基于項目的中學(xué)學(xué)科知識融合路徑探析

王公月+劉志華

【摘 要】“基于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的創(chuàng)新實踐課程”是江蘇省徐州市第三中學(xué)承擔(dān)的2015年江蘇省前瞻性教學(xué)改革實驗項目。該項目是以物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用為載體，創(chuàng)新實踐活動情境，促進(jìn)學(xué)科融合，實現(xiàn)學(xué)習(xí)方式轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)創(chuàng)新人才機(jī)制的前瞻性教改課程。其中，如何借助物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用促進(jìn)學(xué)科知識的深度融合，是該項目需要解決的核心問題之一。本文從課程的視角，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的特征、物聯(lián)網(wǎng)涉及的學(xué)科知識，對“基于物聯(lián)網(wǎng)項目的中學(xué)學(xué)科知識融合的路徑”進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)；創(chuàng)新實踐；課程；學(xué)科融合；路徑

【中圖分類號】G42 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1005-6009（2016）54-0017-01

【作者簡介】1.王公月，江蘇省徐州市第三中學(xué)（江蘇徐州，221005）教師，正高級教師，江蘇省特級教師；2.劉志華，江蘇省徐州市第三中學(xué)（江蘇徐州，221005）教師，高級教師。

一、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用對多學(xué)科融合教學(xué)的積極作用

“基于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的創(chuàng)新實踐課程”所指的“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用”是運用一種信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來的實踐過程。它是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于解決實際問題的創(chuàng)新實踐活動，這一過程不僅需要物理、化學(xué)、生物、地理、藝術(shù)等許多學(xué)科的知識，而且需要營造良好的創(chuàng)新教育情境，能夠產(chǎn)生巨大的教育力量。

正因為解決具體的問題既需要物聯(lián)網(wǎng)知識，又需要不同的學(xué)科知識，因此，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用成為能夠營造促進(jìn)知識融合的新學(xué)習(xí)情境的媒介，并成為學(xué)生核心素養(yǎng)提升不可或缺的途徑，對多學(xué)科融合教學(xué)產(chǎn)生了積極的推動作用。如圖1所示。

二、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用促進(jìn)學(xué)科知識融合的路徑

“基于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的創(chuàng)新實踐課程”是以問題解決為前提，借助物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用營造的學(xué)習(xí)情境，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)知識和各學(xué)科知識融合的課程。這種課程如何促進(jìn)各學(xué)科知識和物聯(lián)網(wǎng)知識的深度融合？下面以一個由學(xué)生小組制作的物聯(lián)網(wǎng)項目為案例來加以探討。

2015年7月15—18日，在第十三屆全國中小學(xué)信息技術(shù)創(chuàng)新與實踐活動（簡稱NOC活動）中，江蘇省徐州市第三中學(xué)選送的作品《云智能盆“載”》奪得了“物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新設(shè)計”賽項團(tuán)體組全國一等獎第一名的好成績；三名學(xué)生獲得NOC活動的最高獎項——恩歐希教育信息化發(fā)明創(chuàng)新獎。

1.以項目為載體的多元化學(xué)習(xí)。

從三名學(xué)生相互協(xié)作完成的作品——《云智能盆“載”》的創(chuàng)意、制作過程看，他們按照各自的特長，合理分工，其中學(xué)生甲負(fù)責(zé)程序設(shè)計，學(xué)生乙負(fù)責(zé)機(jī)件制作，學(xué)生丙負(fù)責(zé)藝術(shù)組合；在遇到問題時，又集中討論、探究解決的思路，一起改進(jìn)盆的形狀與顏色。在遇到花灑的水流速度控制問題時，三名學(xué)生一起到圖書館查閱資料，又分頭去請教學(xué)科教師，直到問題解決，這是典型的合作學(xué)習(xí)范式。學(xué)生經(jīng)常為解決一個問題而冥思苦想，查閱資料，修改方案，很多時候還需要翻閱教科書、上網(wǎng)、向?qū)W科教師咨詢技術(shù)性知識、物聯(lián)網(wǎng)知識、學(xué)科知識等，體現(xiàn)了典型的自主學(xué)習(xí)和探究性學(xué)習(xí)方式。此時，學(xué)生的學(xué)習(xí)方向已經(jīng)不是被教師所確定的，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式也已經(jīng)不再是教室里的“聽講”，學(xué)生的學(xué)習(xí)目的也不是為了完成教師布置的任務(wù)。

學(xué)生的這種合作學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)和探究式學(xué)習(xí)是學(xué)科知識融合、內(nèi)化的內(nèi)生機(jī)制。

2.在項目研究過程中融合各學(xué)科知識。

在項目研究過程中，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生能夠整合各學(xué)科的知識，并將各學(xué)科知識整合應(yīng)用到作品的開發(fā)過程中，各學(xué)科知識的融合使學(xué)生產(chǎn)生了新的認(rèn)識，激發(fā)了創(chuàng)新的靈感。表1為《云智能盆“載”》制作中，物聯(lián)網(wǎng)知識與學(xué)科知識的融合。

創(chuàng)意制作物聯(lián)網(wǎng)作品的過程，需要用到許多學(xué)科知識，如果指導(dǎo)教師抓住其中關(guān)鍵的知識，及時地給予指導(dǎo)，能夠深化學(xué)生對這一部分知識的理解。例如教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生在制作《云智能盆“載”》時，多次咨詢“流速與壓差關(guān)系及其控制”的問題，就為他們做了一次專門的“壓強(qiáng)與流速關(guān)系”的講座。各學(xué)科教師在學(xué)生項目研究中的及時指導(dǎo)保證了學(xué)科融合的順利進(jìn)行，對項目研究形成了有效的合力。

3.在項目開展中突出學(xué)科間知識的靈活轉(zhuǎn)換。

物聯(lián)網(wǎng)作品制作指導(dǎo)與單一學(xué)科教學(xué)的最大區(qū)別在于其具有“實踐性”“創(chuàng)意性”和“綜合性”的特點。在項目研究中，一個問題可能涉及多個學(xué)科，教師需要鼓勵學(xué)生從不同學(xué)科的視角去看待問題、思考問題和解決問題。

例如，為獲得《云智能盆“載”》這一創(chuàng)意，學(xué)生通過對學(xué)校智能化花房及生物生長的觀察，不斷尋找靈感，在觀察的過程中，他們的視角不斷地在物理、生物、通用技術(shù)、地理、藝術(shù)等學(xué)科轉(zhuǎn)換。在此基礎(chǔ)上，他們在制作過程中不斷激活原有的處于貯存狀態(tài)的各科知識，并加以靈活轉(zhuǎn)換，以獲得最佳的效果。

總之，“基于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的創(chuàng)新實踐課程”借助物聯(lián)網(wǎng)制作活動，營造“問題情境”“探究情境”“合作情境”，促進(jìn)學(xué)生運用多學(xué)科知識解決實際問題的能力。這種課程以項目為依托，營造了不同于學(xué)科課堂教學(xué)的情境，衍生了真實的問題，促進(jìn)學(xué)科知識的融合，轉(zhuǎn)變了學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，有力地提升了學(xué)生的核心素養(yǎng)。