智能時(shí)代小學(xué)跨學(xué)科教學(xué)的實(shí)踐研究

吳歡　黃靜

智能時(shí)代，科技創(chuàng)新引領(lǐng)社會(huì)快速發(fā)展。培養(yǎng)面向未來的具有高階思維能力的復(fù)合型創(chuàng)新人才，已經(jīng)成為這個(gè)時(shí)代教育的重要使命。中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)中強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)技能解決現(xiàn)實(shí)問題的關(guān)鍵能力和適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的必備品格。

在國家對(duì)創(chuàng)新人才需求的背景下，武漢經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)實(shí)驗(yàn)小學(xué)基于“心流理論”“創(chuàng)中學(xué)”理論等，結(jié)合本土優(yōu)勢(shì)對(duì)原有的學(xué)科課程內(nèi)容進(jìn)行了重構(gòu)，開發(fā)了系列跨學(xué)科課程及配套學(xué)習(xí)資源，形成了基于三大領(lǐng)域課程內(nèi)容、整合四大課程場景、協(xié)同五大育人主體的跨學(xué)科教育結(jié)構(gòu)模式（如圖1所示），構(gòu)建了適合小學(xué)生的跨學(xué)科課程教學(xué)模式，培養(yǎng)了一支能夠勝任跨學(xué)科課程教學(xué)的教師隊(duì)伍，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展，為國家培育具有科學(xué)精神、創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的時(shí)代新人。

跨學(xué)科教學(xué)課程——多元、開放、立體

結(jié)合學(xué)?！皹贰?chuàng)”教育辦學(xué)理念，開發(fā)了“國際理解”“家國情懷”“創(chuàng)新科技”“智美生態(tài)”四大類跨學(xué)科課程群，共計(jì)22門課程，涉及理學(xué)、科技和人文三大領(lǐng)域，整合了教室、實(shí)驗(yàn)室、校園和社區(qū)四大場景，并依托武漢精品慕課網(wǎng)建設(shè)云上學(xué)校。其中，人工智能、長江大保護(hù)、無土栽培等精品課程，開發(fā)了教師手冊(cè)和學(xué)生手冊(cè)，配套相應(yīng)教學(xué)PPT、演示視頻、說課視頻等資源，通過多元、開放、立體的資源體系（如圖2所示），滿足師生不同需求。

通過專遞課堂，學(xué)校與丹江口市龍山鎮(zhèn)中心小學(xué)、武漢市漢南區(qū)農(nóng)村學(xué)校共享跨學(xué)科學(xué)習(xí)課程，并依托云上學(xué)校，將《物聯(lián)創(chuàng)新科技課程》《端午中華情》《美美中國年》等課程面向全國開放，截至目前共5822人注冊(cè)參與慕課學(xué)習(xí)，涉及北京、河北、內(nèi)蒙古、四川、上海、天津等省、自治區(qū)、直轄市，教學(xué)資源豐富，累計(jì)訪問量約7166萬人次。推廣應(yīng)用實(shí)踐效果較好，得到了校內(nèi)外師生、家長的普遍認(rèn)可。

跨學(xué)科教學(xué)模式——科技和人文并行

在課程實(shí)施過程中，根據(jù)不同的跨學(xué)科課程學(xué)習(xí)主題，構(gòu)建了科技主題跨學(xué)科課程教學(xué)模式和人文主題跨學(xué)科課程教學(xué)模式。

科技主題跨學(xué)科課程教學(xué)模式。在參考Fortus教授基于設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合課程實(shí)施情況，學(xué)校逐步構(gòu)建了科技主題跨學(xué)科課程的6C（情境感知Context perceived、概念知識(shí)學(xué)習(xí)Concept learning、協(xié)作設(shè)計(jì)方案Collaborate design、產(chǎn)品制作Construct artifact、改進(jìn)完善作品Correcting and refine、交流演示評(píng)價(jià)Communicating and evaluating product）教學(xué)模式（如圖3所示），學(xué)生通過6C流程開展學(xué)習(xí)。

情境感知（Contextual perceived）：學(xué)習(xí)者鑒定真實(shí)的情境問題，明確學(xué)習(xí)任務(wù)。真實(shí)的與生活息息相關(guān)的情境知識(shí)為核心，結(jié)合AI技術(shù)設(shè)計(jì)整體教學(xué)主題，融合計(jì)算思維實(shí)踐，包括問題分解與問題抽象。

概念知識(shí)學(xué)習(xí)（Concept learning）：了解解決問題需要用到的基礎(chǔ)知識(shí)、基本原理，為問題的解決打好基礎(chǔ)。

協(xié)作方案設(shè)計(jì)（Collaborate design）：設(shè)計(jì)產(chǎn)品方案，制訂解決問題的流程圖；在設(shè)計(jì)的過程，融合計(jì)算思維、設(shè)計(jì)思維實(shí)踐。

產(chǎn)品制作（Construct artifact）：學(xué)習(xí)者應(yīng)用學(xué)習(xí)到的科學(xué)知識(shí)構(gòu)建物理實(shí)物、產(chǎn)品原型，該部分融合較多計(jì)算思維實(shí)踐、設(shè)計(jì)思維實(shí)踐。

改進(jìn)完善作品（Correcting and refine）：完善產(chǎn)品，該過程通過測(cè)試產(chǎn)品的功能以及結(jié)構(gòu)，確保迭代完善改良產(chǎn)品。

交流展示評(píng)價(jià)（Communicating and evaluating product）：小組開展評(píng)價(jià)反饋工作，包括梳理和總結(jié)學(xué)科知識(shí)、匯報(bào)產(chǎn)品制作過程以及收獲。

學(xué)習(xí)者在分析與設(shè)計(jì)的過程中，收集數(shù)據(jù)、評(píng)估方案，形成想法，最終建構(gòu)自己的知識(shí)，在設(shè)計(jì)思維導(dǎo)圖、項(xiàng)目方案的過程中，通過思考“如何做”“需要什么”“為什么”“是怎樣”，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行思考，并最終解決現(xiàn)實(shí)問題。學(xué)校在開展“創(chuàng)新科技”和“智美生態(tài)”類課程時(shí)，多采取科技主題跨學(xué)科課程教學(xué)模式，例如《智慧種植小助手》《建設(shè)校園數(shù)字氣象站》等，通過科技主題跨學(xué)科課程學(xué)習(xí)，培育學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和動(dòng)手實(shí)踐的能力。

人文主題跨學(xué)科課程教學(xué)模式。在參考主題教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)校人文主題跨學(xué)科課程實(shí)施情況，構(gòu)建了人文主題跨學(xué)科課程教學(xué)模式（如圖4所示）。結(jié)合兒童的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)、學(xué)科知識(shí)、生活經(jīng)驗(yàn)、傳統(tǒng)文化等背景，設(shè)計(jì)富有挑戰(zhàn)的人文主題驅(qū)動(dòng)性問題，整合相關(guān)學(xué)科的知識(shí)，組織學(xué)生協(xié)同學(xué)習(xí)，給予學(xué)生充足的時(shí)間進(jìn)行探索，包括社會(huì)調(diào)查、研學(xué)、方案、制作等，最后進(jìn)行成果展示，展示的形式有路演、進(jìn)社區(qū)宣傳、發(fā)布會(huì)等不同的方式。根據(jù)課程開展情況，教師反思教學(xué)效果，迭代改進(jìn)課程內(nèi)容。學(xué)校在開展“國際理解”和“家國情懷”類課程時(shí)，多采用人文主題跨學(xué)科課程教學(xué)模式進(jìn)行，例如《美美中國年》等，學(xué)生通過人文主題跨學(xué)科課程，進(jìn)行跨文化交流和跨文化學(xué)習(xí)。

跨學(xué)科教學(xué)主體——五位一體協(xié)同育人

在跨學(xué)科課程開發(fā)和實(shí)施過程中，逐漸形成學(xué)校教師、學(xué)生家長、高校教授、企業(yè)員工和社會(huì)人員五位一體協(xié)同育人機(jī)制。如，與高校合作研發(fā)智·美生態(tài)課、人工智能、小木工等課程；與東風(fēng)本田公司、萬科金域藍(lán)灣社區(qū)、園博園等單位共同開發(fā)并實(shí)施課程；超星公司協(xié)同學(xué)校將課程建在“云上學(xué)?！?，開放給全國學(xué)校。2020年～2021年學(xué)校在高校專家團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)下，梳理成果正式出版《樂創(chuàng)教育理念下STEM+案例集——武漢經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)實(shí)驗(yàn)小學(xué)的探索》。學(xué)校每年開展的生物多樣性日、世界環(huán)境日、國際節(jié)、中國傳統(tǒng)節(jié)日等主題活動(dòng)中，企業(yè)、社區(qū)、家長和學(xué)校一起成為跨學(xué)科課程的設(shè)計(jì)師，帶著學(xué)生走進(jìn)東風(fēng)公司、格力公司等企業(yè)進(jìn)行跨學(xué)科教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。

通過智能時(shí)代小學(xué)跨學(xué)科教育的實(shí)踐研究，學(xué)生逐漸成為學(xué)習(xí)的主人，主動(dòng)地發(fā)現(xiàn)問題、探索問題和解決問題，在試錯(cuò)中創(chuàng)生出自己的想法，在改進(jìn)中完善設(shè)計(jì)和作品。我們選取一個(gè)年級(jí)6個(gè)班的學(xué)生進(jìn)行了跨學(xué)科態(tài)度、5C能力的測(cè)評(píng)，發(fā)現(xiàn)通過跨學(xué)科課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生在跨學(xué)科學(xué)習(xí)態(tài)度、創(chuàng)新、交流、問題解決、協(xié)作、批判性思考等方面的能力有較大提升。學(xué)生在創(chuàng)新科技類的競賽活動(dòng)中，近五年獲得國家級(jí)榮譽(yù)46人次、省級(jí)榮譽(yù)61人次、市級(jí)榮譽(yù)186人次，兩位學(xué)生成功申請(qǐng)國家專利，一支隊(duì)伍在全國創(chuàng)造大賽中獲得金獎(jiǎng)。2019年、2020年學(xué)校先后被評(píng)為中國教育信息化STEM教育年度最佳實(shí)驗(yàn)小學(xué)、中央電教館人工智能實(shí)驗(yàn)校。我們通過專遞課堂讓丹江口市龍山鎮(zhèn)、武漢市漢南區(qū)的多所農(nóng)村小學(xué)共享我們的跨學(xué)科課程，三位老師到農(nóng)村學(xué)校交流，將學(xué)?？鐚W(xué)科課程理念輻射至農(nóng)村薄弱學(xué)校。

跨學(xué)科課程會(huì)運(yùn)用到數(shù)學(xué)、科學(xué)、信息技術(shù)、藝術(shù)創(chuàng)作等多學(xué)科知識(shí)，教師不僅要掌握多方面的知識(shí)，在課程實(shí)施過程中指導(dǎo)學(xué)生完成作品，還要完成課程內(nèi)容迭代、課程效果評(píng)價(jià)工作。通過智能時(shí)代下跨學(xué)科教學(xué)研究，提升了教師課程設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手實(shí)踐能力，發(fā)展了一支能勝任跨學(xué)科課程的教師隊(duì)伍，一批具有跨學(xué)科課程開發(fā)和教學(xué)能力的教師脫穎而出。6位老師參與國家、省、市的教材編寫，參與人工智能、信息科技、綜合實(shí)踐、編程教材的編寫；8位老師承擔(dān)了全國STEM課例的展示，18人次開發(fā)的STEM課例在全國獲獎(jiǎng)，省級(jí)課例獲獎(jiǎng)25人次。

責(zé)任編輯/周小益