學科融合視角下的小學信息科技教學實踐路徑

龐靜怡

摘要：學科融合以一種整合創新型的教學模式幫助學生建構知識的聯結關系，促進學科思維的整合從而達成實際的應用。作者分析了信息科技與數學學科融合的方向與角度，并以具體教學展示了學科融合的實踐路徑。

關鍵詞：學科融合；小學信息科技；教學實踐路徑

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2023）08-0059-03

學科融合教學是如今重要的教育趨勢之一，《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》要求教師應當依據核心素養，挖掘學科育人價值，融入跨學科主題開展教學，實現多學科教師和學生共同設計與創造。《義務教育數學課程標準（2022年版）》也明確指出要注重信息技術與數學的融合，在技術層面，教師可以利用數學專用軟件等數學工具開展數學實驗，將抽象的數學知識直觀化，促進學生對數學概念的理解和數學知識的建構。

目前，蘇科版五年級信息科技教材中的很多內容都需要數學知識作為輔助，如在學習《青蛙過河》《畫正多邊形》《花朵繽紛》等課時，學生需要具備坐標、角度和邊數的數量關系、隨機數、方向以及變量等數學知識。因此，學生在學習信息科技的過程中需要具備數學的眼光、思維能力、語言表達能力。

信息科技與數學學科融合的方向與角度

1.知識關系的聯結

學科知識來源于生活又服務于生活，而學科之間的知識相互聯結，密不可分，信息科技與數學更是如此。例如，在學習《初識圖形化編程》一課時，學生要了解舞臺范圍為480*360個單位長度，在學習《火柴人跳舞》一課時需要理解中心點和旋轉的概念，而《花朵繽紛》《小貓出題》涉及隨機數以及大量的數學運算等。筆者將蘇科版義務教育數學教材與蘇科版五年級信息科技教材進行了對照，信息科技教材設置的《設計筆筒》《設計花瓶》等內容，涉及了計算圓的面積、正方形、圓柱體體積的數學內容。

2.技術手段的支撐

信息科技學科的工具性非常突出，它可以輔助數學學科教學。在數學教學中，通常以數字形式呈現如毫升、升等容積單位或者毫米、厘米、分米、米等長度單位，這些內容比較抽象，學生理解起來較為困難，如何將抽象的數學關系借助信息科技形象地展示出來也是融合的一個角度。教師可以利用信息科技制作圖表、動畫、思維導圖、幻燈片，以豐富多樣的形式將抽象的數學關系轉換為易理解、有對比的實體形象，幫助學生理解和應用。

3.學科思維的整合

小學是數學學習的啟蒙階段，要培養學生的有序思維，讓他們感知用數學的眼光看待世界、用數學的思維解決問題的便捷性。而信息科技旨在培養學生的計算思維并用以解決問題，兩者有一致的思維拓展方向。數學和信息科技都是要學會“1”的方法，總結出“1”的規律，然后從這一基礎上拓展延伸尋求解決其他問題的策略。因此，這兩個學科在尋找規律的方法上是有其共通性的。例如，五年級《小貓出題》一課，題目的形式多種多樣，如加減乘除等混合運算或者雞兔同籠的應用題等。在信息科技學科中，學生需要理解并靈活應用變量來闡述數學關系并進行編程，根據題目的變化選用不同的積木塊進行編程，但是其思考時的邏輯關系是不會變化的，即變量的數量和關系是一定的。所以，計算思維某種程度上是數學思維的拓展與外化，兩者的融合能進一步提高學生的思維能力。

小學信息科技與數學學科融合的實踐路徑

1.杜威實用主義教學論指導下的教學路徑設計

教學策略的設計可分為三個部分：課前、課內及課后（如右圖）。課前，學生要學會自主學習的科學方法，并將問題抽象成一個個小問題。課內，教師利用信息科技和數學等學科的工具性，結合合適的教學方法，與學生共同解決問題，培養學生在問題解決過程中的思維能力，并總結出解決問題的普遍方法。課后，學生利用這些普遍的方法針對性地解決現實中多樣的問題達成計算思維的應用。整個課堂內外的學習并不是無限循環的過程，而是螺旋上升的。

學科融合的教學策略和計算思維培養的路徑是一致的。如果把計算思維比作一棵參天大樹，那么前計算思維階段就是一顆種子，它要經歷準備、形成、發展三個階段。例如，《設計筆筒》一課，筆者將計算思維培養的四個階段和學科融合的教學策略結合起來研究。在前計算思維階段，學生需要在生活中去觀察、感知筆筒的外形特點、體積大小等，在這一階段教師可以下發課前任務單，引導學生認識筆筒，使其對筆筒有自我認知的一個具體概念；在計算思維準備階段，學生需要將課前導學單上填寫的內容轉化成抽象的概念，可以用繪畫、數據、概念圖等方法；在計算思維形成階段，學生要結合課前準備圍繞“設計一個什么形狀的”“容納多少文具”“如何設計”等問題做好實踐規劃，并將數學和信息科技有效結合，如將“容納多少文具”轉換為容積的估算，考慮并學會使用3D打印的軟硬件工具；計算思維發展階段也是學生創造力發展的階段，這種發展體現在學生能否將設計筆筒抽象為一個問題，再把問題分解為多種其他的設計，如設計花瓶、水桶、杯子等，并在此過程中延伸到技術操作、學科知識等更為廣泛的情境領域。

2.新課改背景下學科融合教學實踐路徑探析

基于對信息科技教材和數學教材的解讀，筆者結合計算思維培養的三個階段，在杜威實用主義教學論指導下進行課堂實踐，設計并優化了小學信息科技與數學學科知識融合的實踐策略。例如，《設計筆筒》一課，在導入環節，使用任務和問題驅動的方法，先展示多個長方體、圓柱體的筆筒，讓學生猜一猜每個筆筒預計能放多少支筆，然后告知每一個筆筒大約能放幾支筆并提出問題：你想設計一個多大的筆筒？同時，給出一個體積為500毫升的筆筒并提出問題：怎樣設計可以讓筆筒的體積在500毫升左右？

杜威實用主義教學論注重經驗而割裂了課本知識，但經驗只是部分知識積累的過程，不能代替一切專業性學科知識。所以在教學過程中，學生可以選擇利用已有的數學知識設計一個自己可以計算體積的筆筒，并將其底面面積、高以及計算結果記錄下來然后再根據數據繪制3D圖紙。在學生設計完成后，教師選取兩個體積一樣但是形狀不一樣的筆筒進行設計并打印實物，現場展示兩個筆筒以及使用結果。學生通過現場使用會發現相同容積的筆筒可以放進不同數量的筆，從而發現筆的放置多少其實還與筆筒口的大小、筆擺放的角度、筆的粗細等有關，這也涉及學生對變量的理解。在展示的過程中，教師還可以通過動畫演示在筆筒內裝液體等形式提出容積的概念，因為如果將筆筒內壁的厚薄這一變量考慮在內，同樣體積的筆筒容積是不一樣的。

在拓展提高環節，學生先將放置筆的數量列入考慮因素再進行形狀的設計，如果有的學生尚未學會計算的圖形也可以進行估算與比較。學生還會從筆筒衍生出更多器皿的設計，如花瓶、水杯、水桶等。實用主義教育之所以有其可取之處，是因為可以因地制宜地對其進行本土化的改良應用，如有的地區有相應的制作工藝的文化，那么在拓展提高環節可以創設更豐富的設計制作空間。

3.反饋于學生的教學路徑的優化

通過課堂實踐以及學生自評反饋，筆者發現學生在《設計筆筒》學習過程中的計算容積這一環節存在困難，很多學生數學基礎不扎實，會出現忘記公式、計算錯誤等問題。針對這一點，可以設計導學卡并標識公式提醒學生。對于容積的概念，由于受筆的體積、擺放位置、筆筒口大小等變量的影響，學生以筆筒這一形象去感知可能無法得到準確的體會。對此教師可以發揮信息科技的優勢，制作3D打印過程的疊加效果動畫展示給學生或者以微課、動畫等形式讓學生感知液體水從1毫升累計到500毫升的過程，再和5升水進行直觀比較。這樣，學生對毫升和升的計量單位能有更清晰的認知，也提升了聯想能力。

結語

筆者通過小學信息科技和小學數學學科的融合教學實踐發現，創設真實的學習生活情境，能更好地發揮學生的主體作用，有效引導學生從真實情境中主動發現問題、解決問題。信息科技和數學不再圍繞知識點教學，而是建立與現實世界的關系，向學科育人轉變，圍繞信息科技基本概念形成分析問題的基本邏輯與觀念。

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