学科融合背景下的信息技术教学实践初探

赵艳

以互联网、计算机、多媒体、大数据等为代表的信息技术正以惊人的速度改变着人们的生活。对教育行业来说，信息技术给传统的课堂教学带来的改变是直观的、可预测的。下面，笔者以“循环结构研究抛体运动”一课为例，谈谈学科融合背景下的信息技术教学实践，展示信息技术学科与其他学科融合的一种思路和过程。

课例背景分析

高一年的学生都有力学的基础，因此笔者从学生最熟悉的自由落体运动入手，结合程序设计的循环结构，由浅入深，层层推进，分别探究自由落体运动、平抛运动和斜抛运动，最终完成“模拟投篮”小程序的设计。

学科核心素养

（1）结合物理学中的三种抛体运动的运动轨迹绘制，进一步理解循环结构的原理，感受循环结构在生活中的应用。（信息意识）

（2）通过活动的探究，能够准确进行知识的迁移，准确把握循环结构中的循环变量初值、终值、循环体等要素的设置。（计算思維）

（3）通过具体的实例拓展，将学科融合的结果运用到生活实际当中，达到学习的最终目的。（信息社会责任）

基于学科融合的项目式教学设计

1.动画导入，唤醒思维

教师展示一段苹果落地的动画，引导学生思考，动手进行受力分析，并绘制出简单的运动轨迹，进一步提出问题：如果这项工作交给计算机，它该如何完成呢？

要解决上述的问题，关键在于分析该运动过程中应当提取何种信息作为循环变量？循环变量的初值、终值是什么？在自由落体的过程中，苹果仅受到万有引力的作用，并随着时间的推移产生相应的位移，分析到此，整个过程可以用循环的方式描述出来，循环变量是时间t，如果用小球模拟下落的过程，那么小球圆心的x坐标不变，y坐标产生了位移（y=0.5*g*t^2）。

2.添加条件，丝丝入扣

在物理学中，如果在自由落体的基础上加入一个水平方向的初速度v1，那么就衍生出了平抛运动，教师板书引导学生进行受力以及运动方向、运动轨迹分析，并将学生的思维从物理学科迁移至信息技术课堂，提出第二个活动要求：仿照自由落体运动，如果让计算机模拟该运动过程，该如何实现呢？循环变量为时间t，循环体循环的是小球的位置，小球圆心的x坐标由水平方向的初速度产生了位移（x=v1*t），圆心的y坐标由重力作用产生了位移（y=0.5*g*t^2），两个方向的位移共同控制小球做平抛运动。适当地调整v1的值，观察比较平抛运动的轨迹，当v1=0时，退化为自由落体运动。

3.推波助澜，水到渠成

有了前面两种运动状态的分析和代码实现的基础，第三种运动斜抛运动就不再是难题了，大多数学生能够在没有教师参与的情况下，仿照前面的分析方法，得出相应的结论：添加水平方向的初速度v1，垂直方向的初速度v2，随着时间的推移，小球做斜抛运动，其中x=v1*t，y=v2*t-0.5*g*t^2。

4.得出结论，举一反三

在程序设计的教学中，循环结构是一个难点也是重点，本节课通过循环结构对三种运动的运动轨迹的模拟，让学生更加深刻地认识了三种抛体运动的时间、速度、位移等要素的变化，同时也完成了循环结构的知识学习与迁移。课后，要求学生继续学习并完成“模拟投篮”小程序的制作。

学科融合背景下的信息技术教学思考

1.找准融合的契合点

深度融合是指将信息技术有机地融合在各学科教学过程中，使信息技术与学科课程结构、课程内容、课程资源以及课程实施等融为一体。学生在信息技术课堂中不仅要收获知识与技能，还要锻炼分析问题、抽象界定问题、解决问题的能力，从而达到提升计算思维、增强信息意识的目的。作为信息技术教师，需要跨学科学习，设计课堂——留心观察，用心设计，物理、数学、生物甚至音乐等学科中的经典问题都可以在信息技术课堂中重现和提升。除此之外，还可利用Python的库函数研究数学中的函数图像，信息技术的可视化工具或平台呈现生物实验的各组数据，利用Python画图工具结合递归算法重现美术设计中的分形图等。

2.项目式教学的突破口

《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》中提出，课程倡导基于项目的学习方式，将知识构建、技能培养与思维发展融入到运用数字化工具解决问题和完成任务的过程中。在新课程的学习中，很多教师都苦于找不到恰当的“项目”，或者学生对学习之外的事物了解不多，再或者信息技术课时不足，没办法开展深入的研究和学习等。其实，将学科进行融合能为这些问题的解决提供一个突破口。在传统的教学模式中，各个学科是独立的，而项目式教学提出的项目是一个个综合的问题，需要跨学科、跨领域，集合多个学科的知识来完成，这种理念与学科融合是相通的。所以，进行教学设计时，教师可以从学生最熟悉的基础学科出发，以某个公式、定理、实验等作为项目进行研究，进行学科融合。这样既完成了教学任务，同时也帮助学生加深了对这些概念的理解，更重要的是发展了学生的计算思维，培养了他们知识架构、关联应用的能力。

3.聚焦深度学习，达成核心素养

“深度学习”是教育界近年来谈论的热词，所谓深度学习，即在教师引领下，学生围绕具有挑战性的主题进行学习，全身心积极参与、体验成功、获得发展的有意义的学习过程。在上面的课例中，通过自由落体运动点燃学生学习的热情，通过程序代码接通了物理与信息技术的“电路”，项目中设置的各个探究问题，衔接自然，学生是有能力去完成的，因此学生在学习的过程中，是主体，是主动的。这样的信息技术课堂，学生完成了现实世界问题到学科问题的抽象，完成了学科间知识体系的建构，在自主探究中把握定理的本质和研究方法，进而将这种抽象概括的研究方法回归到现实生活中，形成积极的内在学习动机，实现核心素养的达成。

随着各种新技术的蓬勃发展与应用，信息技术与各学科的深度融合是教育教学的大势所趋，融合发展的领域应当从外围走向内围，应当从表象走向本质，只有这样，才能真正实现学科深度融合。

参考文献：

[1]蓝文均.高中信息技术跨学科教学研究[J].新课程导学，2020（35）：79-80.

[2]潘英娜.信息化2.0背景下，信息技术与学科融合模式探析[J].学周刊，2021（05）：191-192.

[3]石博伟.高中信息技术在新高考背景下与其他学科的融合策略[J].中国新通信， 2020，22（11）：153.