小學(xué)信息科技跨學(xué)科深度學(xué)習(xí)的設(shè)計與實施
——以“滑動電位器的使用”為例

宋新 江蘇省宜興市閘口小學(xué)

深度學(xué)習(xí)是學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，基于真實問題的學(xué)習(xí)主題，深度參與、體驗成功、獲得發(fā)展的有意義的學(xué)習(xí)過程，是培育學(xué)生核心素養(yǎng)的重要途徑，其基礎(chǔ)是學(xué)生的深度參與。跨學(xué)科學(xué)習(xí)是一種以解決真實問題為核心的深度學(xué)習(xí)方式，學(xué)生圍繞學(xué)習(xí)主題深度參與，綜合運用兩種或兩種以上學(xué)科觀念和知識對主題持續(xù)探究，最終解決問題，形成成果，發(fā)展跨學(xué)科理解及核心素養(yǎng)。由此可見，跨學(xué)科學(xué)習(xí)是促進深度學(xué)習(xí)真實發(fā)生的有效方式。下面，筆者以小學(xué)信息科技學(xué)科五年級圖形化編程內(nèi)容中“滑動電位器的使用”為例談?wù)効鐚W(xué)科深度學(xué)習(xí)的設(shè)計與實施。

●確定跨學(xué)科主題

跨學(xué)科主題在選擇時要堅持回歸生活的教育理念。五年級學(xué)生親身經(jīng)歷了新冠疫情，每個人都切身感受到了科技對防疫的重要性和便利性，因此筆者確定以“互聯(lián)智能設(shè)計”為跨學(xué)科主題，以科技助力抗擊新冠疫情為主題背景，以“滑動電位器的使用”為項目，綜合運用多學(xué)科知識開展學(xué)習(xí)實踐活動。

●確定活動目標

本次跨學(xué)科學(xué)習(xí)以信息科技學(xué)科為關(guān)鍵學(xué)科，以科學(xué)、道德與法治、歷史等學(xué)科為支撐學(xué)科，活動目標的確定需要各學(xué)科教師與學(xué)生交流和相互學(xué)習(xí)，了解多學(xué)科信息及知識，通過探討完成。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生通過自主、合作、探究達成如下頁表1所列的目標。

表1

●提出跨學(xué)科引導(dǎo)問題

在跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動過程中，教師要利用引導(dǎo)問題貫穿學(xué)習(xí)始終。本次跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動筆者提出了兩類引導(dǎo)問題：一是事實性問題，即應(yīng)對關(guān)鍵學(xué)科知識，如何利用滑動電位器控制角色位置實現(xiàn)智能互聯(lián)？二是爭議性問題，爭議性問題是開放的，沒有標準答案，目的是引發(fā)學(xué)生從多學(xué)科、多角度去思考和探索，不斷提出“為什么”。本次的爭議性問題是面對高速發(fā)展的互聯(lián)智能帶來的貢獻和挑戰(zhàn)，人類應(yīng)如何合理應(yīng)對？引導(dǎo)問題會隨著學(xué)生的探索產(chǎn)生子問題，從而促進學(xué)生的持續(xù)探索。

●活動實施

本次跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動課內(nèi)和課外結(jié)合開展，課外以互聯(lián)智能助力抗擊新冠疫情為項目開展，課內(nèi)以滑動電位器的使用為項目開展，并涉及數(shù)學(xué)、美術(shù)、道德與法治、科學(xué)等學(xué)科教師的協(xié)作與知識的遷移運用。

1.入項探索

教師根據(jù)學(xué)生的個性和特長將學(xué)生合理分組，學(xué)生也可自由組合，每組大約5人。推選組長，對組員明確分工，有負責(zé)信息搜集和處理的，有負責(zé)組員之間信息分享和交流的，有負責(zé)將成果物化的，有負責(zé)展示和表達的等，組員團結(jié)合作，協(xié)同探究，完成新冠病毒相關(guān)知識、歷史上發(fā)生的重大疫情、科技對疫情的作用和影響、互聯(lián)智能在抗擊疫情中的運用等信息的學(xué)習(xí)和搜集。教師組織學(xué)生采用多種形式進行展示和交流，如制作新冠病毒知識展板、以導(dǎo)圖形式展示新冠病毒變異過程、用繪本描述互聯(lián)智能在抗疫中的運用、制作PPT展示歷史上的重大疫情等，并將語文、美術(shù)、信息技術(shù)等知識綜合運用到實際生活中，使學(xué)生享受成功的樂趣。

2.實踐探究

在學(xué)生充分了解智能互聯(lián)后，就可以進入實踐探究了。筆者選擇互聯(lián)智能在消殺中的運用，大致過程如下。

①情境創(chuàng)設(shè)，激趣導(dǎo)入。先觀看利用無人機進行環(huán)境消殺的視頻，同時拋出問題：a.和人工消殺比，利用無人機消殺的優(yōu)勢是什么？b.無人機由什么控制？在什么方向上移動？再通過滑動電位器控制無人機小游戲，激發(fā)學(xué)生興趣，使其感受科技力量，順勢開啟對滑動電位器的探索。

②抽象分析，轉(zhuǎn)化模擬。學(xué)生觀察小游戲中角色的動作和變化，分析涉及的學(xué)過的腳本，完成知識的遷移。教師引導(dǎo)學(xué)生將真實與模擬對比，從現(xiàn)實場景到虛擬背景，從遙控器到滑動電位器，從無人機、消毒液、病毒到軟件中的角色，體現(xiàn)計算思維中的抽象概念，促使學(xué)生形成設(shè)計思路和真實的理解。

③自主協(xié)作，完成創(chuàng)作。學(xué)生連接硬件，編寫腳本，綜合運用數(shù)學(xué)學(xué)科知識和信息科技學(xué)科知識，合作完成監(jiān)測滑動電位器的值。在將滑桿模擬值變?yōu)楫斍敖巧淖鴺酥倒酵茖?dǎo)過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生組間合作，以制作微視頻等形式完成，進而滿足學(xué)生的不同需求，并鼓勵學(xué)生“做中學(xué)”“用中學(xué)”“創(chuàng)中學(xué)”，凸顯學(xué)生主體性。另外，在編寫角色腳本時，引導(dǎo)學(xué)生知識遷移，利用已學(xué)知識，完成腳本的編寫。

④自主創(chuàng)新，展示成果。在完成作品后，教師引導(dǎo)學(xué)生綜合運用美術(shù)、科學(xué)學(xué)科知識，添加一些效果來優(yōu)化或提升游戲的精彩度，并展開小組討論確定方案，拓展學(xué)生設(shè)計思路。例如，增加消滅病毒的數(shù)量統(tǒng)計，添加病毒的旋轉(zhuǎn)、音效等運動效果，添加計時器功能等，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)和創(chuàng)新意識。

⑤項目總結(jié)，評估檢測。小組對自己組的項目進行展示、總結(jié)，同時采用組間互評和教師點評結(jié)合形式，對游戲作品美觀性、可玩性、學(xué)科知識的多樣性、邏輯方面進行合理評價，磨煉學(xué)生信息表達能力。

⑥反思遷移，升華素養(yǎng)。對本項目進行復(fù)盤，從設(shè)計思路、投入程度、最終效果、項目價值、運用的學(xué)科知識解決問題是否合理等方面進行反思總結(jié)。例如，滑桿不僅限于控制角色的位置，還可以控制角色的大小、顏色、方向等其他變化，進一步拓寬創(chuàng)新思路，使學(xué)生的核心素養(yǎng)得到升華。

3.評議修訂

在跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動中，教師要注重探究過程，及時完善活動記錄表（如下頁表2）。

表2

在分小組展示時，重點圍繞引導(dǎo)問題的解決進行，如在學(xué)習(xí)滑動電位器時如何探究滑桿的最大值、最小值？如何推導(dǎo)滑桿模擬值轉(zhuǎn)換成對應(yīng)坐標的公式？在編寫腳本時遷移的是哪些學(xué)過的知識？通過互聯(lián)智能設(shè)計的學(xué)習(xí)怎么運用到現(xiàn)實生活的調(diào)音臺、汽車溫度調(diào)節(jié)中？互聯(lián)智能高速發(fā)展對人類會有哪些不良影響？應(yīng)該擔(dān)負哪些信息社會責(zé)任？在各類項目活動中遇到了哪些問題？又是怎么解決的？……評議采用小組自評、小組互評和教師評價三部分，提出修訂方案，各組根據(jù)方案修訂項目成果。評價表設(shè)計如表3所示。

表3

4.總結(jié)

各小組在確定修訂方案后，各學(xué)科教師可引導(dǎo)學(xué)生通過豐富的形式提煉最終成果，如以思維導(dǎo)圖描述活動的歷程、以繪本敘述活動中的小故事、用文字記錄活動的收獲和感悟、用照片定格快樂時刻……最后通過校園網(wǎng)、?？?、微信公眾號、學(xué)校櫥窗等多渠道展示成果，使學(xué)生收獲各種表達與交流技能，提升學(xué)習(xí)的價值，享受成功帶來的喜悅和自豪，最終產(chǎn)生跨學(xué)科理解。

●收獲與反思

在完成了“互聯(lián)智能設(shè)計”跨學(xué)科深度學(xué)習(xí)的設(shè)計與實施后，筆者有不少收獲：一是構(gòu)建了師生學(xué)習(xí)共同體；二是學(xué)生產(chǎn)生了運用多學(xué)科觀念與方法解決問題、創(chuàng)作作品的“跨學(xué)科理解”；三是通過跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動讓深度學(xué)習(xí)真正發(fā)生；四是初步生成了小學(xué)信息科技跨學(xué)科深度學(xué)習(xí)的實踐樣本，或可為其他學(xué)科提供參考。

回顧“互聯(lián)智能設(shè)計”跨學(xué)科深度學(xué)習(xí)，筆者對跨學(xué)科主題的選擇、學(xué)習(xí)目標的確定仍存在困惑，對跨學(xué)科學(xué)習(xí)中各學(xué)科教師、教師與學(xué)生之間關(guān)系的改變，各學(xué)科教師如何協(xié)同合作，教學(xué)方式的變革帶來的觀念轉(zhuǎn)變問題等諸多方面還存有疑慮，有待進一步研究與實踐。