新课标视域下跨学科主题学习的设计与实施

李素卿

摘要：《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》明确提出要设立跨学科主题学习活动，加强学科间相互关联，带动课程综合化实施，强化实践性要求。跨学科主题学习是以一学科课程内容为主干，根据学生的知识基础，创设基于真实情境的活动主题，支持学生在合作探究过程中综合运用多学科知识并理解和建构知识。基于此，作者以“智能植物浇水系统”项目为例进行跨学科主题学习设计与实施，并结合具体实例阐述了如何落实小学信息科技跨学科主题学习。

关键词：跨学科主题学习；信息科技；计算思维

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2024）02-0051-03

计算思维是信息科技学科的核心素养之一，其涵盖了科学技术、工程和数学，也就是说，计算思维培养乃至信息科技课程具备了跨学科学习特性，那为什么《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）还要提出“跨学科主题学习”呢？笔者认为原因有二：一是当前的信息科技教育中计算思维培养一般都局限于编程教学，强调培养学生的结构化思维；二是教师在教学设计中，没有突出“跨”的立场，“跨”的意识不到位，使得学生的系统化思维不易形成。在此背景下，笔者结合自身实践，以“智能植物浇水系统”项目为例开展跨学科学习设计，尝试在信息科技“跨学科主题学习”中“跨”出好效果。

坚守学科本位，把握“跨”的实质

分科教育的最大优势就是巩固知识，其在以往的学科教学中成效明显，但随着信息科技的快速发展迭代，分科教育過细而导致知识之间割裂的负面影响逐渐凸显，与培养学生综合素养要求的矛盾愈发严重。为克服分科课程带来的弊端，跨学科主题学习得以产生并发展，但其只是对分科教育的一种补充，并不会取代分科教育。这是因为：第一，分科教育自身没有问题，学科知识设置严谨，有利于学生深度了解学科领域的知识；第二，跨学科主题学习是一种教育形式，旨在将不同学科领域的知识技能和思维方法进行整合和融合应用，重点在于打破学科界限，培养学生的问题解决能力与创造力。所以，不管选用哪种形式，跨学科主题学习都必须坚守学科本位，以落实学科知识为基础目标，以培养学生核心素养为根本目标，考查学生的综合应用能力。

信息科技跨学科主题学习是以信息科技学科为主体，融合语文、道德与法治、数学、科学、综合实践活动、艺术等学科内容，涵盖真实情境主题的综合性学习活动。因此，如何从信息科技学科本位出发，立足落实信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任核心素养，选择、设计出科学、真实、有效的跨学科主题学习活动，就成为信息科技一线教师必须认真思考的内容。以往的跨学科主题学习大都是先确定主题再寻找学科融合点，笔者认为，也可以从本学科知识目标出发确定一个基于真实情境的主题，这种真实的情境极具复杂性，自然就需要借助其他学科的知识解决问题，这样既体现知识综合的宽度，又增加知识的深度。

例如，新课标中第三学段（5～6年级）的跨学科主题是小型模拟系统，笔者针对“过程与控制”内容模块的子主题——小型开关系统，综合选取了“智能植物浇水系统”项目，智能植物浇水系统是学生日常生活中较为常见的，但他们对其印象只停留于达到一定条件自动启动开关，并没有深入理解系统组成及原理。因此，在教学中应以过程与控制的具体目标为主题学习的引领目标，让学生亲历分析、感受原理、创意物化、反馈优化的完整过程。

本项目以信息科技的过程与控制部分内容为主，涵盖科学等学科领域知识，具体内容如上表所示。

倡导有效融合，关注“跨”的实施

实施素质教育，教师转变教育理念，基于学科实际设计、开发学习主题是前提，而如何实施使跨学科主题学习真正有效才是问题的根本。为保证主题教学在跨学科实施中顺利进行，教师应充分关注跨学科主题学习的影响因素，做足保障。

1.环境支持

一是要解决组织跨学科主题学习的时间和空间局限问题。①时间问题。虽然在国家课程方案和新课标中，明确规定必须用不少于学科总课时的10%开展跨学科主题活动，但还是难以让学生体会“确定主题—分析需求—问题提出、分解、分析、解决—反馈迭代”的完整过程。②空间问题。因为学习活动一般都是在学校开展，有限的空间会约束活动开展的形式。因此要学会借助数字化平台，拓展延伸学习时空，即线上线下、课内外相结合。

二是解决开展跨学科主题学习的软件和硬件支持问题。尽管信息科技已经不将掌握技术作为学习重点，但为了使活动开展得更顺利，学生的学习或体验仍需要软件或硬件的支撑。除了结合开源硬件和图形化编程软件外，目前很多开源硬件在反馈输出这部分都是用图像或声音模拟，笔者认为，在条件允许的情况下，可额外增加电路设备等能使学生更完整体验和感受反馈与优化的环节。例如，在“智能植物浇水系统”项目的实践中，笔者利用诺宝设备实现预期的智能浇水功能。首先，使用计算机编写程序（输入），结合硬件，使用湿度传感器获取花盆中土壤的湿度，使用温度传感器获取当前环境的温度；其次，将获取的参数进行逻辑运算（计算），判断是否满足条件启动浇水功能；最后，根据环境和植物需求在输出时运用声音或图像模拟（输出），但这种方式显然不够真实，也不能进行反馈优化，因此增加了微型水泵、电池组、电线等，以电机为开关，组装成一个简易的抽水系统，实现了浇水功能。

2.师资协同

跨学科主题课程的设计与实施，对教师的综合素养提出了更高的要求。教师不仅要关注信息科技的前沿信息，主动学习其他领域学科的知识和教学方法，把握学生的各学科基础和最近发展区，还要加强与其他学科教师的沟通，主动寻求合作。在开展跨学科主题学习过程中，教师一定要有明确的育人目标，有具体的实施方案，关注学生参与的全过程，并及时进行引导及评价。

目前，在跨学科主题学习中，教师的合作形式主要有两类：一类是以跨学科主题的主要学科教师为主，先梳理出该主题活动“跨”其他学科知识，再根据跨的难易程度决定采用“单”师课堂或“双”师课堂。另一类是以学校为单位，对各学科课标、核心知识进行有效提炼，整合学科之间的有效融合点，以团队形式研发实施课程，调整各自学科教学顺序，由不同学科教师共同施教。

例如，为实现“智能植物浇水系统”项目，学生应首要掌握信息科技学科的“过程与控制”原理，其中涉及的科学课程知识，属于比较常识性的内容，输出反馈浇水电路知识是四年级科学中“简单电路”的内容。本主题的学习对象是六年级学生，因而笔者在向科学教师请教后，结合学生学习基础，与学生一起简要复习串联电路，将本主题活动重心放在综合考虑植物浇水的影响因素、如何根据植物本身的习性等实际情况优化智能植物浇水系统上。

基于建构视角，凸显“跨”的实效

建构主义学习理论认为学习过程不是学生被动地接受知识，应是主动建构知识，内化为思维表征的过程，主张以学生为中心，鼓励学生进行批判性思维，调动学生的学习兴趣与动机等。因此，要求教师要有课程意识和新的课程观，新的课程开发应遵循三原则：①基于学生信息科技核心素养的培育要求；②基于学生基础经验与社会生活的关联度；③基于培养目标的课程内容的统整与结构化。

1.真核心，落实立德树人

信息科技学科的跨学科主题学习最终应该落脚在新课标的内容知识点上，开展跨学科学习的重点在于思维和方法的整合，所跨的学科不一定必须涉及新的或极具专业性的知识，只要求以综合的内容和方式发展学生的核心素养。

2.真问题，倡导有效融合

当前的教学关注学习的真实性，强调在真实情境下进行跨学科主题学习。首先，真实性的情境复杂，并拥有多种可能性，能够引发学生的好奇心和求知欲；其次，真实问题的解决，使得学习更具现实意义，学生能更好地理解知识，进而迁移应用；最后，由于真实情境与理想预期存在差距，这就使得解决问题的过程与结果充满不确定性，这种不确定性能更好地激发学生解决问题的能力和培养批判性思维。

3.真视角，符合学习逻辑

通过对新课标中跨学科主题学习案例进行深入的学习和剖析，解构跨学科主题学习活动方案的设计思路、包含的结构以及案例对应的核心素养培养方向等，以达到对跨学科主题活动的内容、活动形式和活动策略的有效选择。可以借鉴PBL项目式学习与STEAM创客活动的内容选择、组织形式及评价过程，设计跨学科主题活動，也可以联合最近比较热点的大单元整体教学。

新课标强化信息科技的基础性、实践性和综合性特点，以培养学生数字素养与技能为目标，需要系统设计学习活动以及创设自主、合作、探究的学习情境和知、情、意、行融合发展的成长环境，而开展跨学科主题化学习能够较好地落实这一目标。因此，开展小学信息科技跨学科主题活动设计与实践，是一项非常有意义的工作。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育信息科技课程标准（2022年版）[S].北京：北京师范大学出版社，2022.

[2]李锋，主编.新版课程标准解析与教学指导 小学信息科技（2022年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2022.

[3]王蕾.跨学科主题活动单元在信息科技课堂中的教学路径研究——以第一学段“数字设备体验”单元为例[J].中国信息技术教育，2023（16）：31-34.

[4]莫光琪.小学信息科技“跨学科主题”教学实践探索[J].中小学信息技术教育，2023（10）：42-44.

本文系福建省教育科学“十四五”规划2022年度立项课题“核心素养导向的小学信息科技跨学科主题活动的设计与实践研究”（立项批准号：FJJKZX22-748）部分研究成果。