基于項(xiàng)目的中學(xué)學(xué)科知識(shí)融合路徑探析

王公月+劉志華

【摘 要】“基于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的創(chuàng)新實(shí)踐課程”是江蘇省徐州市第三中學(xué)承擔(dān)的2015年江蘇省前瞻性教學(xué)改革實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。該項(xiàng)目是以物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用為載體，創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)情境，促進(jìn)學(xué)科融合，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)創(chuàng)新人才機(jī)制的前瞻性教改課程。其中，如何借助物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用促進(jìn)學(xué)科知識(shí)的深度融合，是該項(xiàng)目需要解決的核心問(wèn)題之一。本文從課程的視角，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的特征、物聯(lián)網(wǎng)涉及的學(xué)科知識(shí)，對(duì)“基于物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的中學(xué)學(xué)科知識(shí)融合的路徑”進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)；創(chuàng)新實(shí)踐；課程；學(xué)科融合；路徑

【中圖分類號(hào)】G42 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1005-6009（2016）54-0017-01

【作者簡(jiǎn)介】1.王公月，江蘇省徐州市第三中學(xué)（江蘇徐州，221005）教師，正高級(jí)教師，江蘇省特級(jí)教師；2.劉志華，江蘇省徐州市第三中學(xué)（江蘇徐州，221005）教師，高級(jí)教師。

一、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對(duì)多學(xué)科融合教學(xué)的積極作用

“基于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的創(chuàng)新實(shí)踐課程”所指的“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用”是運(yùn)用一種信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)的實(shí)踐過(guò)程。它是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于解決實(shí)際問(wèn)題的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，這一過(guò)程不僅需要物理、化學(xué)、生物、地理、藝術(shù)等許多學(xué)科的知識(shí)，而且需要營(yíng)造良好的創(chuàng)新教育情境，能夠產(chǎn)生巨大的教育力量。

正因?yàn)榻鉀Q具體的問(wèn)題既需要物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)，又需要不同的學(xué)科知識(shí)，因此，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用成為能夠營(yíng)造促進(jìn)知識(shí)融合的新學(xué)習(xí)情境的媒介，并成為學(xué)生核心素養(yǎng)提升不可或缺的途徑，對(duì)多學(xué)科融合教學(xué)產(chǎn)生了積極的推動(dòng)作用。如圖1所示。

二、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用促進(jìn)學(xué)科知識(shí)融合的路徑

“基于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的創(chuàng)新實(shí)踐課程”是以問(wèn)題解決為前提，借助物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用營(yíng)造的學(xué)習(xí)情境，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)和各學(xué)科知識(shí)融合的課程。這種課程如何促進(jìn)各學(xué)科知識(shí)和物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)的深度融合？下面以一個(gè)由學(xué)生小組制作的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目為案例來(lái)加以探討。

2015年7月15—18日，在第十三屆全國(guó)中小學(xué)信息技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)踐活動(dòng)（簡(jiǎn)稱NOC活動(dòng)）中，江蘇省徐州市第三中學(xué)選送的作品《云智能盆“載”》奪得了“物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)”賽項(xiàng)團(tuán)體組全國(guó)一等獎(jiǎng)第一名的好成績(jī)；三名學(xué)生獲得NOC活動(dòng)的最高獎(jiǎng)項(xiàng)——恩歐希教育信息化發(fā)明創(chuàng)新獎(jiǎng)。

1.以項(xiàng)目為載體的多元化學(xué)習(xí)。

從三名學(xué)生相互協(xié)作完成的作品——《云智能盆“載”》的創(chuàng)意、制作過(guò)程看，他們按照各自的特長(zhǎng)，合理分工，其中學(xué)生甲負(fù)責(zé)程序設(shè)計(jì)，學(xué)生乙負(fù)責(zé)機(jī)件制作，學(xué)生丙負(fù)責(zé)藝術(shù)組合；在遇到問(wèn)題時(shí)，又集中討論、探究解決的思路，一起改進(jìn)盆的形狀與顏色。在遇到花灑的水流速度控制問(wèn)題時(shí)，三名學(xué)生一起到圖書(shū)館查閱資料，又分頭去請(qǐng)教學(xué)科教師，直到問(wèn)題解決，這是典型的合作學(xué)習(xí)范式。學(xué)生經(jīng)常為解決一個(gè)問(wèn)題而冥思苦想，查閱資料，修改方案，很多時(shí)候還需要翻閱教科書(shū)、上網(wǎng)、向?qū)W科教師咨詢技術(shù)性知識(shí)、物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)、學(xué)科知識(shí)等，體現(xiàn)了典型的自主學(xué)習(xí)和探究性學(xué)習(xí)方式。此時(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)方向已經(jīng)不是被教師所確定的，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式也已經(jīng)不再是教室里的“聽(tīng)講”，學(xué)生的學(xué)習(xí)目的也不是為了完成教師布置的任務(wù)。

學(xué)生的這種合作學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)和探究式學(xué)習(xí)是學(xué)科知識(shí)融合、內(nèi)化的內(nèi)生機(jī)制。

2.在項(xiàng)目研究過(guò)程中融合各學(xué)科知識(shí)。

在項(xiàng)目研究過(guò)程中，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生能夠整合各學(xué)科的知識(shí)，并將各學(xué)科知識(shí)整合應(yīng)用到作品的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，各學(xué)科知識(shí)的融合使學(xué)生產(chǎn)生了新的認(rèn)識(shí)，激發(fā)了創(chuàng)新的靈感。表1為《云智能盆“載”》制作中，物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)與學(xué)科知識(shí)的融合。

創(chuàng)意制作物聯(lián)網(wǎng)作品的過(guò)程，需要用到許多學(xué)科知識(shí)，如果指導(dǎo)教師抓住其中關(guān)鍵的知識(shí)，及時(shí)地給予指導(dǎo)，能夠深化學(xué)生對(duì)這一部分知識(shí)的理解。例如教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生在制作《云智能盆“載”》時(shí)，多次咨詢“流速與壓差關(guān)系及其控制”的問(wèn)題，就為他們做了一次專門(mén)的“壓強(qiáng)與流速關(guān)系”的講座。各學(xué)科教師在學(xué)生項(xiàng)目研究中的及時(shí)指導(dǎo)保證了學(xué)科融合的順利進(jìn)行，對(duì)項(xiàng)目研究形成了有效的合力。

3.在項(xiàng)目開(kāi)展中突出學(xué)科間知識(shí)的靈活轉(zhuǎn)換。

物聯(lián)網(wǎng)作品制作指導(dǎo)與單一學(xué)科教學(xué)的最大區(qū)別在于其具有“實(shí)踐性”“創(chuàng)意性”和“綜合性”的特點(diǎn)。在項(xiàng)目研究中，一個(gè)問(wèn)題可能涉及多個(gè)學(xué)科，教師需要鼓勵(lì)學(xué)生從不同學(xué)科的視角去看待問(wèn)題、思考問(wèn)題和解決問(wèn)題。

例如，為獲得《云智能盆“載”》這一創(chuàng)意，學(xué)生通過(guò)對(duì)學(xué)校智能化花房及生物生長(zhǎng)的觀察，不斷尋找靈感，在觀察的過(guò)程中，他們的視角不斷地在物理、生物、通用技術(shù)、地理、藝術(shù)等學(xué)科轉(zhuǎn)換。在此基礎(chǔ)上，他們?cè)谥谱鬟^(guò)程中不斷激活原有的處于貯存狀態(tài)的各科知識(shí)，并加以靈活轉(zhuǎn)換，以獲得最佳的效果。

總之，“基于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的創(chuàng)新實(shí)踐課程”借助物聯(lián)網(wǎng)制作活動(dòng)，營(yíng)造“問(wèn)題情境”“探究情境”“合作情境”，促進(jìn)學(xué)生運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。這種課程以項(xiàng)目為依托，營(yíng)造了不同于學(xué)科課堂教學(xué)的情境，衍生了真實(shí)的問(wèn)題，促進(jìn)學(xué)科知識(shí)的融合，轉(zhuǎn)變了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，有力地提升了學(xué)生的核心素養(yǎng)。