基于問(wèn)題解決的信息技術(shù)跨學(xué)科 教學(xué)案例開(kāi)發(fā)

周莉萍

【摘 要】基于問(wèn)題解決的信息技術(shù)跨學(xué)科教學(xué)案例開(kāi)發(fā)是我校信息技術(shù)與教學(xué)融合的研究方向。本文明確了基于問(wèn)題解決的信息技術(shù)跨學(xué)科教學(xué)的特征，提出了案例開(kāi)發(fā)的思路和教學(xué)模型，并以具體案例呈現(xiàn)了基于問(wèn)題解決的跨學(xué)科教學(xué)案例教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】問(wèn)題解決;跨學(xué)科;案例開(kāi)發(fā)

【中圖分類(lèi)號(hào)】G434? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【論文編號(hào)】1671-7384（2019）04-082-04

問(wèn)題解決能力是創(chuàng)新型人才必備的能力之一。信息技術(shù)是一門(mén)知識(shí)性與技能性相結(jié)合的課程。為了更好地發(fā)揮信息技術(shù)課程的實(shí)踐性、應(yīng)用性，我校開(kāi)展信息技術(shù)跨學(xué)科教學(xué)，以更好地提升學(xué)生的信息技術(shù)應(yīng)用能力、問(wèn)題解決能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。信息技術(shù)跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動(dòng)以建構(gòu)主義為理論依據(jù)，旨在引導(dǎo)學(xué)生親歷運(yùn)用信息技術(shù)與各學(xué)科教學(xué)的滲透點(diǎn)、結(jié)合點(diǎn)來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的過(guò)程。

概念及特征

1.概念界定

基于問(wèn)題解決學(xué)習(xí)（Problem-based Learning，簡(jiǎn)稱(chēng)PBL）是以建構(gòu)主義理論、情境認(rèn)知理論為基礎(chǔ)，以小組協(xié)作、教師提供獲取資源的途徑和學(xué)習(xí)方法為指導(dǎo)的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)習(xí)者解決擬真情境中問(wèn)題的一種教學(xué)模式[1]。

關(guān)于跨學(xué)科學(xué)習(xí)，美國(guó)哈佛大學(xué)“零點(diǎn)項(xiàng)目”首席專(zhuān)家鮑克斯-曼斯勒界定為：跨學(xué)科學(xué)習(xí)是個(gè)人和群體將兩個(gè)以上（含兩個(gè)）學(xué)科或已確立的領(lǐng)域中的觀點(diǎn)和思維方式整合起來(lái)的過(guò)程，旨在促進(jìn)其對(duì)一個(gè)主題的基礎(chǔ)性和實(shí)踐性理解，該理解超越單一學(xué)科的范圍。跨學(xué)科學(xué)習(xí)者將信息、資料、技術(shù)、工具、觀點(diǎn)、概念（源自兩個(gè)或兩個(gè)以上學(xué)科的理論）加以整合，以創(chuàng)造產(chǎn)品、解釋現(xiàn)象或解決問(wèn)題，所運(yùn)用的方式是單一學(xué)科的手段不可能做到的[2]。

2.基于問(wèn)題解決的信息技術(shù)跨學(xué)科教學(xué)特征

（1）真實(shí)性。學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)在于對(duì)過(guò)程的體驗(yàn)、思考和感悟。立足“解決真實(shí)世界問(wèn)題”來(lái)創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，是為了給學(xué)生提供能進(jìn)行有意義學(xué)習(xí)、形成認(rèn)知的學(xué)習(xí)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生將知識(shí)應(yīng)用向真實(shí)生活情境轉(zhuǎn)化的意識(shí)，提升解決問(wèn)題的能力[3]。

（2）親歷性。問(wèn)題解決是一種有目的的認(rèn)知活動(dòng)，重點(diǎn)突出過(guò)程。以過(guò)程承載學(xué)生在學(xué)習(xí)情境中對(duì)有關(guān)信息進(jìn)行分析、篩選、重組、檢驗(yàn)等經(jīng)歷，能促使學(xué)生真正地思考，體驗(yàn)在解決問(wèn)題的過(guò)程中獲得“行而體道”的領(lǐng)悟。

（3）建構(gòu)性?；谡鎸?shí)的教學(xué)情境開(kāi)展教學(xué)，往往需要調(diào)動(dòng)學(xué)生的各種經(jīng)驗(yàn)和多學(xué)科知識(shí)來(lái)有效支持問(wèn)題解決。學(xué)生圍繞問(wèn)題開(kāi)展學(xué)習(xí)活動(dòng)，整合原有的多學(xué)科知識(shí)，多角度分析問(wèn)題，形成對(duì)知識(shí)深度理解，完成知識(shí)建構(gòu)，達(dá)到深度學(xué)習(xí)的目的。

基于問(wèn)題解決的信息技術(shù)跨學(xué)科教學(xué)案例開(kāi)發(fā)

1.開(kāi)發(fā)思路

跨學(xué)科教學(xué)最重要的工作是問(wèn)題設(shè)計(jì)，即在設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí)將知識(shí)蘊(yùn)含于情境化的真實(shí)問(wèn)題中，以調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)利用各學(xué)科相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)解決方案，跨越學(xué)科界限提高學(xué)生的高階思維能力[4]?；趩?wèn)題解決的信息技術(shù)跨學(xué)科教學(xué)案例開(kāi)發(fā)思路有兩條主線：信息技術(shù)知識(shí)點(diǎn)、學(xué)科滲透知識(shí)點(diǎn)。主要遵循以下開(kāi)發(fā)思路。

（1）選擇切入點(diǎn)（知識(shí)提煉）：以教材為依托，研讀教材，學(xué)科滲透。（2）確定主題（知識(shí)融合）：以專(zhuān)題為導(dǎo)向，關(guān)注興趣、貼近生活。（3）形成方案（知識(shí)遷移）：以專(zhuān)題為導(dǎo)向，緊扣學(xué)科特點(diǎn)、符合學(xué)生認(rèn)知、提升學(xué)習(xí)能力。內(nèi)容包括：活動(dòng)目標(biāo)、活動(dòng)對(duì)象、活動(dòng)內(nèi)容、活動(dòng)形式、活動(dòng)資源。（4）開(kāi)展活動(dòng)（知識(shí)應(yīng)用）：以活動(dòng)為載體，組織引領(lǐng)、釋疑解難。內(nèi)容包括：明確學(xué)習(xí)任務(wù)、分組選擇任務(wù)、分組設(shè)計(jì)任務(wù)、分組完成任務(wù)。（5）評(píng)價(jià)反饋（知識(shí)檢測(cè)）：以評(píng)價(jià)為標(biāo)尺，多元評(píng)價(jià)、促進(jìn)發(fā)展。內(nèi)容包括：評(píng)價(jià)方法、評(píng)價(jià)內(nèi)容、評(píng)價(jià)主體、評(píng)價(jià)工具。

以上5個(gè)研究環(huán)節(jié)需經(jīng)過(guò)三輪行動(dòng)研究進(jìn)行設(shè)計(jì)策略、實(shí)施途徑的反復(fù)修改和完善，最終達(dá)成“提煉精品，形成系列”的目標(biāo)。

2.教學(xué)模型

為了防止基于問(wèn)題解決的信息技術(shù)跨學(xué)科教學(xué)活動(dòng)過(guò)程“淺層化”、流于形式，需要對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行深度設(shè)計(jì)。以主題活動(dòng)為載體，立足問(wèn)題解決，選擇合適的學(xué)習(xí)內(nèi)容、設(shè)計(jì)合適的學(xué)習(xí)流程，形成能強(qiáng)化學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)知、意志和行為等綜合素質(zhì)的教與學(xué)模型，促進(jìn)跨學(xué)科融合學(xué)習(xí)、綜合應(yīng)用的效果最優(yōu)化。

教學(xué)模型包括“問(wèn)題情境、知識(shí)建模、探究活動(dòng)、互動(dòng)交流、評(píng)價(jià)反饋”五個(gè)部分，既重視創(chuàng)設(shè)貫穿課堂的教學(xué)情境主線，又重視通過(guò)問(wèn)題解決的學(xué)習(xí)活動(dòng)完成知識(shí)建構(gòu)，如圖1所示。

基于問(wèn)題解決的信息技術(shù)跨學(xué)科教學(xué)實(shí)例

我校開(kāi)展了跨學(xué)科同課同構(gòu)活動(dòng)，以本校信息技術(shù)科組、各學(xué)科組骨干教師作為研究團(tuán)隊(duì)，遵循 “提出選題→分科設(shè)計(jì)→交叉集備→磨合調(diào)整→實(shí)踐驗(yàn)證→分析問(wèn)題→研究對(duì)策”的技術(shù)流程開(kāi)展基于問(wèn)題解決的信息技術(shù)跨學(xué)科教學(xué)案例開(kāi)發(fā)研究。

跨學(xué)科同課同構(gòu)不是兩個(gè)教師去比較各自的思路、課堂氣氛及課堂效果。它更重視的是兩個(gè)或兩個(gè)以上教師的合作，以更好地解決同一教學(xué)主題中的問(wèn)題。用珠海市物理教研員卞紅老師的話來(lái)說(shuō)，跨學(xué)科同課同構(gòu)就是在同一個(gè)課堂中，強(qiáng)調(diào)以問(wèn)題為中心，兩個(gè)（或兩個(gè)以上）教師重視跨學(xué)科內(nèi)容和方法的整合，組織學(xué)生整體地感知和認(rèn)識(shí)世界的教學(xué)活動(dòng)。既能鍛煉學(xué)生的橫向思維能力，又能提升學(xué)生運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)解決問(wèn)題的能力。

1.教學(xué)流程

珠海市第五中學(xué)化學(xué)教師莫柯開(kāi)、信息技術(shù)教師吳澤銘的跨學(xué)科同課同構(gòu)課題為“用氣壓傳感器測(cè)空氣中氧氣含量變化”。該教學(xué)案例的開(kāi)發(fā)主要有兩個(gè)視角，即學(xué)科視角和問(wèn)題視角。學(xué)科視角是聚焦學(xué)科目標(biāo)，透過(guò)化學(xué)、信息技術(shù)學(xué)科間的互動(dòng)、影響和滲透，弱化學(xué)科邊界，促發(fā)學(xué)科知識(shí)之間有意義的關(guān)聯(lián)。問(wèn)題視角主要是以問(wèn)題導(dǎo)向的方式，開(kāi)展跨學(xué)科的合作，用不同學(xué)科的表達(dá)方式，聚焦于同一教學(xué)問(wèn)題，推進(jìn)學(xué)科間的知識(shí)整合，以“教學(xué)融合”的方式重塑教學(xué)過(guò)程的整體形態(tài)，以學(xué)習(xí)者為中心，基于學(xué)科課程又超越學(xué)科課程，回歸學(xué)生的生活世界，喚醒學(xué)生的舊知識(shí)，為學(xué)生建構(gòu)了一個(gè)生成的知識(shí)體系[5]。

學(xué)生在課堂上能編寫(xiě)傳感器的數(shù)據(jù)傳輸程序，學(xué)會(huì)使用Arduino讀取氣壓傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，懂得用壓強(qiáng)變化的方法測(cè)量空氣中氧氣含量，教學(xué)流程如圖2所示。

2.教學(xué)效果

（1）改變學(xué)生學(xué)習(xí)方式

本課例注重信息技術(shù)與學(xué)科有效融合，學(xué)生在跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動(dòng)中將信息技術(shù)作為學(xué)習(xí)工具去獲得學(xué)習(xí)內(nèi)容，并進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，從而使學(xué)習(xí)成為更具有自我導(dǎo)向和控制的過(guò)程。主要體現(xiàn)在：課程學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)資源的獲取工具、情境探究和發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的工具、協(xié)商學(xué)習(xí)和交流討論的工具、知識(shí)建構(gòu)和創(chuàng)作實(shí)踐的工具、自我測(cè)評(píng)和學(xué)習(xí)反饋的工具。

（2）培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和提升解決問(wèn)題的能力

本課例強(qiáng)調(diào)教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的生活實(shí)際關(guān)聯(lián)、與學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)整;關(guān)注所學(xué)知識(shí)在生活中的應(yīng)用;重視學(xué)生通過(guò)實(shí)踐，增強(qiáng)其探究和創(chuàng)新意識(shí)，學(xué)習(xí)科學(xué)研究的方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和發(fā)展綜合運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。

（3）提升教師專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)

本課例以問(wèn)題學(xué)習(xí)為切入點(diǎn)，教學(xué)過(guò)程主要圍繞問(wèn)題的提出和解決來(lái)組織學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)。教師深入了解整個(gè)教材體系，然后根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平，找到課程的生長(zhǎng)點(diǎn)，在跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動(dòng)中引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探究知識(shí)、進(jìn)行知識(shí)重構(gòu)，促進(jìn)教師更重視學(xué)情分析、更關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的動(dòng)態(tài)變化，教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂組織、教學(xué)評(píng)價(jià)的水平得到進(jìn)一步發(fā)展。

反思與后續(xù)研究

基于問(wèn)題解決的信息技術(shù)跨學(xué)科教學(xué)是一種典型的建構(gòu)主義體現(xiàn)，將知識(shí)蘊(yùn)含在真實(shí)的問(wèn)題情境中，教師為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，真實(shí)問(wèn)題成為貫穿整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程的主線，把核心問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一系列的學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生利用多學(xué)科知識(shí)主動(dòng)探索，達(dá)到對(duì)知識(shí)的意義建構(gòu)和深層次理解，提升發(fā)現(xiàn)、分析和解決問(wèn)題的能力[6]。我校基于問(wèn)題解決的信息技術(shù)跨學(xué)科教學(xué)后續(xù)研究主要在以下三方面：（1）采取分科與綜合并行的課程管理形態(tài)：本研究采取與分科學(xué)習(xí)并行存在的課程管理形態(tài)和學(xué)習(xí)方式，這有助于克服跨學(xué)科綜合學(xué)習(xí)面臨的各種問(wèn)題。（2）以問(wèn)題為先導(dǎo)組織多學(xué)科聯(lián)動(dòng)的綜合學(xué)習(xí)活動(dòng)：?jiǎn)栴}的主題來(lái)源于學(xué)生身邊的日常生活和現(xiàn)實(shí)社會(huì)問(wèn)題，這樣的課程內(nèi)容有利于多學(xué)科聯(lián)動(dòng)的綜合學(xué)習(xí)。不同學(xué)科的一線教師以課程設(shè)計(jì)者和實(shí)施者的雙重身份參與校本課程開(kāi)發(fā)，以解決課程設(shè)計(jì)與多學(xué)科聯(lián)動(dòng)的綜合學(xué)習(xí)相脫節(jié)問(wèn)題。（3）師生共同開(kāi)發(fā)多學(xué)科聯(lián)動(dòng)的綜合學(xué)習(xí)主題：師生共同開(kāi)發(fā)可以將學(xué)生的直接經(jīng)驗(yàn)提升為科學(xué)理念，避免單純的經(jīng)驗(yàn)導(dǎo)致學(xué)習(xí)缺乏系統(tǒng)性，同時(shí)能充分滿足學(xué)生的需要、興趣，使之真正成為學(xué)習(xí)主體。

參考文獻(xiàn)

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