面向核心素養(yǎng)的信息技術(shù)跨學(xué)科—以教“學(xué)地圖模信式息研處理究”為例

王霖生 杜薇薇 王曉明 肖紅 遼寧省沈陽(yáng)市第一四五中學(xué)

●信息技術(shù)中的“跨學(xué)科”

信息技術(shù)環(huán)境下的“跨學(xué)科”被定義為教師、學(xué)生共同整合兩個(gè)或兩個(gè)以上學(xué)科內(nèi)容，綜合理解并構(gòu)建新的方法以解決復(fù)雜問(wèn)題的過(guò)程。因此，筆者認(rèn)為信息技術(shù)跨學(xué)科教學(xué)可采用主題單元的形式組織，主題單元形式可以圍繞某一課程主題設(shè)計(jì)，具有自身的活動(dòng)特征，可以指向特定的學(xué)科核心素養(yǎng)，不同主題單元間也可以通過(guò)主題概念聯(lián)系起來(lái)。

●信息技術(shù)跨學(xué)科教學(xué)模式的設(shè)計(jì)

面向核心素養(yǎng)的信息技術(shù)跨學(xué)科教學(xué)模式研究需從教學(xué)設(shè)計(jì)層面規(guī)劃。筆者采用ADDIE模型[Analysis（分析）、Design（設(shè)計(jì)）、Development（開(kāi)發(fā)）、Implementation（實(shí)施）、Evaluation（評(píng)價(jià))]開(kāi)展相關(guān)設(shè)計(jì)。

1.分析階段

本階段包含學(xué)習(xí)者特征、學(xué)習(xí)需求及內(nèi)容來(lái)源分析。①學(xué)習(xí)者特征。本研究以初一學(xué)生為研究對(duì)象，他們的認(rèn)知思維普遍處于形式運(yùn)算階段，具備假設(shè)、推理與演繹的能力，具有較強(qiáng)的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，對(duì)協(xié)作探究的學(xué)習(xí)活動(dòng)有較高的參與性。因此，教師在開(kāi)展相關(guān)活動(dòng)時(shí)，一方面要為學(xué)生提供挑戰(zhàn)或任務(wù)，另一方面要組織多種形式的學(xué)習(xí)活動(dòng)，以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。此外，他們已具備一定的計(jì)算機(jī)知識(shí)基礎(chǔ)和使用經(jīng)驗(yàn)，但水平參差不齊。因此，教師在教學(xué)內(nèi)容和目標(biāo)的選擇上，應(yīng)考慮范圍和難度。②學(xué)習(xí)需求。學(xué)習(xí)需求包含基礎(chǔ)學(xué)習(xí)需求與高級(jí)學(xué)習(xí)需求。對(duì)所跨學(xué)科間各自知識(shí)、技能的掌握是基礎(chǔ)學(xué)習(xí)需求的主體；跨學(xué)科整合所形成的新方法是高級(jí)學(xué)習(xí)需求的主體。③內(nèi)容來(lái)源。內(nèi)容來(lái)源由學(xué)生的學(xué)習(xí)需求決定，除基礎(chǔ)來(lái)源外，還包含體現(xiàn)探究創(chuàng)新過(guò)程的拓展來(lái)源?；A(chǔ)來(lái)源主要指教材中學(xué)科知識(shí)的描述及活動(dòng)案例；拓展來(lái)源是支持學(xué)生協(xié)作探究、反思提升、靈感遷移，助力最終方案設(shè)計(jì)與作品完成的各類(lèi)資源工具，具體包括教師提供的整合支架，小組分工計(jì)劃表，Word、思維導(dǎo)圖等信息加工工具，及討論、評(píng)價(jià)所使用的聊天工具等。

2.設(shè)計(jì)階段

本階段包含教學(xué)原則與策略設(shè)計(jì)、主題單元界定與活動(dòng)類(lèi)型劃分。

（1）教學(xué)原則與策略設(shè)計(jì)

①整合性原則。特定主題下項(xiàng)目或問(wèn)題的設(shè)計(jì)要體現(xiàn)出跨學(xué)科內(nèi)容的融合特性，同時(shí)也應(yīng)考慮單一學(xué)科特色的方法特征。

②情境性原則。信息技術(shù)跨學(xué)科教學(xué)應(yīng)將跨學(xué)科的知識(shí)內(nèi)容還原到豐富的生活場(chǎng)景與學(xué)生經(jīng)驗(yàn)中，尋找契合真實(shí)情境需求的項(xiàng)目結(jié)合點(diǎn)或問(wèn)題突破點(diǎn)，運(yùn)用合適的主題編排統(tǒng)領(lǐng)教學(xué)活動(dòng)。

③主體性原則。主題情境要為學(xué)生主動(dòng)探究與創(chuàng)造提供必要線索，讓學(xué)生能夠激活相關(guān)認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的已有經(jīng)驗(yàn)，同化和索引當(dāng)前所學(xué)的新知識(shí)，在跨學(xué)科學(xué)習(xí)的過(guò)程中重組與建構(gòu)跨學(xué)科認(rèn)知體系，從新角度賦予學(xué)科知識(shí)以深層意義。

④實(shí)踐性原則。跨學(xué)科教學(xué)是一個(gè)認(rèn)識(shí)與實(shí)踐相互促進(jìn)的過(guò)程。通過(guò)實(shí)踐，學(xué)生經(jīng)歷經(jīng)驗(yàn)的豐富、規(guī)律的領(lǐng)悟、情感的滿足，使學(xué)科間的知識(shí)不斷與最新的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)建立聯(lián)系，在積極探究與動(dòng)手完成計(jì)劃方案中實(shí)現(xiàn)理性建構(gòu)。

（2）主題單元界定與活動(dòng)類(lèi)型劃分

本研究采用契合問(wèn)題探究、協(xié)作學(xué)習(xí)、實(shí)踐創(chuàng)造特征的“5E”教學(xué)模式幫助界定信息技術(shù)跨學(xué)科教學(xué)模式下的主題單元，它包含參與、探究、解釋、精致和評(píng)價(jià)五個(gè)環(huán)節(jié)，如圖1所示。不同主題單元的活動(dòng)理念、學(xué)習(xí)方式等均存在差異，教師需要根據(jù)不同的培育目標(biāo)安排活動(dòng)類(lèi)型，形成循序漸進(jìn)、深入探索的多重學(xué)習(xí)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)不同學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，具體如表1所示。

表1

●信息技術(shù)跨學(xué)科教學(xué)模式的實(shí)踐

1.開(kāi)發(fā)與實(shí)施階段

該階段在前述設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行活動(dòng)案例的開(kāi)發(fā)，其中包含信息技術(shù)跨學(xué)科主題確定、跨學(xué)科交叉內(nèi)容選取，主題概念框架的梳理，三維學(xué)習(xí)目標(biāo)細(xì)化及綜合各要素的活動(dòng)過(guò)程整合性開(kāi)發(fā)。

（1）跨學(xué)科主題確定、跨學(xué)科交叉內(nèi)容選取

跨學(xué)科交叉內(nèi)容的深度開(kāi)發(fā)需考慮知識(shí)粒度與分科教學(xué)安排。經(jīng)過(guò)相關(guān)學(xué)科教師的多次溝通與討論，從確保學(xué)生順利開(kāi)展信息資源檢索與管理，體驗(yàn)自主使用軟硬件工具，開(kāi)展方案設(shè)計(jì)、作品呈現(xiàn)等學(xué)習(xí)活動(dòng)出發(fā)，選擇“地圖信息處理”作為信息技術(shù)跨學(xué)科主題。通過(guò)問(wèn)題“為何跨學(xué)科？跨哪些知識(shí)點(diǎn)？怎樣跨學(xué)科？”，討論確定學(xué)科交叉內(nèi)容：“地圖信息處理”案例以地球位置關(guān)系為跨學(xué)科背景，確定初中信息技術(shù)教材中的《信息與信息技術(shù)》《計(jì)算機(jī)的文件操作》《在網(wǎng)絡(luò)中檢索信息》等章節(jié)，確定數(shù)學(xué)學(xué)科中的《正數(shù)和負(fù)數(shù)》《有理數(shù)的加減法》《近似數(shù)》等章節(jié)，確定地理學(xué)科中的《地球的運(yùn)動(dòng)》《地圖》等章節(jié)。

（2）主題概念框架的梳理

“地圖信息處理”教學(xué)案例的主題單元包含強(qiáng)關(guān)聯(lián)的大小概念，它們協(xié)同作用于主題單元，深刻影響不同主題單元內(nèi)子活動(dòng)的順序及意義。經(jīng)過(guò)相關(guān)學(xué)科教師協(xié)作整理的主題概念框架如圖2所示。

圖2

（3）三維學(xué)習(xí)目標(biāo)細(xì)化

知識(shí)與技能目標(biāo)：知道信息處理的一般流程；掌握地球與地圖中的基本概念，學(xué)會(huì)使用地圖元素識(shí)別并分析地理信息；掌握數(shù)軸、絕對(duì)值、近似數(shù)等基本概念，學(xué)會(huì)使用它們表達(dá)相對(duì)關(guān)系；認(rèn)識(shí)網(wǎng)絡(luò)瀏覽器、文件資源管理器的頁(yè)面布局及功能構(gòu)成，使用它們開(kāi)展學(xué)習(xí)。

過(guò)程與方法目標(biāo)：有效利用搜索引擎、網(wǎng)絡(luò)工具，下載與整理各學(xué)科的價(jià)值信息；有效利用文件資源管理器與聊天工具，同小組成員協(xié)作加工、匯總跨學(xué)科信息；比較收集到的位置信息，發(fā)現(xiàn)并驗(yàn)證時(shí)區(qū)與經(jīng)緯度間的關(guān)系；根據(jù)收集到的跨學(xué)科信息，運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)類(lèi)比計(jì)算，歸納數(shù)軸同時(shí)區(qū)、經(jīng)緯度間的規(guī)律。

情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：體驗(yàn)信息的應(yīng)用過(guò)程，認(rèn)識(shí)信息價(jià)值，養(yǎng)成良好的信息活動(dòng)習(xí)慣；形成數(shù)學(xué)學(xué)科遷移應(yīng)用的意識(shí)，增強(qiáng)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣與動(dòng)機(jī)；形成地理學(xué)科遷移應(yīng)用的意識(shí)，增強(qiáng)地理學(xué)習(xí)興趣與動(dòng)機(jī)；經(jīng)歷團(tuán)隊(duì)合作過(guò)程，增強(qiáng)集體意識(shí)。

（4）綜合各要素的活動(dòng)過(guò)程整合性開(kāi)發(fā)

①參與單元。借助視頻展示世界地理信息，借助圖片提問(wèn)吸引學(xué)生注意力，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生歸納信息的基本概念特征。通過(guò)“沒(méi)有科學(xué)的處理信息的方法，信息的價(jià)值能夠發(fā)揮出來(lái)嗎？”“有哪些科學(xué)方式能讓大家快速獲取前面視頻中的地理信息呢？”等問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生明確基本的信息處理流程。

②探究單元。教師提出“每個(gè)人收集并加工一個(gè)地點(diǎn)的基本信息，而組內(nèi)集體需要描述清楚不同地點(diǎn)之間的信息關(guān)系，并結(jié)合信息處理流程向全班同學(xué)展示”的項(xiàng)目要求，并提供探究過(guò)程中所需的材料（如小組分工計(jì)劃表）與支架（如瀏覽器與文件管理器的功能說(shuō)明、信息處理案例），引導(dǎo)小組成員初步體驗(yàn)各種電子地圖并及時(shí)記錄與匯總價(jià)值信息。接著，教師繼續(xù)提供支架（如地理概念說(shuō)明、數(shù)軸類(lèi)比經(jīng)緯線/度的說(shuō)明）并組織頭腦風(fēng)暴，引導(dǎo)小組成員探討不同地點(diǎn)間時(shí)間、距離、季節(jié)等可能存在的信息規(guī)律，填寫(xiě)小組分工表，明確個(gè)人任務(wù)。在探究活動(dòng)中學(xué)生可以根據(jù)個(gè)人任務(wù)協(xié)調(diào)小組進(jìn)度，在遇到困難時(shí)，可以內(nèi)部溝通或請(qǐng)教教師。

③解釋單元由學(xué)生代表進(jìn)行小組作品展示。教師通過(guò)點(diǎn)評(píng)激發(fā)學(xué)生思考，引導(dǎo)學(xué)生強(qiáng)化意義建構(gòu)，形成跨學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)；學(xué)生開(kāi)展作品優(yōu)化，并進(jìn)行自評(píng)與互評(píng)。

④精致單元。教師組織第二次頭腦風(fēng)暴，小組成員在借助上一節(jié)課得出的不同地點(diǎn)間時(shí)間、距離、季節(jié)等信息規(guī)律的基礎(chǔ)上，拓展考慮圖例及出行方式等因素，用以制訂不同地點(diǎn)間合適的出行計(jì)劃。不同小組可根據(jù)上一節(jié)課的作品進(jìn)度，完善分工或重新設(shè)計(jì)，在開(kāi)放的情境中，形成真正意義的“組內(nèi)合作”。

⑤評(píng)價(jià)單元貫穿完整的跨學(xué)科主題教學(xué)，教師可采用觀察記錄、量規(guī)填寫(xiě)、作品評(píng)價(jià)等方式實(shí)時(shí)跟進(jìn)，學(xué)生則可采用自評(píng)、互評(píng)的形式進(jìn)行評(píng)價(jià)。師生均能進(jìn)行全面的教學(xué)評(píng)判，為反思與改進(jìn)信息技術(shù)跨學(xué)科教學(xué)效果提供依據(jù)。

2.評(píng)價(jià)階段

本階段通過(guò)分析信息技術(shù)跨學(xué)科教學(xué)活動(dòng)效果，能夠驗(yàn)證信息技術(shù)跨學(xué)科教學(xué)模式的可行性。基于《信息技術(shù)課程教學(xué)效果調(diào)查問(wèn)卷》的定量數(shù)據(jù)分析結(jié)果如表2所示。

表2

由表2可知，配對(duì)樣本檢驗(yàn)中各維度能力的Si g.(雙側(cè))值均＜0.05，且t值較大，表明前后具有顯著差異，即后測(cè)分值均顯著高于前測(cè)分值?？勺C明信息技術(shù)跨學(xué)科教學(xué)活動(dòng)導(dǎo)致了前后各項(xiàng)能力的變化，學(xué)科核心素養(yǎng)得到了發(fā)展，本文研究的信息技術(shù)跨學(xué)科教學(xué)模式可以進(jìn)行推廣。

●結(jié)語(yǔ)

本研究通過(guò)構(gòu)建“主題”特色的信息技術(shù)跨學(xué)科教學(xué)模式，驗(yàn)證了該教學(xué)模式的穩(wěn)定性，證明基于該模式的教學(xué)活動(dòng)有助于三維教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成與學(xué)科核心素養(yǎng)的全面培養(yǎng)。

但是，本研究的實(shí)踐案例整合文科知識(shí)較少，在開(kāi)展教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)可能出現(xiàn)不兼容的情況。此外，實(shí)踐案例創(chuàng)設(shè)的開(kāi)放式問(wèn)題情境雖激發(fā)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，但容易導(dǎo)致探究活動(dòng)與教學(xué)目標(biāo)結(jié)合不緊密的情況。因此，如何在鼓勵(lì)學(xué)生探索的同時(shí)注意加強(qiáng)與教學(xué)目標(biāo)的結(jié)合，提高開(kāi)放式問(wèn)題情境的效率，使學(xué)生真正有所收獲，還需教師在教學(xué)活動(dòng)安排、教學(xué)主題延伸、課程資源開(kāi)發(fā)等方面繼續(xù)下功夫。