基于数字化设备的跨学科教育应用

顾军 江苏省无锡市教育信息化和装备管理服务中心

顾菡文 江苏省无锡市春城实验小学

随着社会的发展和科技的进步，以数字技术为基础的智能革命引发了工业革命4.0，从而促进了人类社会生活的全面数字化，应此运而生的数字化设备已经成为人们学习和工作的重要工具。在教育领域，智能教育装备产品也正在融入教育教学链条的各个环节，如精准记录教师板书的智能互联黑板、对学生各项数据进行动态监测的阳光体育系统、汇集各路名师的优质线上直播云平台等，它们不仅可以提高教学效率，还可以促进学生综合素质的发展。

跨学科教育作为当前教育发展的一个重要方向，不仅能弥补分科教学的不足，还是培养创新人才的重要举措之一。它能够在基于本学科立场的前提下，跨越学科界限，统筹关联学科，融合多种学科知识和技能，培养学生的跨学科思维和解决问题的能力。

●数字化设备与跨学科教育

1.数字化设备的概念与应用

数字化设备是指在教育中广泛使用的各种数字化工具和设备，可将其分为以下几类：通用教育设备（各级各类教育所需教学仪器设备、实验室设备等）、校园后勤设备（电子白板、红外线报警器、近视防控产品等）、校园安全设备（校园安保和智能监控、人脸识别系统、校园信息管理平台等）、教育新基建设备（计算机、5G+教学、人工智能设备、AR/VR沉浸式教学、虚拟学校等）、科创教育设备（创客教育课程、3D打印等）。

数字化设备已经成为教育中不可或缺的重要工具，可以用于课堂教学、作业布置、学习评估、资源共享等多个方面。数字化设备的应用可以促进跨学科教育的发展，帮助学生学习和应用多学科知识和技能，培养跨学科思维和解决问题的能力。

2.数字化设备促进跨学科教育路径

①提供多样化的学习方式。数字化设备可以提供多样化的学习方式，如在线学习、游戏化学习、虚拟实验等，这些方式可以帮助学生更好地学习和理解多学科知识。通过数字化设备，学生可以在更加自由和舒适的环境中学习，同时可以根据自己的兴趣和需求选择学习方式，从而更好地促进跨学科学习。无论是日常上课感到枯燥乏味，还是未经实践的知识很难理解透彻，又或是因不可抗力没有参加某次课程，学生都可以选择自身适合的学习方式进行线上学习，满足了学习时间的灵活性和可支配性、学习空间的多元性与舒适性，同时在无形中减轻了对学习的消极心态。

②提供跨学科资源共享。数字化设备可以帮助师生共享跨学科资源，如课程资料、视频、图片等。例如，国家智慧教育云平台的板块划分清晰翔实，内容覆盖德智体美劳，具有精品化、体系化等特点，便于学生寻找跨学科的优质资源。而教师可以在智慧中小学APP教师空间，分析平台教学案例的优势和不足，优化教学设计，同时，可以利用平台提供的虚拟场馆设计学习活动，突破传统场馆时间和空间的限制，让师生足不出户即可实现拓展教学时空，将有限的课堂突破为浩瀚的知识之海。

③提供跨学科解决问题的机会。数字化设备可以提供跨学科解决问题的机会，如设计、编程、科学实验等。这些活动可以帮助学生跨越学科界限，应用多学科知识和技能，解决实际问题。同时，数字化设备还可以提供实时反馈和指导，帮助学生更好地应用多学科知识和技能。例如，在编程的过程中，将代码中的小数点移动位置，屏幕上的物体大小就会发生变化。因此，教师可以将数学抽象的概念编成信息图形，加深学生对数学概念的理解。

●数字化设备在跨学科教育中应用实例分析

为了更具体地说明数字化设备在跨学科教育中的应用，笔者以“兔年板绘”单元为例展开探讨。在教学中，师生运用电子平板或智能手机创作数字化艺术作品，打破了学科界限，推动美术与多学科融合，提升了学生综合素养。

1.跨学科资源共享下的单元化课程脉络

（1）单元化设计，促进多样文化吸收

本单元前四课分别为：第一课，开启崭新的2023—设计邮票；第二课，祝你“兔”飞猛进—成语书签；第三课，兔字兔纹有乾坤—字与印章；第四课，卯兔抱福迎新年—春联之韵。这四课从邮票与版面设计、成语与谐音、字与纹样的演变、书法及春联这几个相互串联又各不相同的角度展开教学，诗书画印俱全，每节课都做到一课一吸收、一课一作品。

（2）接触新媒介，运用数字化设备绘画

新课标提出“用传统与现代的工具、材料和媒介”的要求，因此课程中教师对学生进行了数字化设备技术辅导，帮助学生学习软件的基础操作。同时，在线上观看微课时采用数字软件作示范，线下则根据环境选择传统工具示范，使学生可以观察到不同工具、不同媒介带来的绘画效果变化，帮助学生在夯实绘画基本学习任务的同时开拓眼界，了解当下流行的绘画方式，产生绘画动力，并学习数字化设备是怎样高效地完成绘画任务的。第一课的渐变效果、第二课的书签形状、第三课印章的阴刻阳刻转换、第四课的字体颜色转换等，均体现出数字软件绘画的独特性。

（3）跨学科教学，挖掘传统美术背后的哲思

课程采用“握手式”教学方法，与语文、思政、信息学科有机互融。本单元从一个“兔”字的演变过程开始建立以金石为审美坐标的书法体系，让学生对甲骨文、金文、篆书、隶书、楷书有基本了解，能够从“画字”提升到“写字”。在第四课中，不仅通过欣赏春联巩固学习字体字形，还拓展了平仄的概念，让学生知道如何区分春联的上下联。在此过程中，化安静的美术课堂为有声，化枯燥记忆的文学知识点为行动，促使学生在做中学。另外，在课堂中多引入古今优秀作品对比，鼓励学生参与讨论，分析其形式、题材等。最终得出结论：虽然古今美术作品的媒介不同、表达方式各异，且跨越巨大的时间空间维度，但其本质却都寓于传统文化中，可见我国古人是多么地富有智慧。以此加深学生对“中华传统美术源远流长，具有强大的生命力和凝聚力”的理解，增强文化自信，同时引发学生对传统文化现代化创新的思考。

（4）健全心理，用艺术手段调节心灵

在第一课中，在学生独自设计一款邮票后，教师拓展：“有了邮票，我们就可以寄信给自己的亲人、朋友，老师或同学。我们还可以给未来的自己写一封信，说说你对生活的期待或烦恼。等未来再看，你是不是解决了当时的小问题？”生于信息时代的学生很少有会写信的，本课引导学生用作品承载心情，用不常见的媒介克服紧张，大胆向别人说出心里的话，或向自己许下一份期待，不断成长，获得持续等待的幸福。

2.信息技术助力课堂高效实施

由于信息素养和专业素质等内在要求和其他外部因素，教师在课堂中要充分利用信息化手段，在制作线上微课时采取“素材分类整理—课程高效录制—后期整体把控”的行动路径。在导入环节，教师可以通过国家智慧云平台及互联网数字化资源纵览大量传统文化作品等制作课件，自主学习视频制作技术，精心剪辑课件视频，使内容更契合课本要求（如“卯兔抱福迎新年”一课中的绘本故事）。在示范环节中，要严格控制时长，全程后期配音，耐心讲解重点内容，重复性操作的部分要控制倍速，以确保学生的专注力。最后，对整体微课的音轨音量、场景切换方式、讲授语速等做出细致调整，并配以字幕便于学生理解。

3.融合思政引导新时代正能量三观

在课程整体规划上，教师要引导学生在感知美、体验美的过程中产生文化自信。例如，第四课时，在欣赏绘本环节，除了引发学生对过年传统习俗的探究，并动手体验写春联，追溯记忆中的年味之外，还可以利用文化素养拓展，把对美术能力的培养，升华为对理想信念、人生观、价值观的塑造。例如，第二课通过“龟兔赛跑”的寓言故事，让学生自主感悟“骄傲使人落后，谦虚使人进步”。

4.指向艺术学科核心素养的开放式单元作业设计

在艺术课程氛围与智能技术的双重支持下，教师可以根据学生的学情和个性化学习需求，结合优质教学资源实现分层布置作业、个性化作业分配。笔者在研究国家智慧教育平台内教师研修栏目中作业命题板块下的优质资源后，设置了以“想象、创造”为核心的作业目标，力求作业内容科学，符合学生认知，作业结构合理，以课时递进，体现其衔接性与关联性。不以量化定义作品的好与坏，以开放的、浪漫的、具有游戏精神的方式实施评价和管理，促使学生在做中激发天性，在玩中收获成长。

这四课的内容有抽象、有具象，有设计类、有文化类，学生对兔子这一动物的绘制方法在第一节课就能熟知，后三节课的作业以传统文化的创新为主。虽有主题却不框定具体内容，因此作业蕴含了学生的审美、情感、个性、价值观等诸多元素，可以充分反映教学的效果，是提升课程意义的重要内容。

另外，在基本绘画技能方面，对学生提出构图、线条和色彩的要求；在创作方式方面，引导学生开阔思维、挖掘潜能，促进学生创造力的培养；在核心素养培养方面，引导学生认识到“身为新一代中华儿女，应当善于继承，善于创新”。

●结语

跨学科教学设计的过程即教师反思、研究、成长的过程。一线教师应当不断积累提升数字化设备的使用水平，立足自身常态课堂，边行动，边研究，边总结，边反思，跟上数字化教学的步伐，从关爱学生心理开始，以美育人，以美培元。