從信息技術(shù)的學(xué)科整合到Scratch的學(xué)科通聯(lián)

許凱

研究表明，人類近三十年積累的科學(xué)文化成果相當(dāng)于之前五千年的總和，每天的知識(shí)仍在爆炸性地增長(zhǎng)，新的知識(shí)和信息源源不斷地?cái)U(kuò)充到課堂教學(xué)中。

在這樣的形勢(shì)下，邊緣學(xué)科不斷興起，各學(xué)科的相互影響、相互滲透已成必然?！痘A(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》中明確指出，“要改變過(guò)于強(qiáng)調(diào)學(xué)科本位的現(xiàn)狀，體現(xiàn)課程的綜合性，提高教學(xué)的綜合效益”。學(xué)生的核心素養(yǎng)以及各門(mén)學(xué)科素養(yǎng)之間既交叉共融、相互滲透，又各有側(cè)重、彼此牽制。葉圣陶先生曾說(shuō)過(guò)，“每一門(mén)功課猶如車輪上的一根‘輻，許多的‘輻必須集中在‘教育的‘軸上，才能成為把國(guó)家民族推向前進(jìn)的‘輪子，學(xué)校里的分科是由于不得已，做人做事原是不分科目的”。因此，“學(xué)科通聯(lián)”是培養(yǎng)時(shí)代新人養(yǎng)成多維視角、多元統(tǒng)一、動(dòng)態(tài)把握事物的思維方式的重要理念。

通聯(lián)就是將兩個(gè)或兩個(gè)以上看似不同卻又相關(guān)的事物或現(xiàn)象組成一個(gè)有意義的整體。聯(lián)的目的是通，通的前提是聯(lián)?！皩W(xué)科通聯(lián)”有兩個(gè)維度：第一個(gè)維度是指打破原有學(xué)科之間的壁壘，突破單一學(xué)科的局限，加強(qiáng)各類課程與各門(mén)學(xué)科之間橫向的聯(lián)系和整合，實(shí)現(xiàn)不囿于某一門(mén)學(xué)科范圍且具備多學(xué)科屬性的跨學(xué)科教學(xué)，最終實(shí)現(xiàn)從有形的拼湊到無(wú)形的滲透；第二個(gè)維度是指本學(xué)科內(nèi)部縱向的貫通，從學(xué)段、年級(jí)、學(xué)期、知識(shí)單元、課時(shí)的角度進(jìn)行梳理，研究其核心目標(biāo)和關(guān)鍵問(wèn)題。

本文著重從比較常見(jiàn)的第一個(gè)維度談學(xué)科之間的“通聯(lián)”，筆者并不主張取消各學(xué)科的基本教學(xué)，而是想嘗試在深度理解不同學(xué)科的本質(zhì)教學(xué)要求的基礎(chǔ)上，活化學(xué)科教學(xué)，與其他學(xué)科進(jìn)行有機(jī)、有序、有度的通聯(lián)，從而發(fā)展學(xué)生的綜合素養(yǎng)，以達(dá)到融會(huì)貫通的境界。

信息技術(shù)學(xué)科突破“整合”實(shí)現(xiàn)“通聯(lián)”

多年來(lái)教師所稱呼的“信息技術(shù)整合課”，實(shí)質(zhì)上就是信息技術(shù)軟硬件環(huán)境下的“計(jì)算機(jī)輔助學(xué)科教學(xué)課”或是之后的“數(shù)字化學(xué)習(xí)課”，信息技術(shù)還處于為其他學(xué)科做“嫁衣”的處境。當(dāng)前，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展確實(shí)為跨學(xué)科學(xué)習(xí)提供了海量的信息資源，同時(shí)也提供了良好的學(xué)習(xí)工具和環(huán)境，為師生教與學(xué)的方式提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。但信息技術(shù)作為一門(mén)學(xué)科，同時(shí)也是“學(xué)科通聯(lián)”中與其他學(xué)科產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的最佳催化劑。

信息技術(shù)學(xué)科與其他學(xué)科應(yīng)該以一種整體的姿態(tài)呈現(xiàn)在學(xué)生的面前，因?yàn)閷W(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中需要的不是碎片化的東西，而是一個(gè)相對(duì)完整的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。學(xué)習(xí)科學(xué)和腦科學(xué)的最新研究成果指出，人腦拒絕學(xué)習(xí)孤立呈現(xiàn)的事實(shí)，當(dāng)知識(shí)以有意義的、相互聯(lián)系的方式呈現(xiàn)時(shí)，學(xué)習(xí)最容易發(fā)生。大量的課例表面，實(shí)現(xiàn)粘合這些“碎片化”的知識(shí)使其相互以有意義的方式呈現(xiàn)，正是信息技術(shù)在“學(xué)科通聯(lián)”中體現(xiàn)的天然優(yōu)勢(shì)。

Scratch創(chuàng)意編程與學(xué)科有機(jī)通聯(lián)

Scratch軟件是麻省理工學(xué)院開(kāi)發(fā)的適合青少年的編程語(yǔ)言，近年來(lái)，在國(guó)際國(guó)內(nèi)信息技術(shù)教學(xué)界針對(duì)它的研究和討論愈發(fā)熱烈，其已被納入小學(xué)信息技術(shù)課程，越來(lái)越多的教師參與到Scratch的教學(xué)和研究中，而值得關(guān)注的是這些參與教學(xué)研究的教師多數(shù)是非信息技術(shù)學(xué)科的教師。Scratch軟件本身的特點(diǎn)使其既成為一項(xiàng)教學(xué)輔助工具，同時(shí)也成為學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)意、實(shí)現(xiàn)自我表達(dá)及展現(xiàn)個(gè)性的平臺(tái)。筆者嘗試從Scratch以下幾個(gè)方面的功能，并輔以實(shí)例來(lái)呈現(xiàn)信息技術(shù)在“學(xué)科通聯(lián)”中的強(qiáng)大粘合力。

1.數(shù)字化的創(chuàng)意藝術(shù)創(chuàng)作

Scratch是強(qiáng)大的數(shù)字化藝術(shù)創(chuàng)作工具，在與美術(shù)、音樂(lè)等藝術(shù)類學(xué)科的通聯(lián)中有獨(dú)到的作用。如圖1所示，筆者用Scratch的角色交互、畫(huà)筆等功能設(shè)計(jì)了一個(gè)仿Windows畫(huà)圖軟件的“畫(huà)圖工具”，除了畫(huà)圖軟件的常規(guī)功能外，還可以讓學(xué)生展開(kāi)想象創(chuàng)設(shè)一些他們感興趣的實(shí)用工具。如果用信息技術(shù)繪制美術(shù)的圖案屬于“輔助”教學(xué)，那么讓學(xué)生用信息技術(shù)學(xué)科的技能創(chuàng)造繪圖工具，就是學(xué)生個(gè)性的自我表達(dá)了。筆者還利用Scratch內(nèi)置的128種不同樂(lè)器聲音，以及軟件節(jié)拍和音高設(shè)置完成樂(lè)曲的創(chuàng)編（如圖2），學(xué)生在教室中可以隨時(shí)對(duì)比不同樂(lè)器演奏同一樂(lè)曲的奇妙，以及隨時(shí)即興修改樂(lè)曲曲調(diào)。

2.數(shù)字化的創(chuàng)意故事編述

Scratch制作動(dòng)畫(huà)的優(yōu)勢(shì)，決定了它可以非常便捷地讓學(xué)生在語(yǔ)文、德育等學(xué)科中發(fā)揮創(chuàng)編能力。例如，利用Scratch中的繪圖、廣播、角色說(shuō)話等功能創(chuàng)編寓言故事及寓言故事“新編”，如上頁(yè)圖3所示的“龜兔賽跑新編”，學(xué)生“新編”了小烏龜?shù)娜录寄?，并打敗了兔子；利用Scratch中的控制角色造型變化及大小功能，創(chuàng)編成語(yǔ)故事場(chǎng)景，如圖4中的“火上澆油”。以往，筆者利用Flash等軟件呈現(xiàn)教學(xué)需要的故事情節(jié)和場(chǎng)景，而在通聯(lián)課程中則讓學(xué)生在Scratch環(huán)境下自主表達(dá)自己的想法，并個(gè)性化地進(jìn)行表述。

3.數(shù)字化的創(chuàng)意科學(xué)實(shí)驗(yàn)

在很多真實(shí)環(huán)境下不便于開(kāi)展的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，也可以在Scratch環(huán)境中直觀地模擬出來(lái)。例如，針對(duì)科學(xué)課中學(xué)到的“螞蟻信息素”內(nèi)容，筆者利用Scratch的偵測(cè)和判斷指令設(shè)計(jì)了螞蟻沿著信息素前進(jìn)并返回的編程內(nèi)容（如圖5）；還有學(xué)生根據(jù)書(shū)本的描述，設(shè)計(jì)了“神舟五號(hào)”升空的模擬動(dòng)畫(huà)（如圖6），在哪個(gè)環(huán)節(jié)哪一個(gè)部分脫離機(jī)體都設(shè)計(jì)得惟妙惟肖。此外，Scratch還可以模擬電子電路設(shè)計(jì)、模擬人工智能交互等。

4.數(shù)字化的創(chuàng)意項(xiàng)目開(kāi)發(fā)

PBL（基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)）模式屬于比較高層次的綜合性實(shí)踐活動(dòng)，以“產(chǎn)品模式”在完成一次學(xué)習(xí)任務(wù)的時(shí)候推出一項(xiàng)作品。這類教學(xué)活動(dòng)往往很難界定是哪一門(mén)學(xué)科的活動(dòng)，可能同時(shí)通聯(lián)了多門(mén)學(xué)科的知識(shí)內(nèi)容。學(xué)生需要綜合應(yīng)用多方面的知識(shí)和技能，養(yǎng)成多維視角、多元統(tǒng)一、動(dòng)態(tài)把握事物的思維方式。例如，學(xué)生開(kāi)發(fā)的重量級(jí)飛機(jī)游戲“太空大戰(zhàn)”（如圖7），實(shí)現(xiàn)了非常有趣的游戲功能。在激昂的背景音樂(lè)中，飛機(jī)飛行在浩瀚的太空里，在一顆顆行星、隕石中穿行，遭遇到敵機(jī)后可以發(fā)射各種炮彈：常規(guī)炮彈、散彈、跟蹤彈以及激光等，每種特殊攻擊還會(huì)消耗能量值。除此之外，學(xué)生還嘗試用單片機(jī)制作了控制游戲的手柄和按鍵。在開(kāi)發(fā)類似項(xiàng)目中，學(xué)生需要團(tuán)隊(duì)協(xié)作，有項(xiàng)目頂層的“設(shè)計(jì)者”，有代碼實(shí)現(xiàn)的“程序員”，有圖片和音樂(lè)美化加工的“美工”和“音樂(lè)師”，還有尋找和糾正各種程序Bug的“測(cè)試員”。在實(shí)施這樣的大型項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，通聯(lián)了信息技術(shù)、數(shù)學(xué)、美術(shù)、音樂(lè)、物理等多學(xué)科的知識(shí)和技能，單一的學(xué)科能力無(wú)法完成這樣的學(xué)習(xí)。

信息技術(shù)學(xué)科和各學(xué)科通聯(lián)，還將發(fā)生更多的化學(xué)反應(yīng)，迸射出更燦爛的智慧火花，而這些都需要教師不斷去挖掘、探究。