核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的信息科技跨學(xué)科主題式教學(xué)創(chuàng)新

華薈

摘要：跨學(xué)科主題式教學(xué)是提升學(xué)生核心素養(yǎng)的必由路徑與重要載體。作者以蘇教版信息技術(shù)九年級(jí)“數(shù)字氣象站”單元為例，探索和創(chuàng)新跨學(xué)科主題式教學(xué)模式，積極創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，給學(xué)生提供多向度的探索空間，有效提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的開放性和增值性。

關(guān)鍵詞：主題教學(xué)；跨學(xué)科；核心素養(yǎng)；信息科技；數(shù)字氣象站

中圖分類號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2023）09-0049-03

《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》明確提出，義務(wù)教育課程要強(qiáng)化“課程內(nèi)容與學(xué)生經(jīng)驗(yàn)、社會(huì)生活的聯(lián)系，強(qiáng)化學(xué)科內(nèi)知識(shí)整合，統(tǒng)籌設(shè)計(jì)綜合課程和跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)”[1]?！读x務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》由此提出了“數(shù)字設(shè)備體驗(yàn)、數(shù)據(jù)編碼探秘、小型系統(tǒng)模擬、互聯(lián)智能設(shè)計(jì)”等跨學(xué)科主題內(nèi)容。[2]因此，如何創(chuàng)新跨學(xué)科主題式教學(xué)，培養(yǎng)和提升學(xué)生核心素養(yǎng)，已成為當(dāng)下初中信息科技課程改革的重要實(shí)踐課題。下面，筆者結(jié)合蘇教版信息技術(shù)九年級(jí)“數(shù)字氣象站”單元，探索和創(chuàng)新跨學(xué)科主題式教學(xué)模式，以期為深化初中信息科技課程改革提供有益的啟示。

跨學(xué)科主題式教學(xué)內(nèi)涵

跨學(xué)科主題式教學(xué)蘊(yùn)含“跨學(xué)科教學(xué)”與“主題式教學(xué)”兩個(gè)概念：前者是就學(xué)科教學(xué)而言，指“以一個(gè)學(xué)科為中心，在這個(gè)學(xué)科中選擇一個(gè)題目，圍繞這個(gè)題目運(yùn)用不同學(xué)科的知識(shí)對(duì)題目進(jìn)行設(shè)計(jì)教學(xué)”[3]，強(qiáng)調(diào)的是學(xué)科之間的區(qū)別與聯(lián)系；后者是就教學(xué)模式而言，指“通過跨學(xué)科領(lǐng)域的主題探究與活動(dòng)來發(fā)揮學(xué)生的主體建構(gòu)性和主觀能動(dòng)性，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生全面發(fā)展的教學(xué)活動(dòng)方式”，強(qiáng)調(diào)的是不同學(xué)科教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式統(tǒng)一于某一教學(xué)主題。二者雖然視角與側(cè)重點(diǎn)不同，但其旨意是相同的，均強(qiáng)調(diào)“跨學(xué)科”。

而作為實(shí)踐性和綜合性較強(qiáng)的信息科技課程，應(yīng)基于建構(gòu)主義理論，堅(jiān)持以培養(yǎng)和提升學(xué)生核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，通過設(shè)計(jì)跨學(xué)科學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)任務(wù)、學(xué)習(xí)過程等，促進(jìn)學(xué)生深層次學(xué)習(xí)、自主性建構(gòu)。

跨學(xué)科主題式教學(xué)設(shè)計(jì)

筆者以建構(gòu)主義理論為理論基礎(chǔ)，結(jié)合《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》提出的新理念新要求，對(duì)“數(shù)字氣象站”單元進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。

1.學(xué)習(xí)者特征分析

在學(xué)習(xí)本單元內(nèi)容之前，學(xué)生已經(jīng)初步掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，通過物聯(lián)網(wǎng)識(shí)別技術(shù)、傳感技術(shù)的實(shí)例研究，初步掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)編程設(shè)計(jì)與實(shí)例創(chuàng)作的方法，但尚未完全掌握采集數(shù)據(jù)智能化處理，沒學(xué)習(xí)和掌握“物創(chuàng)云”平臺(tái)數(shù)據(jù)顯示與分析，以及設(shè)備與平臺(tái)數(shù)據(jù)的交互處理。

2.跨學(xué)科內(nèi)容分析

“數(shù)字氣象站”單元融合了多門學(xué)科知識(shí)（如表1），有利于培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)。

3.跨學(xué)科目標(biāo)設(shè)計(jì)（如表2）

4.教學(xué)任務(wù)與活動(dòng)設(shè)計(jì)

本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)是：了解數(shù)字氣象站的基本構(gòu)成和工作流程，掌握通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)、軟件編程和物創(chuàng)云進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示和交互的方法。教學(xué)難點(diǎn)是：學(xué)習(xí)利用開源軟件編寫數(shù)字氣象站功能程序的方法，實(shí)現(xiàn)數(shù)字氣象站基本構(gòu)成和工作流程；掌握物創(chuàng)云平臺(tái)創(chuàng)建顯示和交互傳感器數(shù)據(jù)以及美化圖形或控件的方法。

在教學(xué)策略上，以培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，既注重學(xué)生對(duì)知識(shí)與技能的學(xué)習(xí)掌握，也注重培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)的能力，使其養(yǎng)成獲取數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)和用數(shù)據(jù)說話的信息素養(yǎng)。一方面，采用體驗(yàn)式教學(xué)法，通過創(chuàng)設(shè)使用小米智能音箱進(jìn)行游戲的活動(dòng)，活躍課堂學(xué)習(xí)氣氛，引導(dǎo)學(xué)生思考和探究；通過引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建數(shù)字氣象站，使其學(xué)習(xí)數(shù)字氣象站的基本構(gòu)成、工作流程及原理，以及應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)制作作品的方法。另一方面，通過競賽搶答的教學(xué)形式，彌補(bǔ)知識(shí)和技能本身單調(diào)無趣的缺陷，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率；通過平板投屏交互技術(shù)等信息技術(shù)教學(xué)手段，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)法促進(jìn)學(xué)生自主與分層學(xué)習(xí)，培養(yǎng)和提高自主探究能力。

跨學(xué)科主題式教學(xué)實(shí)施

在教學(xué)實(shí)施之前，師生準(zhǔn)備了學(xué)習(xí)單、教學(xué)課件、微視頻、思維導(dǎo)圖、觸控一體機(jī)和平板電腦、小米智能音箱、物聯(lián)網(wǎng)硬件設(shè)備和物創(chuàng)云平臺(tái)，為高效開展跨學(xué)科主題式教學(xué)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.創(chuàng)設(shè)游戲情境，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)

在本環(huán)節(jié)，先讓學(xué)生根據(jù)觸摸一體機(jī)顯示文字，分別大聲朗讀“小愛同學(xué)……”，實(shí)現(xiàn)控制小米智能音箱進(jìn)行語音識(shí)別與回應(yīng)，使學(xué)生體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)興趣遷移。在此基礎(chǔ)上，把有關(guān)詢問天氣情況的主題遷移到本單元學(xué)習(xí)主題“數(shù)字氣象站”，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)制作數(shù)字氣象站的學(xué)習(xí)目標(biāo)和內(nèi)容，從而對(duì)所學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生預(yù)期。

2.開展競賽搶答，分析學(xué)習(xí)要點(diǎn)

提出相關(guān)問題：“在觀測和記錄氣溫時(shí)，氣象站里的溫度計(jì)為什么要放在百葉箱內(nèi)？”“你了解多少關(guān)于氣象物理量測試的傳感器？”“已經(jīng)學(xué)過的機(jī)器人中的傳感器能用在數(shù)字氣象站項(xiàng)目上嗎？”“什么是物聯(lián)網(wǎng)？物聯(lián)網(wǎng)有哪些技術(shù)特征？”“辛苦測量得來的數(shù)據(jù)怎樣才能記錄、整理、傳送和發(fā)布？”，以競賽搶答形式，引導(dǎo)學(xué)生分析氣象站數(shù)據(jù)類型，歸納所需傳感器類型，并通過引導(dǎo)學(xué)生查看書本補(bǔ)充沒有思考到的氣象數(shù)據(jù)類型。在此基礎(chǔ)上，通過多媒體課件交互，引導(dǎo)學(xué)生分析歸納數(shù)字氣象站的基本構(gòu)成，并分析數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)查詢四大模塊。

3.實(shí)施任務(wù)驅(qū)動(dòng)，強(qiáng)化實(shí)踐探究

引導(dǎo)學(xué)生了解“學(xué)習(xí)單”學(xué)習(xí)任務(wù)要求，并借助任務(wù)操作步驟提示、微視頻、書本等開展學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)其在完成本課學(xué)習(xí)內(nèi)容“基礎(chǔ)學(xué)習(xí)篇”的基礎(chǔ)上，大膽探究“高手探究篇”學(xué)習(xí)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)分層學(xué)習(xí)的目的。學(xué)生自主學(xué)習(xí)微視頻，分解編程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)重點(diǎn)與難點(diǎn)，采用智能控件、傳感器和執(zhí)行器進(jìn)行創(chuàng)意編程。在此過程中，教師開展個(gè)別輔導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生先畫出編程流程圖，再根據(jù)創(chuàng)意需要進(jìn)行編程設(shè)計(jì)，同時(shí)，拍攝優(yōu)秀學(xué)生的程序并投屏展示，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和探究的動(dòng)力。

4.生動(dòng)演示講解，深化教學(xué)內(nèi)容

組織學(xué)生觀看和分析優(yōu)秀設(shè)計(jì)作品，引導(dǎo)學(xué)生分析編程中有關(guān)變量，掌握數(shù)據(jù)獲取模塊與傳感器之間的關(guān)系；通過分析有關(guān)數(shù)據(jù)傳送“物創(chuàng)云”過程，進(jìn)一步掌握“數(shù)據(jù)傳輸模塊”的傳輸編程方法與“物創(chuàng)云”設(shè)計(jì)方法；通過分析演示的“高溫橙色警報(bào)”過程，進(jìn)一步掌握“數(shù)據(jù)處理模塊”的編程方法與“物創(chuàng)云”顯示報(bào)警設(shè)置方式。在此過程中，鼓勵(lì)學(xué)生綜合運(yùn)用已有的各學(xué)科知識(shí)，分析和解決問題，提高編程思維能力、設(shè)計(jì)美觀方式和數(shù)據(jù)分析能力。

5.系統(tǒng)總結(jié)知識(shí)，開展成果評(píng)價(jià)

根據(jù)所學(xué)內(nèi)容創(chuàng)建思維導(dǎo)圖，引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)字氣象站的基本構(gòu)成和工作流程，促進(jìn)其對(duì)本單元知識(shí)重點(diǎn)、難點(diǎn)圖形化、形象化，提升學(xué)生的思維與記憶能力。同時(shí)，從思想性、規(guī)范性、創(chuàng)造性、藝術(shù)性、技術(shù)性等方面，對(duì)學(xué)生創(chuàng)意編程、“物創(chuàng)云”設(shè)計(jì)作品進(jìn)行評(píng)價(jià)。

總結(jié)與反思

本單元教學(xué)實(shí)踐，堅(jiān)持從“知識(shí)本位”轉(zhuǎn)向“素養(yǎng)本位”，凸顯了學(xué)生的主體地位；堅(jiān)持核心素養(yǎng)導(dǎo)向，積極探索培養(yǎng)學(xué)生在真實(shí)情境中擁有豐富體驗(yàn)并能創(chuàng)造性解決問題的能力，以滿足學(xué)生在未來有必備知識(shí)和關(guān)鍵能力。這種非常規(guī)、不循規(guī)蹈矩的學(xué)習(xí)模式更容易激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究的欲望，將被動(dòng)學(xué)習(xí)逐步轉(zhuǎn)化為主動(dòng)學(xué)習(xí)。當(dāng)然，也正因?yàn)槭钦鎸?shí)情境，在探究過程中會(huì)面臨很多不確定因素，教師需要隨時(shí)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整實(shí)施步驟。

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[3]蔣順一.從建構(gòu)主義理論的角度談中學(xué)跨學(xué)科融合教學(xué)的必要性——以中學(xué)歷史與語文、政治、地理融合教學(xué)為例[J].學(xué)園，2021，14（26）：4.