解知識(shí)，進(jìn)而遷移應(yīng)用；最后，由于真實(shí)情境與理想預(yù)期存在差距，這就使得解決問(wèn)題的過(guò)程與結(jié)果充滿不確定性，這種不確定性能更好地激發(fā)學(xué)生解決問(wèn)題的能力和培養(yǎng)批判性思維。

3.真視角，符合學(xué)習(xí)邏輯

通過(guò)對(duì)新課標(biāo)中跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)案例進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)和剖析，解構(gòu)跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)方案的設(shè)計(jì)思路、包含的結(jié)構(gòu)以及案例對(duì)應(yīng)的核心素養(yǎng)培養(yǎng)方向等，以達(dá)到對(duì)跨學(xué)科主題活動(dòng)的內(nèi)容、活動(dòng)形式和活動(dòng)策略的有效選擇?？梢越梃bPBL項(xiàng)目式學(xué)習(xí)與STEAM創(chuàng)客活動(dòng)的內(nèi)容選擇、組織形式及評(píng)價(jià)過(guò)程，設(shè)計(jì)跨學(xué)科主題活動(dòng)，也可以聯(lián)合最近比較熱點(diǎn)的大單元整體教學(xué)。

新課標(biāo)強(qiáng)化信息科技的基礎(chǔ)性、實(shí)踐性和綜合性特點(diǎn)，以培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)與技能為目標(biāo)，需要系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)以及創(chuàng)設(shè)自主、合作、探究的學(xué)習(xí)情境和知、情、意、行融合發(fā)展的成長(zhǎng)環(huán)境，而開(kāi)展跨學(xué)科主題化學(xué)習(xí)能夠較好地落實(shí)這一目標(biāo)。因此，開(kāi)展小學(xué)信息科技跨學(xué)科主題活動(dòng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐，是一項(xiàng)非常有意義的工作。

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本文系福建省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2022年度立項(xiàng)課題“核心素養(yǎng)導(dǎo)向的小學(xué)信息科技跨學(xué)科主題活動(dòng)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究”（立項(xiàng)批準(zhǔn)號(hào)：FJJKZX22-748）部分研究成果。