中小學(xué)信息科技教師跨學(xué)科能力培養(yǎng)知識(shí)體系構(gòu)建

【摘 要】《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》的發(fā)布對(duì)中小學(xué)信息科技教師跨學(xué)科主題教學(xué)提出新要求。本文整合已有研究成果，根據(jù)信息科技課程的特點(diǎn)，從跨學(xué)科精神、跨學(xué)科知識(shí)素養(yǎng)、跨學(xué)科教學(xué)能力和跨學(xué)科信息科技應(yīng)用能力四個(gè)方面，構(gòu)建中小學(xué)信息科技教師跨學(xué)科能力培養(yǎng)知識(shí)體系，助力中小學(xué)信息科技教師能力發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】中小學(xué)教師；信息科技教師；跨學(xué)科教學(xué)

【中圖分類號(hào)】G434" "【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B

【論文編號(hào)】1671-7384（2022）012-042-03

2022年4月，教育部印發(fā)《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》，其中在課程內(nèi)容設(shè)置方面，四個(gè)學(xué)段均設(shè)置了跨學(xué)科主題，分別為數(shù)字設(shè)備體驗(yàn)、數(shù)據(jù)編碼探秘、小型系統(tǒng)模型和互聯(lián)智能設(shè)計(jì)。新的課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)教師的跨學(xué)科教學(xué)提出了要求。對(duì)信息科技教師跨學(xué)科能力培養(yǎng)知識(shí)體系的研究，為明確信息科教師培養(yǎng)內(nèi)容、幫助教師自我診斷和保障信息科技課程的跨學(xué)科主題開展提供支持。

跨學(xué)科學(xué)習(xí)的內(nèi)涵與現(xiàn)狀

“跨學(xué)科”一詞最早出現(xiàn)于20世紀(jì)20年代的美國(guó)，最初僅在一份會(huì)議紀(jì)要的抄本中被找到，后來哥倫比亞大學(xué)著名心理學(xué)家伍德沃斯首次公開使用。1989年，美國(guó)學(xué)者舒梅克（Shoemaker）提出了跨學(xué)科教學(xué)的定義：教學(xué)將跨越學(xué)科界限，把課程的各個(gè)方面組合在一起，建立有意義的聯(lián)系，從而使學(xué)生在廣闊的領(lǐng)域中學(xué)習(xí)[1]。

各國(guó)對(duì)跨學(xué)科教學(xué)都做出了明確的規(guī)范。美國(guó)的《下一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》提出模式、因果關(guān)系、系統(tǒng)與系統(tǒng)模型、物質(zhì)與能量、結(jié)構(gòu)與功能、尺度比率和數(shù)量、穩(wěn)定與變化七個(gè)跨學(xué)科的概念整合不同學(xué)科[2]。澳大利亞基礎(chǔ)教育關(guān)注三大跨學(xué)科主題的培養(yǎng)，分別是：可持續(xù)發(fā)展、了解原住民與島民的歷史文化、了解亞洲文化以及澳大利亞與亞洲的相互關(guān)系[3]。北愛爾蘭強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生跨學(xué)科技能的培養(yǎng)，教師將獨(dú)立課程的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)槔每鐚W(xué)科主題開展教學(xué)，為學(xué)生設(shè)計(jì)了與生活密切相關(guān)的學(xué)習(xí)活動(dòng)[4]。

在中國(guó)，基礎(chǔ)教育改革特別推崇跨學(xué)科教學(xué)。教育部在《關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》中明確指出，“充分發(fā)揮學(xué)科間綜合育人功能，開展跨學(xué)科主題教育教學(xué)活動(dòng)，提高學(xué)生綜合分析問題、解決問題的能力”。目前中國(guó)的跨學(xué)科教學(xué)仍處于發(fā)展階段，面臨的問題之一是教師的跨學(xué)科能力問題。中小學(xué)教師是師范院校按照分科課程模式培養(yǎng)出來的，缺乏整合多學(xué)科的能力，無法準(zhǔn)確根據(jù)跨學(xué)科要求把握課程目標(biāo)、設(shè)計(jì)并實(shí)施跨學(xué)科課程方案、整合跨學(xué)科的課程資源。教師在長(zhǎng)期的分科教學(xué)中已經(jīng)形成“路徑依賴”，對(duì)跨學(xué)科的認(rèn)同感不夠，很少將精力分配到跨學(xué)科教學(xué)研究。因此，對(duì)教師跨學(xué)科能力培養(yǎng)的研究至關(guān)重要。

中小學(xué)教師跨學(xué)科能力培養(yǎng)內(nèi)容的研究現(xiàn)狀

在中國(guó)知網(wǎng)對(duì)主題為“中小學(xué)教師”和“跨學(xué)科”的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行檢索發(fā)現(xiàn)，目前研究主要集中在對(duì)于中小學(xué)教師跨學(xué)科培養(yǎng)策略，以及其他國(guó)家教師跨學(xué)科教學(xué)現(xiàn)狀，對(duì)于中小學(xué)教師跨學(xué)科能力培養(yǎng)內(nèi)容的研究較少。在已有研究成果中，劉蝶建構(gòu)了小學(xué)全科教師跨學(xué)科教學(xué)能力的指標(biāo)體系，包括跨學(xué)科教學(xué)認(rèn)知能力、跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)能力、跨學(xué)科教學(xué)實(shí)施能力和跨學(xué)科教學(xué)評(píng)價(jià)能力四個(gè)維度[5]。彭洪莉構(gòu)建的教師跨學(xué)科教學(xué)素養(yǎng)測(cè)評(píng)指標(biāo)體系主要是由跨學(xué)科教學(xué)知識(shí)、跨學(xué)科教學(xué)能力和跨學(xué)科教學(xué)情意三個(gè)維度構(gòu)成[6]。孫榮對(duì)小學(xué)科學(xué)教師跨學(xué)科教學(xué)素養(yǎng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，分為跨學(xué)科教學(xué)情意、跨學(xué)科教學(xué)理念、跨學(xué)科教學(xué)知識(shí)、跨學(xué)科教學(xué)能力四個(gè)組成部分[7]。以上研究者對(duì)于跨學(xué)科能力和素養(yǎng)的指標(biāo)體系的研究為本研究構(gòu)建信息科技教師培養(yǎng)內(nèi)容提供了參考。

信息科技教師跨學(xué)科能力培養(yǎng)知識(shí)體系構(gòu)建

在各學(xué)科課程中，信息科技課在跨學(xué)科方向的發(fā)展上具備強(qiáng)大的潛力。信息技術(shù)可以作為學(xué)科教學(xué)融合的橋梁，多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)可以滿足豐富的信息呈現(xiàn)形式，把抽象的知識(shí)具體化，有利于學(xué)生對(duì)各個(gè)學(xué)科知識(shí)的理解和應(yīng)用。基于已有研究對(duì)教師跨學(xué)科教學(xué)能力的探討，以及《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》對(duì)信息科技教學(xué)的要求，從跨學(xué)科精神、跨學(xué)科知識(shí)素養(yǎng)、跨學(xué)科教學(xué)能力、跨學(xué)科信息科技應(yīng)用能力四個(gè)方面構(gòu)建中小學(xué)信息科技教師跨學(xué)科能力培養(yǎng)知識(shí)體系。

1.跨學(xué)科精神

跨學(xué)科精神培養(yǎng)包括跨學(xué)科教學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀兩方面。

跨學(xué)科教學(xué)態(tài)度決定著信息科技教師的教學(xué)行為，影響跨學(xué)科教學(xué)效果。對(duì)于信息科技教師跨學(xué)科態(tài)度的培養(yǎng)需要引起教師對(duì)跨學(xué)科教學(xué)的重視，要意識(shí)到跨學(xué)科教學(xué)的重要性，鼓勵(lì)教師用積極端正的態(tài)度對(duì)待跨學(xué)科教學(xué)，發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)開拓創(chuàng)新，汲取新的知識(shí)，用進(jìn)取的態(tài)度接納跨學(xué)科教學(xué)。

跨學(xué)科教學(xué)價(jià)值觀是教師跨學(xué)科思想意識(shí)的核心，是引導(dǎo)教師做出跨學(xué)科教學(xué)決定并落實(shí)跨學(xué)科教學(xué)行動(dòng)的重要原則。信息科技教師要充分認(rèn)識(shí)到國(guó)家推進(jìn)跨學(xué)科教學(xué)的戰(zhàn)略目的，認(rèn)識(shí)到跨學(xué)科教學(xué)對(duì)于培養(yǎng)未來的創(chuàng)新型人才、綜合型人才，以及提升學(xué)生綜合素質(zhì)的重要作用，把握基礎(chǔ)教育信息科技課程跨學(xué)科主題教學(xué)的要義，引導(dǎo)學(xué)生用多學(xué)科的視角和思維學(xué)習(xí)知識(shí)。

2.跨學(xué)科知識(shí)素養(yǎng)

跨學(xué)科知識(shí)包括核心素養(yǎng)、信息科技素養(yǎng)、其他學(xué)科知識(shí)和問題解決思維。

首先，教師進(jìn)行跨學(xué)科教學(xué)需要理解發(fā)展學(xué)生的哪些素養(yǎng)，并圍繞學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)設(shè)計(jì)教學(xué)。2016年，《中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》研究成果發(fā)布，中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心，分為文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展、社會(huì)參與三個(gè)方面[8]。信息科技教師的教學(xué)需要圍繞這三方面核心素養(yǎng)展開。

其次，信息科技教師需要掌握自身學(xué)科知識(shí)。當(dāng)今科技時(shí)代對(duì)于學(xué)生信息素養(yǎng)、數(shù)據(jù)素養(yǎng)、計(jì)算思維、智能素養(yǎng)的培養(yǎng)越來越重視。信息科技教師需要理解這些素養(yǎng)的概念，還需要掌握信息科技課程內(nèi)容所要求的知識(shí)，包括數(shù)據(jù)、算法、網(wǎng)絡(luò)、信息處理、信息安全、人工智能六條邏輯主線知識(shí)。

跨學(xué)科教學(xué)對(duì)于多學(xué)科知識(shí)的儲(chǔ)備是整合學(xué)科資源的必要條件。根據(jù)《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》對(duì)于跨學(xué)科主題教學(xué)的要求，教師需要具備應(yīng)用其他學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)創(chuàng)造教學(xué)情境，組織教學(xué)活動(dòng)。例如語文課程的寫作知識(shí)表達(dá)情感；藝術(shù)課程中設(shè)計(jì)表情符號(hào)；道德與法制課程中信息安全的重要性；數(shù)學(xué)課程中的溫度表示方式；科學(xué)課程中聲音的知識(shí)等等。

教學(xué)最本質(zhì)的目的是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)真實(shí)問題的解決能力，信息科技教師需要具備問題解決能力發(fā)展所需的批判性思維、邏輯思維、橫向思維、創(chuàng)造性思維。批判性思維是一種探索性思維，具備批判性思維的人才需要有懷疑現(xiàn)狀的勇氣；邏輯思維從廣度、深度和聯(lián)系的角度考慮問題；橫向思維從解決問題的多樣性角度找出最佳解決方案；創(chuàng)造性思維是對(duì)未知事物進(jìn)行創(chuàng)造性探索的高層次復(fù)雜思維。

3.跨學(xué)科教學(xué)能力

根據(jù)教學(xué)開展要素設(shè)計(jì)的跨學(xué)科教學(xué)能力包括跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計(jì)能力、跨學(xué)科資源整合和開發(fā)能力、跨學(xué)科教學(xué)實(shí)施能力、跨學(xué)科教學(xué)評(píng)價(jià)能力。

信息科技教師需要掌握包括項(xiàng)目式教學(xué)、探究式學(xué)習(xí)、STEAM教學(xué)、創(chuàng)客教育等跨學(xué)科教學(xué)模式的設(shè)計(jì)能力。在項(xiàng)目式教學(xué)設(shè)計(jì)中，教師作為引導(dǎo)者的角色，在學(xué)生完成項(xiàng)目的過程中，指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)解決問題；探究式學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)要引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)問題，通過實(shí)驗(yàn)或調(diào)查收集包括各種課程知識(shí)在內(nèi)的信息；STEAM是一種典型的跨學(xué)科教育模式，需要教師綜合科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)五個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)；創(chuàng)客教育的教學(xué)設(shè)計(jì)要求教師整合跨學(xué)科知識(shí)資源，幫助學(xué)生實(shí)踐并將想法轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)。

跨學(xué)科教學(xué)需要整合教學(xué)資源、社會(huì)資源、區(qū)域資源、信息科技資源，具備利用現(xiàn)有資源開發(fā)新的跨學(xué)科資源的能力。教學(xué)資源包括多門學(xué)科的教材、案例、影視作品、圖片、教具等；社會(huì)資源包括博物館、圖書館、科技館等校外場(chǎng)地資源，為學(xué)生創(chuàng)造沉浸式學(xué)習(xí)場(chǎng)景，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)；區(qū)域資源包括學(xué)校特色資源、城市特色資源、自然環(huán)境等本土化資源；信息科技資源包括微信、抖音、微博、電子書和智能教育產(chǎn)品等為創(chuàng)新課程形式和課程活動(dòng)提供支持的資源。

跨學(xué)科教學(xué)實(shí)施能力包括創(chuàng)造跨學(xué)科教學(xué)情境、呈現(xiàn)跨學(xué)科教學(xué)內(nèi)容和開展跨學(xué)科教學(xué)活動(dòng)。跨學(xué)科教學(xué)的情境應(yīng)該融合多學(xué)科知識(shí)，學(xué)生在情境中相互合作，提出解決問題的方案；在呈現(xiàn)跨學(xué)科教學(xué)內(nèi)容時(shí)，教師可以運(yùn)用解釋構(gòu)建法、邏輯圖法或參照法，有序呈現(xiàn)跨學(xué)科知識(shí)的教學(xué)內(nèi)容。在開展跨學(xué)科教學(xué)活動(dòng)時(shí)，教師圍繞一個(gè)主題，提出綜合性的問題，組織跨學(xué)科實(shí)踐，協(xié)助學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)探索。

跨學(xué)科教學(xué)評(píng)價(jià)包括形成性評(píng)價(jià)、過渡點(diǎn)評(píng)價(jià)、總結(jié)性評(píng)價(jià)，主要目的是揭示學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的體驗(yàn)，并了解真實(shí)情況下學(xué)生解決實(shí)際問題的過程。跨學(xué)科學(xué)習(xí)的形成性評(píng)價(jià)應(yīng)嵌入學(xué)習(xí)活動(dòng)中，根據(jù)多樣化的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)形成學(xué)習(xí)檔案袋，由同伴、教師和項(xiàng)目參與者多個(gè)主體參與評(píng)價(jià)。過渡點(diǎn)評(píng)價(jià)有助于教師反思前一階段的教學(xué)，為下一階段的教學(xué)提供指導(dǎo)。跨學(xué)科總結(jié)性評(píng)價(jià)不是核心評(píng)價(jià)方法，但可以作為一種輔助評(píng)價(jià)方法，以報(bào)告、證書或評(píng)論的形式呈現(xiàn)結(jié)果，可以增加描述性評(píng)價(jià)[9]。

4.跨學(xué)科信息科技應(yīng)用能力

信息科技教師進(jìn)行跨學(xué)科教學(xué)一方面需要具備技術(shù)的應(yīng)用能力，如應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)增強(qiáng)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)體驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)貼合真實(shí)世界的學(xué)習(xí)情境；利用大數(shù)據(jù)技術(shù)動(dòng)態(tài)捕捉學(xué)生的跨學(xué)科學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)，分析各學(xué)科長(zhǎng)處和短板；利用智能教育系統(tǒng)為處于不同學(xué)習(xí)水平的學(xué)生推送資源，制定教學(xué)干預(yù)策略；通過智能教育App的討論、搶答、投票等功能組織跨學(xué)科交互活動(dòng)。

另一方面，信息科技教師需要具備引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用技術(shù)服務(wù)學(xué)習(xí)的能力，包括收集和感知跨學(xué)科信息、解決跨學(xué)科學(xué)習(xí)問題、制作和表現(xiàn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)成果。如利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)情境信息的自動(dòng)感知；云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠根據(jù)學(xué)生產(chǎn)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)；思維導(dǎo)圖、電子簡(jiǎn)報(bào)的制作技術(shù)可以促進(jìn)學(xué)習(xí)者將多學(xué)科的知識(shí)內(nèi)容用恰當(dāng)?shù)谋憩F(xiàn)形式整合起來。

總結(jié)與展望

中小學(xué)信息科技教師開展跨學(xué)科教學(xué)關(guān)乎我國(guó)在新時(shí)代科技背景下綜合型人才、創(chuàng)新人才培養(yǎng)，教師跨學(xué)科教學(xué)能力對(duì)于保障跨學(xué)科教學(xué)開展以及提升學(xué)生的學(xué)習(xí)成效至關(guān)重要。本文構(gòu)建的中小學(xué)信息科技教師跨學(xué)科能力培養(yǎng)知識(shí)體系，為中小學(xué)信息科技教師跨學(xué)科培養(yǎng)內(nèi)容提供了參考和借鑒，在實(shí)際培養(yǎng)過程中，需要在各地教育部門、學(xué)校的支持下，采用合適的培養(yǎng)策略與模式開展。

注：本文系北京市教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2021年度重點(diǎn)課題（課題編號(hào)：CDAA21048）“基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的混合式教學(xué)質(zhì)量保障體系研究”階段性成果

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作者單位：首都師范大學(xué)