探索跨學(xué)科教育為信息技術(shù)學(xué)科發(fā)展賦能

唐路勝

【摘要】學(xué)科融合對于改變信息技術(shù)學(xué)科本位的現(xiàn)狀，增強學(xué)生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)有著重要的作用。信息技術(shù)在學(xué)校中是相對薄弱的學(xué)科，如何在學(xué)科融合中發(fā)揮積極的作用，提高學(xué)科地位，是信息技術(shù)教師需要深思的問題。在本文中，將以信息技術(shù)課程為核心，以PBL項目式學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，以融合課程“點亮文化創(chuàng)客燈”為主題，探索基于學(xué)科融合課程的設(shè)計方法與實施策略。

【關(guān)鍵詞】 學(xué)科融合;項目學(xué)習(xí);信息技術(shù)

一、學(xué)科融合現(xiàn)狀分析

分科教育是學(xué)校普遍采用的教育模式，各學(xué)科之間基本是彼此孤立的，學(xué)科教師之間缺乏聯(lián)系，甚至沒有聯(lián)系。學(xué)科間的壁壘，成為影響學(xué)生將知識融匯貫通的主要因素，獨立的學(xué)科專業(yè)知識無法解決綜合類的問題。在這種分科教育的模式下，學(xué)生缺少了跨學(xué)科實踐活動的平臺，培養(yǎng)綜合解題能力也成為了一句空話。經(jīng)過調(diào)查研究后，發(fā)現(xiàn)了學(xué)生大都具有一些共性的問題：

（一）會算不會量：學(xué)生或許能運用數(shù)學(xué)知識，熟練的計算出試卷上各種幾何圖形的面積，但如果給他們一塊真實場地去測量時，因為不規(guī)側(cè)或斜坡等因素，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)科知識與現(xiàn)實狀況產(chǎn)生了偏差，單學(xué)科技能并不能支持他們解決實際問題。

（二）會說不會做：當(dāng)學(xué)生用語言表達(dá)問題時，可以描述得精彩優(yōu)美。但在動手實踐時，往往不知道從何下手。據(jù)調(diào)查，甚至還有部分六年級的學(xué)生，從未使用過螺絲刀、錘子等常用工具，動手實踐能力非常薄弱。

（三）會想不會創(chuàng)：學(xué)生思維活躍，想法千奇百怪，擁有各種奇思妙想。但缺乏動手能力與實踐經(jīng)驗，已有學(xué)科技能不足以讓他們把想法創(chuàng)造成實物。

學(xué)科融合是多門學(xué)科的參與和介入，旨在通過多門學(xué)科資源的融合，有效地分析問題與解決問題。本文將會從學(xué)生的認(rèn)知特點與學(xué)校的實際情況出發(fā)，以“點亮文化創(chuàng)客之燈”項目式學(xué)科融合課程為例，希望探索出既能有效提升學(xué)生的動手實踐與創(chuàng)新能力，又符合當(dāng)前教育發(fā)展需要的學(xué)科融合之路。

二、學(xué)科融合的意義與作用

《中小學(xué)綜合實踐活動指導(dǎo)綱要》中指出：“教育要基于學(xué)生已有經(jīng)驗和興趣專長，打破學(xué)科界限、鼓勵學(xué)生跨領(lǐng)域、跨學(xué)科學(xué)習(xí)?！比绻麑⒔逃铝⒃趯W(xué)科內(nèi)部范圍的話，會限制學(xué)科的發(fā)展道路，也背離了“合作交流、共同成長”的世界主流。在現(xiàn)今時代，5G網(wǎng)絡(luò)、云平臺、大數(shù)據(jù)、人工智能等各種技術(shù)拉近了人與人之間溝通的距離，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式與思維方式也會因此而產(chǎn)生變革，學(xué)科融合也就應(yīng)運而生。它不僅僅是指多個學(xué)科一起授課，而是真正意義上的融合，如內(nèi)容、形式、理論以及教學(xué)目標(biāo)與育人目標(biāo)的融合。

三、學(xué)科融合的方法與策略

學(xué)科融合課程案例“點亮文化創(chuàng)客之燈”（以下簡稱為案例）主要以提高小學(xué)生的創(chuàng)新思維和動手能力為核心出發(fā)，將科學(xué)、美術(shù)、信息技術(shù)等學(xué)科進(jìn)行課程統(tǒng)整。以項目式學(xué)習(xí)模式為基礎(chǔ)，打破學(xué)科界限、重構(gòu)學(xué)科之間的交融方式，探索跨學(xué)科融合課程的新方法。PBL項目式教學(xué)，是一種以學(xué)生為中心的動態(tài)學(xué)習(xí)方法，讓學(xué)生們組建團(tuán)隊解決問題，主動探索現(xiàn)實世界的問題和挑戰(zhàn)。為更好地開展融合課程，我們先組建了信息技術(shù)、美術(shù)、科學(xué)等學(xué)科的專業(yè)教師團(tuán)隊，通過討論交流確定項目研究的主體框架，并開發(fā)了相應(yīng)的學(xué)習(xí)資源，如課程指導(dǎo)綱要、教師用書、學(xué)生用書及相應(yīng)的成果集等。

案例主要以開源硬件Arduino與傳感器編程技術(shù)為核心、以科學(xué)學(xué)科的探索與實踐方法為基礎(chǔ)、以美術(shù)學(xué)科的設(shè)計與美工為亮點課程的融合。為體現(xiàn)信息技術(shù)的學(xué)科融合，我們設(shè)計以傳感器的編程技術(shù)為主線，串聯(lián)起項目中的各個環(huán)節(jié)。為了更有效地開展學(xué)科融合，我們也要關(guān)注融合課程的相關(guān)方法與策略。

（一）融合課程的選題方法

選題是融合課程的關(guān)鍵，項目主題的選定是否正確，決定了學(xué)科融合的成功與否。在選題時應(yīng)該根據(jù)不同學(xué)科的專業(yè)素養(yǎng)、學(xué)科教材以及學(xué)生的實際情況進(jìn)行研究，提煉出各學(xué)科的共性內(nèi)容，融入到主題中來。融合課程的選題一般可以考慮以下幾個方面：

1.在教學(xué)主題中挖掘

學(xué)科融合是為了在課堂教學(xué)中完成教學(xué)內(nèi)容而使用的一種教學(xué)方式。在確立主題時要先明確教學(xué)內(nèi)容的知識體系，才能確定融合點，并以教學(xué)主題為基準(zhǔn)，精選各學(xué)科相關(guān)的知識，使之形成合力直指教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。

2.在生活實際中發(fā)現(xiàn)

陶行知曾說“生活即教育”，我們可以多關(guān)注社會熱點，將課本知識和社會生活中的熱點問題或?qū)W生普遍關(guān)注的社會問題結(jié)合起來，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注國家時事，培養(yǎng)學(xué)生的信息意識，也是確立融合主題時需要思考的范疇。

3.在主題活動中提煉

建構(gòu)主義理論認(rèn)為“要想完成對所學(xué)知識的意義建構(gòu)，最好的辦法是到現(xiàn)實世界的真實環(huán)境中去感受，去體驗”。以真實環(huán)境中開展的活動為主題，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，也容易在學(xué)校教育中實施。

（二）與國家課程相呼應(yīng)的策略

教育需要遵守國家的教育方針政策。在案例中，我們首先對國家課程進(jìn)行深入研究，通過對比分析各學(xué)科課程之間的“牽手點”，尋找到與課程相匹配的內(nèi)容。如在科學(xué)教材中找到了電子電路、美術(shù)教材有別致燈飾、信息技術(shù)教材有Arduino機器人的課程。根據(jù)對各學(xué)科教材分析，案例中確立了以本土的省級非遺文化“上洞草龍舞”為研究文化主題貫穿整個融合課程，以智能臺燈的工程方案設(shè)計來培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)，以臺燈材質(zhì)外觀設(shè)計來培養(yǎng)美術(shù)素養(yǎng)，以傳感器編程技術(shù)的智能交互來培養(yǎng)信息素養(yǎng)。

（三）符合各學(xué)科的需求是基礎(chǔ)

要讓不同學(xué)科“心甘情愿”的抱團(tuán)前進(jìn)，就必須打造符合學(xué)科專業(yè)發(fā)展的土壤。學(xué)科融合課程要落地，關(guān)鍵是要落實學(xué)科所要關(guān)注的專業(yè)或焦點內(nèi)容，才能提高學(xué)科融合的效率與可行性。在實踐之初就對各學(xué)科的核心點進(jìn)行思考，如科學(xué)的資源整合、科學(xué)設(shè)計與創(chuàng)新思維;美術(shù)的非遺文創(chuàng)、合作探索和物化實踐;信息技術(shù)的人工智能、編程教育和開源硬件。只要先做好需求分析，才能讓研究過程按部就班，有條不紊。

（四）迭代提升是課程融合的重點

迭代提升是課程融合的重點。只有經(jīng)過不斷的調(diào)整修正才能迭代出更完善的方案。在案例的研究過程中，主要經(jīng)歷了思考萌芽、思考發(fā)展與思考凝練三個轉(zhuǎn)變階段。

1.萌芽——多學(xué)科運用階段

最開始，我們只是想著讓不同學(xué)科嘗試去做同一件事情。教師只需要按順序授課，讓學(xué)生經(jīng)歷各學(xué)科的知識，最后整合知識來完成造物。這個初步設(shè)計只是實現(xiàn)了多學(xué)科的分科運用，每位教師分別完成自身學(xué)科的知識傳授，實際上還是各學(xué)科的分科教學(xué)，并沒有打破學(xué)科之間的壁壘，只能算是多學(xué)科的運用階段。

2.發(fā)展——多學(xué)科整合階段

根據(jù)初步實踐的反思，進(jìn)行了部分的迭代修改。調(diào)整了以信息技術(shù)學(xué)科為主線，其他學(xué)科為輔助分支，讓學(xué)生在主題式探究的過程中，將各學(xué)科的知識進(jìn)行整合，最后完成綜合造物過程。案例調(diào)整后，發(fā)現(xiàn)信息技術(shù)學(xué)科的特質(zhì)太明顯，并沒有真正實現(xiàn)學(xué)科融合。學(xué)生的學(xué)習(xí)精力主要還是落在信息技術(shù)學(xué)科上。雖偶有學(xué)科知識的交叉，但學(xué)科融合不明顯，只能算是多學(xué)科整合階段。

3.凝練——多學(xué)科融合階段

為了實現(xiàn)真正的學(xué)科融合，我們將各學(xué)科的知識點再次進(jìn)行拆分、梳理與重構(gòu)，并將其融入到各學(xué)科的教學(xué)環(huán)節(jié)中。在這個階段里，學(xué)生以事物的發(fā)展規(guī)律為主線，通過體驗、嘗試、探索、合作、研究、動手、實踐、融合、交流、分享、總結(jié)等活動，體驗工程項目的從設(shè)想到實物落地的全過程。

四、學(xué)科融合的效果與影響

在實踐造物的體驗下，學(xué)生綜合解題的能力得到了鍛煉，在面對實際問題時，能用跨學(xué)科能力解決問題。如：五年級的小麗，為完成一個結(jié)構(gòu)件，反復(fù)多次切割木板材料，因為她沒有預(yù)算切割材料時所產(chǎn)生的損耗、沒有預(yù)計板材本身的厚度、沒有預(yù)留傳感器布線的插孔等。她在最后的項目感受中寫道“原來要測量出實物的材料尺寸，除了數(shù)學(xué)知識以外，還有很多學(xué)問要學(xué)。”

在案例實施的過程中，還可以運用問卷調(diào)查、過程評價、路演分享等方法，采集、整理并建立學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)檔案。通過對學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的分析對比，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在文化認(rèn)識、美學(xué)設(shè)計、編程能力、合作意愿等方面均有了明顯的提升。在研究的過程中，還要注重教學(xué)資源的積累與整理，為后續(xù)的再次升級做準(zhǔn)備。也可以積極參與各類競賽、成果化、推廣與輻射等，讓更多相關(guān)學(xué)科的同行或?qū)＜医o予提升建議。

五、學(xué)科融合的反思與小結(jié)

在案例中，如何體現(xiàn)了信息技術(shù)學(xué)科的融合課程呢？回頭看來，原來學(xué)科的核心素養(yǎng)早就在項目研究的過程中得到了內(nèi)化。如信息意識方面，在學(xué)生通過多方式獲取知識技能時得到了培養(yǎng);計算思維方面，在學(xué)生進(jìn)行編程設(shè)計、流程設(shè)計、工程設(shè)計時得到了提升;數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新方面，在學(xué)生利用各種學(xué)習(xí)工具進(jìn)行調(diào)查與學(xué)習(xí)時得到了鞏固;信息社會責(zé)任方面，在學(xué)生要成為傳統(tǒng)文化的宣傳者、繼承者或是小組分工合作時得到了升華。當(dāng)然，在探索的過程中也發(fā)現(xiàn)了各種問題與不足。

（一）課堂時間與課程任務(wù)的矛盾

在只有40分鐘的常規(guī)課中，要完成學(xué)生分組學(xué)習(xí)、交流討論、內(nèi)化知識，實踐創(chuàng)作以及分享成果，需要教師具有極高的課堂掌控力。

（二）課堂預(yù)設(shè)與課堂生成的差異

在項目學(xué)習(xí)模式下，由于學(xué)生的水平差異性，教學(xué)進(jìn)度很難統(tǒng)一控制，課前預(yù)設(shè)與課堂生成具有較大差異，最終可能還是以教師的思維來牽著學(xué)生前進(jìn)。

（三）教師綜合能力的挑戰(zhàn)

課堂是動態(tài)的，學(xué)生的學(xué)習(xí)、創(chuàng)作具有不可預(yù)知性。跨學(xué)科融合課程，要求教師具足夠的知識儲備，才能引導(dǎo)學(xué)生解決各種綜合性的問題。

學(xué)科融合是時代發(fā)展的必然，也是新時期教師的必備素質(zhì)和教學(xué)的努力方向。唯有堅持學(xué)科融合，學(xué)科才能壯大，教學(xué)才會有真正的突破。隨著世界多極化、經(jīng)濟全球化、文化多樣化的發(fā)展，我們希望能通過學(xué)科融合課程的探索，為國家培養(yǎng)出更多勇于探究、敢于創(chuàng)新的擁有跨學(xué)科解決問題能力的綜合性人才。

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