小學信息科技項目式跨學科學習的原則和路徑

孟妍妍　但璐　劉男

摘要 跨學科學習是《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》的新要求，跨學科主題數據與編碼模塊“用數據講故事”強調要通過生活中的場景，讓學生嘗試發現背后的數據。綜合運用信息科技、數學、語文、科學、美術等知識，提升學生的科學思維能力以及表達與交流能力。結合教師在跨學科主題的設計與實施中存在的問題，以及新課標的內容要求與學業要求，以“過程與控制”模塊中的跨學科學習總結信息科技跨學科項目的研發原則；以“數據與編碼”模塊中的跨學科主題為例，設計“我幫廚師做分析”主題學習活動；以“身邊的算法”模塊中的跨學科主題為例，設計“韓信點兵”主題學習活動，闡述了信息科技跨學科項目的研發路徑。

關? 鍵? 詞 小學 信息科技 項目式學習 課程標準 跨學科學習 核心素養

引用格式 孟妍妍，但璐，劉男.小學信息科技項目式跨學科學習的原則和路徑[J].教學與管理，2023（32）：26-29.

隨著《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱《課程標準》）的正式發布，信息科技課程正式成為由國家設立、具有獨立課時安排的國家課程。作為一門提高學生數字素養與技能，融基礎性、實踐性和綜合性于一體的必修課程，怎樣在教學中基于核心素養，提升學生跨學科綜合素養是一個難題。本文以具體的課堂為立足點，多角度地對信息科技課堂中的教學問題進行廣泛而深入的思考，通過教學實踐，形成解決問題的思路。

一、信息科技跨學科課程的研發原則

1.基于課標要求設計分層任務

要基于信息科技課標內容要求和學業要求，使每一個學生都能在原有基礎上獲得充分的發展，那么就要在教學中因材施教，設計分層任務。

《課程標準》中的“過程與控制”模塊要求五、六年級的學生能夠理解生活中廣泛存在的過程與控制系統[1]。通過分析課標中關于“過程與控制”模塊的學習內容要求和學業要求，同時結合科學課程標準，分析工程設計與物化這個核心概念的具體內容，結合學生的實際經驗，選取生活中生動具體的交通燈的案例，研發了《閃爍燈》和《交通燈》兩個課程（見表1），幫助學生結合過程與控制的原理，利用計算機解決問題的手段，綜合運用跨學科知識體系解決實際問題。在程序編寫環節可以分層發放任務，基礎薄弱的學生參考教師提供的閃爍燈或交通燈制作的指導文件進行程序編寫和硬件連接，動手能力強的學生則可以和小組成員分工合作完成。

2.基于學生實踐導向提升學生核心素養

以“過程與控制”模塊為例，在《交通燈》跨學科學習中，可在課堂實踐環節讓學生形成學習小組，動手實踐開展項目式學習。這樣不僅能讓學生快速掌握Arduino Uno主控板和相關套件等開源硬件的相關知識和使用方法，同時也能在設計和制作交通燈模型的過程中提升學生的動手能力以及跨學科專業素養。在信息意識方面，借助交通燈，學生更好地理解系統實現過程與控制的原理，感受信息科技的魅力并能主動了解未來信息科技的發展方向。在計算思維方面，利用項目式學習，通過自主探究實踐來感知外在現象的內在邏輯。學生通過《交通燈》的學習能夠理解生活中電飯煲、微波爐的原理，具備抽象的思維能力。在數字化學習與創新方面，有意識地對學生進行發散思維的訓練，學生做出來的交通燈模型各有創意，硬件連接和軟件編程也都各不相同卻功能類似。在信息社會責任方面，激發學生為特定的受用人群設計與制作功能清晰的創意作品，深入理解信息科技給人們生活帶來的影響。在跨學科應用能力方面，通過項目式學習和實踐，提升和發展學生綜合運用多門學科知識的能力。

3.基于學生發展進行學生評價

教師對學生的評價要注重對學生課堂狀態的全面考查和反饋，及時發現學生在課堂學習中出現的問題，并給予幫助，以促進學生的發展。基于學生發展進行評價，不僅要對學生的知識掌握情況進行評價，還要對學生的品質進行評價，更要注重對學生解決問題的能力和創新思維的評價；在評價方式上既有教師評價，還有自評與互評。

基于以上原則設計了信息科技跨學科課程《閃爍燈》課堂評價量規，及時反饋學生的學習情況（見表2）。

二、信息科技跨學科課程的研發路徑

1.依托真實情境構建跨學科學習主題

在生活中尋找貼近學生生活經驗的事來確定學習主題，以真實的問題導入提高學生的學習興趣和參與度。以信息科技課標中“數據與編碼”模塊的跨學科項目“用數據講故事”為例，我們基于每天中午在學校吃到的哪道菜品最受歡迎研發了“我幫廚師叔叔做分析”課程。在導入環節，觀看提前找廚師長錄制好的視頻，知道了廚師特別想了解孩子們喜歡什么菜品，然后提出問題：“怎樣幫助廚師了解師生對菜品的喜好？”經小組討論后，提出數據收集方案。

2.綜合多學科知識形成跨學科學習內容

在其他學科的大單元教學中尋找跨學科學習的切入點。比如，低年級段的學生需要練習使用鍵盤，可以結合語文或英語的教學內容設計，讓學生在電腦記事本中輸入英語單詞或語文的詩詞。

在中年級段需要學會使用PPT工具，可以依托語文、科學的大單元內容進行教學設計，比如，在蘇教版《科學》四年級上冊《動物大家族》中，學生們學習了各種動物的種類、特征、生活習性，可以基于此設計“動物故事會”，利用動物大家族的科學知識，結合圖片、文字、視頻來制作幻燈片，利用PPT交流和分享作品。

在高年級段，同學們在數學課中已經學習過雞兔同籠和韓信點兵的問題，可以以此為依托設計“身邊的算法” 《雞兔同籠》和《韓信點兵》。以韓信點兵為例，首先分析課標里的內容要求和學業要求，在“身邊的算法”模塊，課標對五、六年級學生學習的內容要求包括，學生能夠借助學習與生活中的實例體驗身邊的算法，理解算法是通過明確的、可執行的操作步驟來描述問題，求解方案，能用自然語言、流程圖等方式描述算法[2]。結合生活中的實例，了解算法的順序、分支和循環三種基本控制結構，能分析簡單算法的執行過程與結果，了解生活中算法的價值及對生活的指導意義[3]。學業要求是采用自然語言、流程圖等方式，運用三種基本控制結構及其組合，正確進行問題求解的算法描述[4]。通過研讀課標要求，設立教學目標：通過分析與學習韓信點兵，學生了解了自然語言和流程圖描述韓信點兵的算法，知道什么是枚舉法，體會枚舉對象、范圍和判斷條件的重要性。依據教學目標，采用雙動五步（動手動腦，創設情境、激趣導入—初步感知、認識算法—流程圖描述算法、程序實現—拓展延伸）的方式進行教學，在每個步驟尋找學科融合切入點，提升學生綜合素養。比如，在導入環節讓學生閱讀： 秦朝末年，楚漢相爭，有一次漢軍大將韓信率1500人與楚軍交戰，楚軍不敵后敗退回營，漢軍也傷亡約四五百人。于是韓信也整頓兵馬回營休整。為了統計剩余士兵的個數，韓信命令士兵3人一排，結果多出2人；他又命令士兵5人一排，結果多出3人；再命令士兵7人一排，結果多出2人。韓信馬上向士兵宣布：我軍共有1073名勇士。于是漢軍士氣大振，在接下來的戰役中漢軍步步緊逼，楚軍亂作一團，大敗而逃。教師在學生閱讀后提問：韓信是怎樣快速計算出兵數的呢？學生表示不知道。教師結合數學和語文知識進行講解：韓信是這樣計算的：1000～1100被105除，余數為23，105*10+23=1073。那為什么是23呢？明代時著名的數學家程大位也總結了類似的詩歌：“三人同行七十稀，五樹梅花廿一枝，七子團圓正月半，除百零五便得知。”70×2+21×3+15×2=2余23，順勢引出主題：同學們今天利用圖形化編程的方式來計算漢軍士兵數量，比韓信還要算得快呢。通過一步步引導學生思考和討論、提供微課視頻，幫助基礎薄弱的學生以分層任務設計的方式輸出功能類似而程序結構并不完全一樣的程序流程圖和圖形化編程的程序，并分享。圖1和圖2是一位同學設計的流程圖和編寫的將軍角色程序。

拓展延伸繼續與數學問題結合，學生們已經熟練掌握了枚舉算法，能夠輕而易舉地利用程序算法解決階梯問題，程序實現如圖3。

此跨學科項目不但落實了信息科技課標的要求，還通過與數學、語文、美術相結合，學生理解了枚舉算法，提升了數學思維能力，作品的背景和角色布局體現了學生的美學素養，是否能夠很好地將作品實現過程分享給同學、其他同學是否有質疑、生生互評都可以提升學生的跨學科綜合素養。

3.設計分層任務發展學生綜合能力

教學設計需要基于課標和學情設置符合學情的教學活動分解任務。比如，在“我幫廚師叔叔做分析”中，任務一為“收集數據：幫助廚師了解師生對菜品的喜好”，在教師的引導下最終可以利用網絡方式填寫“問卷星”。問卷集詩詞與美學于一體，比如問學生“你喜歡吃餃子嗎？可以配上餃子的圖片和詩句：“清水飄芙蓉，元寶落玉盤”（現代 胡秉言《餃子》），讓學生在潛移默化中提升文學素養和美學素養。問卷調查收集數據結束后進行任務二，即“整理數據”：教師引導學生思考將原始數據分析整理成可視化圖表，并將問卷星數據導出到excel表中，通過教學管理軟件下發給全體學生，發布本節課任務三：分析數據，設計分層任務，可以只選擇一種可視化圖形進行數據分析，也可以選擇不同的圖表（柱狀圖、餅狀圖、折線圖等）進行數據分析，并對比哪種圖表更適合進行菜品歡迎程度分析。學生在動手實踐的過程中提升利用信息科技解決問題的能力。通過動手實踐和動腦，學生知道了要快速找到最受歡迎的前三名食物，需要選擇柱狀圖來進行展示，還讀出了其他數據，并且能夠分析這些數據反映了什么。最后，將分析數據反饋給廚師并提一些建議，自然而然過渡到任務四：反饋數據。在反饋數據時給廚師叔叔提建議可以將語文學科中口語交際的能力應用到此任務中。

以“我幫廚師叔叔做分析”為例，經過“雙動五步”（動手動腦、提出問題—收集數據—整理數據—分析數據—反饋數據）讓跨學科學習落地，有效讓學生應用了語文、數學、美術、科學、信息科技等多門學科的知識[5]，發展了學生綜合運用多門學科知識的能力。

4.用好信息科技手段促進跨學科案例形成

每門學科均有自己的核心素養培育目標，可以在其他學科的學習中體會信息科技課程的作用，教師們應善于利用信息科技手段解決自己課堂中的重難點問題，促進跨學科案例的形成。比如，在科學課“浮力”中可以利用專用電子設備和傳感器將拉力數據實時傳播到電腦上，并實時顯示出拉力變化曲線圖；在“設計盲文”中可以利用盲文翻譯軟件幫助學生將所設計文字翻譯成真正的盲文。

信息科技手段不僅可以幫助教師解決教學重難點問題，也可以提升學生的信息科技跨學科應用能力，幫助他們提升自信心。比如，學校在舉辦勞動節、英語節、數學節、科技節等各種活動時，需要學生展示自己的學習或研究成果，可以利用信息科技課錄制視頻并制作成二維碼圖片，并在word中進行作品說明，作品說明必然需要很強的語文文字功底，圖文混排和背景設計都融合了美術的審美能力，這些實際應用融合了語文、英語、數學、科學、美術、信息科技等多門學科知識，提升了學生的跨學科應用能力。

綜上，研發跨學科學習中，教師們可以參考其他學校的經驗，并結合本校學情，團隊合作制定適合自己團隊的項目式學習案例[6]。信息科技課跨學科學習融合多門學科，以學生全面發展為導向，以生活中真實的情境為依托，在提升信息科技學科學生核心素養的同時提高學生各學科知識的綜合應用能力。

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部.義務教育信息科技課程標準（2022年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2022：27.

[2][3][4][5] 義務教育信息科技課程標準研制組.義務教育信息科技課程標準（2022年版）解讀[S].北京：北京師范大學出版社，2022：104-120.

[6] 帥建卓，顧廣林，潘小明.數學跨學科學習資源開發的原則和路徑[J].教學與管理，2023（04）：37-40.

［責任編輯：白文軍］

*該文為2022年西安市教育信息化研究課題“信息技術環境下小學生綜合素質評價校本化實施策略探究”（XXH22Y0046）、2021年陜西省基礎教育資源研發中心第四屆創新型資源建設課題 “‘互聯網+背景下的STEAM教學案例研究”（ZYZX2021065CX）的研究成果