跨學(xué)科創(chuàng)新視角下初中信息技術(shù)課程教學(xué)設(shè)計
——以《First App-hello小黃人》為例

陳久東，王玉龍

(佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院 人文與教育學(xué)院，廣東 佛山 528000)

1 初中信息技術(shù)課程教學(xué)基本理念

信息技術(shù)課程作為實施創(chuàng)客教育與STEAM教育的主要載體，教師與研究者一直在積極開展課程教學(xué)改革的研究與實踐[1]。初中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)也提出一些關(guān)于課程教學(xué)的新理念、新要求[2]。其核心要義有：強調(diào)多學(xué)科之間的聯(lián)系，認為跨學(xué)科教學(xué)有利于學(xué)習(xí)者對整體知識的理解，開闊學(xué)習(xí)者視野；注重對實踐過程的體驗，讓學(xué)習(xí)者在“做中學(xué)”，鼓勵學(xué)習(xí)者用技術(shù)表達創(chuàng)意想法；強調(diào)課堂教學(xué)與實際生活相聯(lián)系，激活學(xué)生生活經(jīng)驗，深化認知；注重個性化發(fā)展，關(guān)注學(xué)習(xí)者的差異性，把握學(xué)習(xí)者特征，實施因材施教；注重培養(yǎng)信息素養(yǎng)，形成發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力；注重交流與合作，鼓勵學(xué)習(xí)者運用技術(shù)表達所思所想，在交流中碰撞、反思、提升。

2 跨學(xué)科教育內(nèi)涵

跨學(xué)科教育是通過整合幾個相關(guān)學(xué)科而形成的用以解決單一學(xué)科或領(lǐng)域難以解決的問題的教育類型。學(xué)生在解決問題過程中，習(xí)得多個學(xué)科的知識，體會多學(xué)科之間的聯(lián)系，構(gòu)建更為完整的知識框架，深化認知，提升能力[3]。在跨學(xué)科視角下，STEAM教育強調(diào)跨學(xué)科融合，鼓勵學(xué)生運用科學(xué)與人文等多個學(xué)科解決真實情境問題；創(chuàng)客教育強調(diào)應(yīng)用數(shù)字化工具，促使學(xué)生將創(chuàng)意作品化，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)與造物能力[4]。可見，創(chuàng)客教育與STEAM教育是跨學(xué)科教育的直接體現(xiàn)，二者都強調(diào)運用跨學(xué)科知識解決真實問題，且與初中信息技術(shù)課程基本理念相契合。

本研究依據(jù)“STEAM為本，創(chuàng)客為用”的思路，將跨學(xué)科理念引入初中信息技術(shù)課程教學(xué)設(shè)計，以期可以拓展、延伸學(xué)生創(chuàng)新性思維，有意識地引導(dǎo)學(xué)生運用多種思維、角度去觀察、思考、探究新知識，解決新問題，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力與實踐能力[5]。

3 跨學(xué)科創(chuàng)新視角下初中信息技術(shù)課程教學(xué)設(shè)計

本研究以建構(gòu)主義為理論依據(jù)，以“以學(xué)為主”的教學(xué)設(shè)計模式為指導(dǎo)，結(jié)合初中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)基本理念與要求，提出以跨學(xué)科創(chuàng)新視角開展初中信息技術(shù)課程教學(xué)設(shè)計，其教學(xué)設(shè)計核心任務(wù)與關(guān)鍵環(huán)節(jié)如圖1所示。同時，以《App Inventor》課程內(nèi)容中的《First App-hello小黃人》為例，深入闡述教學(xué)設(shè)計。

圖1 跨學(xué)科創(chuàng)新視角下初中信息技術(shù)課程教學(xué)設(shè)計流程

3.1 學(xué)習(xí)者特征分析

初中生沒接觸過編程，但有APP使用經(jīng)驗，對開發(fā)屬于自己手機的App充滿好奇。初中生處于信息化時代，個性化強，希望表達觀點、展示自己的創(chuàng)新思想，喜歡接受新技術(shù)和挑戰(zhàn)。App Inventor是MIT(麻省理工學(xué)院)開發(fā)的一款免費在線開發(fā)工具，學(xué)習(xí)者無需任何編程基礎(chǔ)。但學(xué)生首次接觸App Inventor平臺，缺乏小組協(xié)作學(xué)習(xí)經(jīng)驗，教師需耐心指導(dǎo)。

3.2 跨學(xué)科內(nèi)容分析

課程融合了多門學(xué)科知識，有利于培養(yǎng)學(xué)生STEAM素養(yǎng)，為學(xué)生創(chuàng)新能力發(fā)展奠定基礎(chǔ)。具體課程內(nèi)容如表1所示。

表1 《First App-hello小黃人》課程內(nèi)容

對《First App-hello小黃人》一課的內(nèi)容進行多學(xué)科知識分析，如表2所示。

表2 基于STEAM理念的《First App-hello小黃人》課程跨學(xué)科知識

3.3 跨學(xué)科目標(biāo)設(shè)計

(1)綜合實踐能力培養(yǎng)方面的具體目標(biāo)如表3所示。

(2)創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面的具體目標(biāo)：能夠?qū)W會從多角度思考問題，并綜合運用知識解決問題，經(jīng)歷從多角度尋求分析問題和解決問題的方法，體驗解決問題多樣性，形成嚴謹求實的科學(xué)態(tài)，鍛煉發(fā)散思維；在小組合作學(xué)習(xí)過程中，將小組成員想法記錄下來，并能夠?qū)Ρ确治龈魍瑢W(xué)想法，鍛煉辯證思維；能夠畫出App作品各功能模塊流程圖，鍛煉邏輯思維。通過合理使用工具和制作方法，體驗設(shè)計和制作過程，發(fā)展創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力。

3.4 學(xué)習(xí)資源設(shè)計

學(xué)習(xí)資源主要包括教學(xué)微課、PPT、完整課程視頻網(wǎng)址、App Inventor參考手冊的網(wǎng)址和其它資源等。教師需收集整理資料上傳到教學(xué)平臺。上課前教師需將AI伴侶、基礎(chǔ)作品素材發(fā)送到每臺電腦，并為各組發(fā)放組件需求表，還需引導(dǎo)學(xué)生將手機連接上電腦。其它資源包括評價量表、指導(dǎo)性材料、相關(guān)案例視頻等。

表3 《First App-hello小黃人》教學(xué)目標(biāo)

3.5 任務(wù)、活動設(shè)計

傳學(xué)習(xí)資源的同時要附一份導(dǎo)學(xué)單，告訴學(xué)習(xí)者每項資源大概包含哪些知識點，并對難度進行分層，以便學(xué)習(xí)者根據(jù)學(xué)習(xí)需要與個人閱讀習(xí)慣選擇性查閱，如表4所示，并要求學(xué)生在課前了解任務(wù)一與任務(wù)二。

4 跨學(xué)科創(chuàng)新視角下初中信息技術(shù)課程教學(xué)實施

4.1 創(chuàng)設(shè)情境，引入新課

正式講新課前，教師通過線上平臺學(xué)生互動情況以及得到的數(shù)據(jù)，檢驗學(xué)生課前學(xué)習(xí)情況，以便更好開展教學(xué)。

表4 學(xué)習(xí)任務(wù)單

教師讓學(xué)生觀賞App Inventor創(chuàng)建的典型應(yīng)用案例視頻，如天氣預(yù)報、智能導(dǎo)航等。再出示學(xué)生做過的作品(見圖2)，激起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新意識。在學(xué)生充滿興趣的同時，教師隨即引出要學(xué)習(xí)的內(nèi)容創(chuàng)建App——《First App-hello小黃人》，當(dāng)觸碰小黃人圖片時，它會發(fā)出笑聲，或者會動起來。又或者當(dāng)搖晃手機時，小黃人會發(fā)出笑聲。

圖2 學(xué)生作品

4.2 小組分析問題

學(xué)習(xí)目標(biāo)：《文靜小黃人》學(xué)習(xí)目標(biāo)：當(dāng)學(xué)生觸碰小黃人圖片時，小黃人會發(fā)出笑聲。《靈動小黃人》學(xué)習(xí)目標(biāo)：①當(dāng)觸碰小黃人圖片時，小黃人會發(fā)出笑聲，同時手機會震動；②當(dāng)搖晃手機時，小黃人會發(fā)出笑聲。

在設(shè)計開發(fā)App時要把握其中科學(xué)原理、技術(shù)難點。教師需引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)創(chuàng)作主題選擇合適工具和方法，并將學(xué)習(xí)大目標(biāo)化為幾個學(xué)習(xí)小目標(biāo)。

小組討論中，組長組織組員分析各個目標(biāo)效果，組員在表達自己的想法時，要把自己的觀點和想法記下來，最后由組長進行整理。經(jīng)過討論后，最終確定要實現(xiàn)《文靜小黃人》和《靈動小黃人》的學(xué)習(xí)目標(biāo)需分3步：①呈現(xiàn)小黃人圖片；②讓小黃人發(fā)聲；③讓小黃人動起來。

4.3 制定方案

進行App設(shè)計前,需利用工程思維規(guī)劃整體開發(fā)方案[6]。教師需引導(dǎo)學(xué)生填寫《文靜小黃人》組件需求表(見表5)和《靈動小黃人》組件需求表(見表6)。組長明確各成員職責(zé)，最后由組長梳理組員想法，將每個實現(xiàn)方案中可能會涉及的組件記錄下來。

表5 《文靜小黃人》組件需求

表6 《靈動小黃人》組件需求

4.4 處理素材，布局界面

根據(jù)方案中的信息需求，運用多媒體技術(shù)和藝術(shù)知識對素材進行處理，將處理好的素材上傳至App Inventor平臺。教師要引導(dǎo)學(xué)生先畫一個界面設(shè)計效果圖，鼓勵學(xué)生大膽嘗試不同風(fēng)格，同時提醒學(xué)生給作品配上能體現(xiàn)特色的App圖標(biāo)。

4.5 邏輯設(shè)計，拼接代碼，實現(xiàn)功能

利用工程思維和數(shù)學(xué)知識畫出每個功能模塊的邏輯流程圖(如圖3所示)，并在邏輯設(shè)計界面中為組件添加行為，用代碼實現(xiàn)功能。在整個界面設(shè)計和代碼實現(xiàn)階段都需實時調(diào)試監(jiān)控，以便隨時改進。接著依據(jù)圖3進入邏輯設(shè)計界面進行代碼塊拼接。本次作品主要有3個功能：①點擊小黃人圖片發(fā)出小黃人笑聲，邏輯設(shè)計代碼塊如圖3所示；②點擊小黃人圖片發(fā)出小黃人笑聲，同時產(chǎn)生震動，邏輯設(shè)計代碼塊如圖4所示；③搖晃或移動手機時，發(fā)出小黃人笑聲，邏輯設(shè)計代碼塊如圖5所示。完整的《First App-hello小黃人》應(yīng)用中的所有代碼塊如圖7所示。

圖3 《First App-hello小黃人》邏輯設(shè)計流程

圖4 播放聲音：讓小黃人發(fā)聲邏輯設(shè)計代碼塊

圖5 產(chǎn)生震動：讓小黃人動起來邏輯設(shè)計代碼塊

圖6 搖晃或移動：讓小黃人動起來邏輯設(shè)計代碼塊

圖7 完整的《First App-hello小黃人》應(yīng)用中的所有代碼塊

4.6 導(dǎo)出作品，分享交流

整個設(shè)計開發(fā)階段完成后即可打包作品。課上學(xué)生分享交流自己的作品，互相提出對方作品的優(yōu)缺點，并進行組間作品評價，依據(jù)作品評價量表(包括交互體驗、藝術(shù)性、實用性、創(chuàng)新性等方面)進行打分。同組成員依據(jù)創(chuàng)作過程評價量表(包括課堂參與、協(xié)作能力、多學(xué)科知識運用等)進行組內(nèi)互評。

4.7 問題解決，拓展創(chuàng)新

參照各組作品優(yōu)缺點，每個小組不斷完善自己的作品以便更好解決問題，為了進一步拓展學(xué)生思路，學(xué)生可進一步思考，當(dāng)搖晃手機時，發(fā)出小黃人笑聲，同時產(chǎn)生震動。

4.8 教學(xué)評價

課堂教學(xué)評價由診斷性評價、過程性評價及總結(jié)性評價3部分組成，診斷性評價通過前測了解學(xué)生初始能力。過程性評價通過學(xué)生創(chuàng)作過程評價量表觀察學(xué)生創(chuàng)作過程中的表現(xiàn)，通過作品評價量表評價學(xué)生最終的作品。教師根據(jù)學(xué)生課堂表現(xiàn)以及最終作品進行總結(jié)性評價。

5 結(jié)語

本研究開展了跨學(xué)科創(chuàng)新視角下初中信息技術(shù)課程的教學(xué)設(shè)計與教學(xué)實踐，闡述了學(xué)情診斷、跨學(xué)科內(nèi)容分析、跨學(xué)科目標(biāo)設(shè)計、任務(wù)活動設(shè)計以及學(xué)習(xí)資源設(shè)計等關(guān)鍵流程。學(xué)習(xí)任務(wù)由易到難、逐步深入，學(xué)生在協(xié)作探究的過程中，從科學(xué)、技術(shù)、藝術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等多個學(xué)科角度思考問題，并綜合運用知識解決問題，鍛煉發(fā)散思維；從對立統(tǒng)一的角度對比分析各位學(xué)生的想法，鍛煉辯證思維；繪制作品各功能模塊流程圖，鍛煉邏輯思維；綜合運用各類工具、技術(shù)與方法實現(xiàn)創(chuàng)新性想法，形成作品，提升創(chuàng)新實踐能力。最后，教師在開展跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計與實施過程中，應(yīng)始終以“學(xué)科核心素養(yǎng)”為導(dǎo)向，突出能力培養(yǎng)與思維訓(xùn)練。