學(xué)科融合背景下的信息技術(shù)教學(xué)實踐初探

趙艷

以互聯(lián)網(wǎng)、計算機(jī)、多媒體、大數(shù)據(jù)等為代表的信息技術(shù)正以驚人的速度改變著人們的生活。對教育行業(yè)來說，信息技術(shù)給傳統(tǒng)的課堂教學(xué)帶來的改變是直觀的、可預(yù)測的。下面，筆者以“循環(huán)結(jié)構(gòu)研究拋體運動”一課為例，談?wù)剬W(xué)科融合背景下的信息技術(shù)教學(xué)實踐，展示信息技術(shù)學(xué)科與其他學(xué)科融合的一種思路和過程。

課例背景分析

高一年的學(xué)生都有力學(xué)的基礎(chǔ)，因此筆者從學(xué)生最熟悉的自由落體運動入手，結(jié)合程序設(shè)計的循環(huán)結(jié)構(gòu)，由淺入深，層層推進(jìn)，分別探究自由落體運動、平拋運動和斜拋運動，最終完成“模擬投籃”小程序的設(shè)計。

學(xué)科核心素養(yǎng)

（1）結(jié)合物理學(xué)中的三種拋體運動的運動軌跡繪制，進(jìn)一步理解循環(huán)結(jié)構(gòu)的原理，感受循環(huán)結(jié)構(gòu)在生活中的應(yīng)用。（信息意識）

（2）通過活動的探究，能夠準(zhǔn)確進(jìn)行知識的遷移，準(zhǔn)確把握循環(huán)結(jié)構(gòu)中的循環(huán)變量初值、終值、循環(huán)體等要素的設(shè)置。（計算思維）

（3）通過具體的實例拓展，將學(xué)科融合的結(jié)果運用到生活實際當(dāng)中，達(dá)到學(xué)習(xí)的最終目的。（信息社會責(zé)任）

基于學(xué)科融合的項目式教學(xué)設(shè)計

1.動畫導(dǎo)入，喚醒思維

教師展示一段蘋果落地的動畫，引導(dǎo)學(xué)生思考，動手進(jìn)行受力分析，并繪制出簡單的運動軌跡，進(jìn)一步提出問題：如果這項工作交給計算機(jī)，它該如何完成呢？

要解決上述的問題，關(guān)鍵在于分析該運動過程中應(yīng)當(dāng)提取何種信息作為循環(huán)變量？循環(huán)變量的初值、終值是什么？在自由落體的過程中，蘋果僅受到萬有引力的作用，并隨著時間的推移產(chǎn)生相應(yīng)的位移，分析到此，整個過程可以用循環(huán)的方式描述出來，循環(huán)變量是時間t，如果用小球模擬下落的過程，那么小球圓心的x坐標(biāo)不變，y坐標(biāo)產(chǎn)生了位移（y=0.5*g*t^2）。

2.添加條件，絲絲入扣

在物理學(xué)中，如果在自由落體的基礎(chǔ)上加入一個水平方向的初速度v1，那么就衍生出了平拋運動，教師板書引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行受力以及運動方向、運動軌跡分析，并將學(xué)生的思維從物理學(xué)科遷移至信息技術(shù)課堂，提出第二個活動要求：仿照自由落體運動，如果讓計算機(jī)模擬該運動過程，該如何實現(xiàn)呢？循環(huán)變量為時間t，循環(huán)體循環(huán)的是小球的位置，小球圓心的x坐標(biāo)由水平方向的初速度產(chǎn)生了位移（x=v1*t），圓心的y坐標(biāo)由重力作用產(chǎn)生了位移（y=0.5*g*t^2），兩個方向的位移共同控制小球做平拋運動。適當(dāng)?shù)卣{(diào)整v1的值，觀察比較平拋運動的軌跡，當(dāng)v1=0時，退化為自由落體運動。

3.推波助瀾，水到渠成

有了前面兩種運動狀態(tài)的分析和代碼實現(xiàn)的基礎(chǔ)，第三種運動斜拋運動就不再是難題了，大多數(shù)學(xué)生能夠在沒有教師參與的情況下，仿照前面的分析方法，得出相應(yīng)的結(jié)論：添加水平方向的初速度v1，垂直方向的初速度v2，隨著時間的推移，小球做斜拋運動，其中x=v1*t，y=v2*t-0.5*g*t^2。

4.得出結(jié)論，舉一反三

在程序設(shè)計的教學(xué)中，循環(huán)結(jié)構(gòu)是一個難點也是重點，本節(jié)課通過循環(huán)結(jié)構(gòu)對三種運動的運動軌跡的模擬，讓學(xué)生更加深刻地認(rèn)識了三種拋體運動的時間、速度、位移等要素的變化，同時也完成了循環(huán)結(jié)構(gòu)的知識學(xué)習(xí)與遷移。課后，要求學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)并完成“模擬投籃”小程序的制作。

學(xué)科融合背景下的信息技術(shù)教學(xué)思考

1.找準(zhǔn)融合的契合點

深度融合是指將信息技術(shù)有機(jī)地融合在各學(xué)科教學(xué)過程中，使信息技術(shù)與學(xué)科課程結(jié)構(gòu)、課程內(nèi)容、課程資源以及課程實施等融為一體。學(xué)生在信息技術(shù)課堂中不僅要收獲知識與技能，還要鍛煉分析問題、抽象界定問題、解決問題的能力，從而達(dá)到提升計算思維、增強(qiáng)信息意識的目的。作為信息技術(shù)教師，需要跨學(xué)科學(xué)習(xí)，設(shè)計課堂——留心觀察，用心設(shè)計，物理、數(shù)學(xué)、生物甚至音樂等學(xué)科中的經(jīng)典問題都可以在信息技術(shù)課堂中重現(xiàn)和提升。除此之外，還可利用Python的庫函數(shù)研究數(shù)學(xué)中的函數(shù)圖像，信息技術(shù)的可視化工具或平臺呈現(xiàn)生物實驗的各組數(shù)據(jù)，利用Python畫圖工具結(jié)合遞歸算法重現(xiàn)美術(shù)設(shè)計中的分形圖等。

2.項目式教學(xué)的突破口

《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中提出，課程倡導(dǎo)基于項目的學(xué)習(xí)方式，將知識構(gòu)建、技能培養(yǎng)與思維發(fā)展融入到運用數(shù)字化工具解決問題和完成任務(wù)的過程中。在新課程的學(xué)習(xí)中，很多教師都苦于找不到恰當(dāng)?shù)摹绊椖俊?，或者學(xué)生對學(xué)習(xí)之外的事物了解不多，再或者信息技術(shù)課時不足，沒辦法開展深入的研究和學(xué)習(xí)等。其實，將學(xué)科進(jìn)行融合能為這些問題的解決提供一個突破口。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，各個學(xué)科是獨立的，而項目式教學(xué)提出的項目是一個個綜合的問題，需要跨學(xué)科、跨領(lǐng)域，集合多個學(xué)科的知識來完成，這種理念與學(xué)科融合是相通的。所以，進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時，教師可以從學(xué)生最熟悉的基礎(chǔ)學(xué)科出發(fā)，以某個公式、定理、實驗等作為項目進(jìn)行研究，進(jìn)行學(xué)科融合。這樣既完成了教學(xué)任務(wù)，同時也幫助學(xué)生加深了對這些概念的理解，更重要的是發(fā)展了學(xué)生的計算思維，培養(yǎng)了他們知識架構(gòu)、關(guān)聯(lián)應(yīng)用的能力。

3.聚焦深度學(xué)習(xí)，達(dá)成核心素養(yǎng)

“深度學(xué)習(xí)”是教育界近年來談?wù)摰臒嵩~，所謂深度學(xué)習(xí)，即在教師引領(lǐng)下，學(xué)生圍繞具有挑戰(zhàn)性的主題進(jìn)行學(xué)習(xí)，全身心積極參與、體驗成功、獲得發(fā)展的有意義的學(xué)習(xí)過程。在上面的課例中，通過自由落體運動點燃學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，通過程序代碼接通了物理與信息技術(shù)的“電路”，項目中設(shè)置的各個探究問題，銜接自然，學(xué)生是有能力去完成的，因此學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，是主體，是主動的。這樣的信息技術(shù)課堂，學(xué)生完成了現(xiàn)實世界問題到學(xué)科問題的抽象，完成了學(xué)科間知識體系的建構(gòu)，在自主探究中把握定理的本質(zhì)和研究方法，進(jìn)而將這種抽象概括的研究方法回歸到現(xiàn)實生活中，形成積極的內(nèi)在學(xué)習(xí)動機(jī)，實現(xiàn)核心素養(yǎng)的達(dá)成。

隨著各種新技術(shù)的蓬勃發(fā)展與應(yīng)用，信息技術(shù)與各學(xué)科的深度融合是教育教學(xué)的大勢所趨，融合發(fā)展的領(lǐng)域應(yīng)當(dāng)從外圍走向內(nèi)圍，應(yīng)當(dāng)從表象走向本質(zhì)，只有這樣，才能真正實現(xiàn)學(xué)科深度融合。

參考文獻(xiàn)：

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