基于项目的中学学科知识融合路径探析

王公月+刘志华

【摘 要】“基于物联网应用的创新实践课程”是江苏省徐州市第三中学承担的2015年江苏省前瞻性教学改革实验项目。该项目是以物联网的应用为载体，创新实践活动情境，促进学科融合，实现学习方式转变，培养创新人才机制的前瞻性教改课程。其中，如何借助物联网的应用促进学科知识的深度融合，是该项目需要解决的核心问题之一。本文从课程的视角，结合物联网的特征、物联网涉及的学科知识，对“基于物联网项目的中学学科知识融合的路径”进行了探讨。

【关键词】物联网；创新实践；课程；学科融合；路径

【中图分类号】G42 【文献标志码】A 【文章编号】1005-6009（2016）54-0017-01

【作者简介】1.王公月，江苏省徐州市第三中学（江苏徐州，221005）教师，正高级教师，江苏省特级教师；2.刘志华，江苏省徐州市第三中学（江苏徐州，221005）教师，高级教师。

一、物联网应用对多学科融合教学的积极作用

“基于物联网应用的创新实践课程”所指的“物联网应用”是运用一种信息传感设备，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来的实践过程。它是将物联网技术用于解决实际问题的创新实践活动，这一过程不仅需要物理、化学、生物、地理、艺术等许多学科的知识，而且需要营造良好的创新教育情境，能够产生巨大的教育力量。

正因为解决具体的问题既需要物联网知识，又需要不同的学科知识，因此，物联网的应用成为能够营造促进知识融合的新学习情境的媒介，并成为学生核心素养提升不可或缺的途径，对多学科融合教学产生了积极的推动作用。如图1所示。

二、物联网应用促进学科知识融合的路径

“基于物联网应用的创新实践课程”是以问题解决为前提，借助物联网应用营造的学习情境，实现物联网知识和各学科知识融合的课程。这种课程如何促进各学科知识和物联网知识的深度融合？下面以一个由学生小组制作的物联网项目为案例来加以探讨。

2015年7月15—18日，在第十三届全国中小学信息技术创新与实践活动（简称NOC活动）中，江苏省徐州市第三中学选送的作品《云智能盆“载”》夺得了“物联网创新设计”赛项团体组全国一等奖第一名的好成绩；三名学生获得NOC活动的最高奖项——恩欧希教育信息化发明创新奖。

1.以项目为载体的多元化学习。

从三名学生相互协作完成的作品——《云智能盆“载”》的创意、制作过程看，他们按照各自的特长，合理分工，其中学生甲负责程序设计，学生乙负责机件制作，学生丙负责艺术组合；在遇到问题时，又集中讨论、探究解决的思路，一起改进盆的形状与颜色。在遇到花洒的水流速度控制问题时，三名学生一起到图书馆查阅资料，又分头去请教学科教师，直到问题解决，这是典型的合作学习范式。学生经常为解决一个问题而冥思苦想，查阅资料，修改方案，很多时候还需要翻阅教科书、上网、向学科教师咨询技术性知识、物联网知识、学科知识等，体现了典型的自主学习和探究性学习方式。此时，学生的学习方向已经不是被教师所确定的，学生的学习方式也已经不再是教室里的“听讲”，学生的学习目的也不是为了完成教师布置的任务。

学生的这种合作学习、自主学习和探究式学习是学科知识融合、内化的内生机制。

2.在项目研究过程中融合各学科知识。

在项目研究过程中，在教师的指导下，学生能够整合各学科的知识，并将各学科知识整合应用到作品的开发过程中，各学科知识的融合使学生产生了新的认识，激发了创新的灵感。表1为《云智能盆“载”》制作中，物联网知识与学科知识的融合。

创意制作物联网作品的过程，需要用到许多学科知识，如果指导教师抓住其中关键的知识，及时地给予指导，能够深化学生对这一部分知识的理解。例如教师发现学生在制作《云智能盆“载”》时，多次咨询“流速与压差关系及其控制”的问题，就为他们做了一次专门的“压强与流速关系”的讲座。各学科教师在学生项目研究中的及时指导保证了学科融合的顺利进行，对项目研究形成了有效的合力。

3.在项目开展中突出学科间知识的灵活转换。

物联网作品制作指导与单一学科教学的最大区别在于其具有“实践性”“创意性”和“综合性”的特点。在项目研究中，一个问题可能涉及多个学科，教师需要鼓励学生从不同学科的视角去看待问题、思考问题和解决问题。

例如，为获得《云智能盆“载”》这一创意，学生通过对学校智能化花房及生物生长的观察，不断寻找灵感，在观察的过程中，他们的视角不断地在物理、生物、通用技术、地理、艺术等学科转换。在此基础上，他们在制作过程中不断激活原有的处于贮存状态的各科知识，并加以灵活转换，以获得最佳的效果。

总之，“基于物联网应用的创新实践课程”借助物联网制作活动，营造“问题情境”“探究情境”“合作情境”，促进学生运用多学科知识解决实际问题的能力。这种课程以项目为依托，营造了不同于学科课堂教学的情境，衍生了真实的问题，促进学科知识的融合，转变了学生的学习方式，有力地提升了学生的核心素养。