小學(xué)信息技術(shù)與科學(xué)融合教學(xué)探究

【摘" 要】跨學(xué)科已成為當(dāng)下課程教學(xué)的熱門話題。小學(xué)信息技術(shù)教師基于跨學(xué)科背景，融合科學(xué)課程聯(lián)合教學(xué)，將促使學(xué)生利用跨學(xué)科知識解決各種問題，加大知識理解的力度，使信息技術(shù)的“學(xué)”與“用”融為一體，全面提升學(xué)生的信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)。本文基于此點，先闡述了跨學(xué)科背景下小學(xué)信息技術(shù)與科學(xué)融合教學(xué)的價值，隨即探尋了跨學(xué)科背景下小學(xué)信息技術(shù)與科學(xué)融合教學(xué)的策略，力求為小學(xué)信息技術(shù)與科學(xué)教學(xué)的深度融合及跨學(xué)科主題活動提供借鑒與啟示。

【關(guān)鍵詞】跨學(xué)科背景；小學(xué)信息技術(shù)；科學(xué)課程；融合教學(xué)

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》將“跨學(xué)科主題”定為課程具體內(nèi)容，指出信息技術(shù)課程可以與語文、數(shù)學(xué)、科學(xué)、綜合實踐等課程融合。由此，教師將信息技術(shù)與科學(xué)融合教學(xué)有著必要性與必然性，將驅(qū)使學(xué)生主動探究，以跨學(xué)科思維理解信息技術(shù)課程內(nèi)容，實現(xiàn)知、情、意、行的融合發(fā)展。因此，小學(xué)信息技術(shù)教師要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，融合科學(xué)知識，創(chuàng)新教學(xué)活動，助推學(xué)生參與有意義的學(xué)習(xí)活動，實現(xiàn)從“知識學(xué)習(xí)”向“素養(yǎng)提升”的轉(zhuǎn)變，持續(xù)深化學(xué)科核心思維。

一、小學(xué)信息技術(shù)與科學(xué)融合的教學(xué)價值

（一）有利于滿足個性化教育需求

小學(xué)信息技術(shù)教師科學(xué)融合實施教學(xué)，將有效滿足個性化教育的需求，使創(chuàng)新教育獲得可持續(xù)發(fā)展。教師將彰顯信息技術(shù)課程的智能化、虛擬技術(shù)優(yōu)勢，找到其與科學(xué)相融合的點，使學(xué)生在信息技術(shù)課程的探究中有豐富的科學(xué)知識支撐，展現(xiàn)自身對知識的綜合理解及創(chuàng)新應(yīng)用，滿足個性化實操的需求，也滿足了高素質(zhì)人才培養(yǎng)的時代要求。學(xué)生將在開放性的學(xué)習(xí)環(huán)境中構(gòu)建豐富、多元的知識，能利用大數(shù)據(jù)、云計算等科學(xué)技術(shù)更好地理解科學(xué)知識，使二者相互促進，共同助力高效的課程實踐。

（二）有利于進一步深化教育改革

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》圍繞核心概念整合課程內(nèi)容，強調(diào)教師要加強科學(xué)與工程實踐，讓學(xué)生參與真實的科學(xué)探究過程，培養(yǎng)其問題解決能力。《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》凝練了四個方面的學(xué)科核心素養(yǎng)，梳理整合了課程內(nèi)容的六條邏輯主線，強調(diào)信息科技課程內(nèi)容與其他學(xué)科以及學(xué)生真實生活的整合實踐。由此，信息技術(shù)與科學(xué)的融合將進一步深化教育改革，不僅強調(diào)學(xué)生運用多學(xué)科知識習(xí)得技能，升華素養(yǎng)，還強調(diào)學(xué)生在跨學(xué)科實踐中提升問題解決的能力，以自主實操的形式習(xí)得知識，彰顯學(xué)科綜合思維。因此，二者的融合將促使學(xué)生在進一步習(xí)得學(xué)科理論知識的同時，發(fā)展綜合技能，領(lǐng)悟?qū)W科融合的奧秘，突破學(xué)科壁壘，以“跨界”思維支撐自身創(chuàng)新發(fā)展，成為課程改革創(chuàng)新的實踐者。

（三）有利于建立新型教育生態(tài)關(guān)系

教師基于跨學(xué)科背景實施信息技術(shù)與科學(xué)的融合教學(xué)，將擺脫傳統(tǒng)教學(xué)模式的桎梏，強調(diào)多學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展要求及組成要素的本質(zhì)和相互關(guān)系，讓學(xué)生改變以往被動式的學(xué)習(xí)模式。因而教師將以主題式、項目式、探究式的形式實施教學(xué)，旨在引領(lǐng)學(xué)生融合科學(xué)知識解決信息技術(shù)課程中的真實問題，將進一步發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。教師成為學(xué)生實踐探究的支撐者、引領(lǐng)者、點撥者，立足學(xué)科概念，依托跨學(xué)科主題活動與學(xué)生生活的真實情境，通過概念群、問題鏈和系列任務(wù)活動完成跨學(xué)科教學(xué)活動的設(shè)計，能驅(qū)使學(xué)生獲得更愉悅的課程體驗，使信息技術(shù)學(xué)習(xí)從學(xué)科知識、技術(shù)工具運用轉(zhuǎn)向高階思維培養(yǎng)，構(gòu)建解決真實問題的學(xué)習(xí)共同體。整個課程便呈現(xiàn)一種全新的樣態(tài)，學(xué)生與學(xué)生、教師與學(xué)生是合作者、共進者、互助者，以一種新型的教育生態(tài)關(guān)系維持，引領(lǐng)學(xué)生完成了多維高效的實踐探索。

二、小學(xué)信息技術(shù)與科學(xué)融合教學(xué)策略探究

（一）明確主題，設(shè)計跨學(xué)科教學(xué)目標(biāo)

基于信息技術(shù)與科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)要求，教師在開展跨學(xué)科教學(xué)時，應(yīng)根據(jù)信息技術(shù)學(xué)科所教學(xué)內(nèi)容，綜合挖掘，提取適合學(xué)科融合的科學(xué)知識、技能與育人價值，初步設(shè)計出信息技術(shù)與科學(xué)融合的教學(xué)內(nèi)容，明確跨學(xué)科主題，精準(zhǔn)設(shè)計跨學(xué)科教學(xué)目標(biāo)，讓其支撐后續(xù)跨學(xué)科教學(xué)活動的實施，驅(qū)動學(xué)生完成更為科學(xué)的跨學(xué)科實操。

比如，教師在教授《光敏傳感機器人》時，課程教學(xué)的重點是讓學(xué)生編寫能使機器人看見地面黑色圖標(biāo)時能自動轉(zhuǎn)向的程序。在檢測地面黑色圖標(biāo)時，要用到光敏傳感器，讓機器人一邊行走一邊檢測地面，當(dāng)發(fā)現(xiàn)黑色圖標(biāo)時就自動轉(zhuǎn)向。這一內(nèi)容可與“光”“電”有關(guān)的科學(xué)知識相融合，讓學(xué)生回顧光的傳播原理、傳播方向、反射現(xiàn)象及電路等知識，使學(xué)生能夠以豐富的“光學(xué)”“電學(xué)”科學(xué)知識為支撐，完成光敏傳感編程的設(shè)計，以實現(xiàn)光敏傳感功能、機器人的自動轉(zhuǎn)向。基于教材內(nèi)容分析基礎(chǔ)，教師可以設(shè)計跨學(xué)科教學(xué)主題為“從光、電學(xué)知識到光敏傳感器的設(shè)計”。基于這一主題，跨學(xué)科教學(xué)活動指向?qū)W生從理論走向?qū)嵺`，先融合光學(xué)、電學(xué)知識解析光敏傳感器的工作原理，后基于理論知識，結(jié)合信息技術(shù)課程內(nèi)容，設(shè)計光敏傳感機器人，雙線并行，使學(xué)生的跨學(xué)科學(xué)習(xí)體現(xiàn)知行合一。基于跨學(xué)科主題設(shè)計基礎(chǔ)，教師也要設(shè)計教學(xué)目標(biāo)，以驅(qū)動學(xué)生有目的地完成跨學(xué)科探索。對此，教師可以完成以下目標(biāo)的設(shè)計：

目標(biāo)一：學(xué)生能結(jié)合光學(xué)、電學(xué)知識，厘清光敏傳感器的工作原理；

目標(biāo)二：學(xué)生能選擇恰當(dāng)?shù)墓ぞ摺x器，觀察光敏傳感器，科學(xué)分析光敏傳感機器人設(shè)計模式，在分析探究基礎(chǔ)上形成實踐操作的基本認(rèn)識；

目標(biāo)三：學(xué)生能編有選擇結(jié)構(gòu)的程序，使機器人在遇到地面黑色圖標(biāo)時自動轉(zhuǎn)向，有清晰的編程思維。

綜上所述，教師基于跨學(xué)科教學(xué)主題，循著科學(xué)及信息技術(shù)學(xué)科重點內(nèi)容，設(shè)計了三個教學(xué)目標(biāo)，有著明確的指向性，將驅(qū)動學(xué)生完成富有特色的跨學(xué)科實踐。

（二）項目實操，優(yōu)化跨學(xué)科教學(xué)活動

跨學(xué)科教學(xué)往往與項目化實操聯(lián)系在一起。小學(xué)信息技術(shù)教師融合科學(xué)實施跨學(xué)科教學(xué)時，可以以項目化實操的形式，分解教學(xué)活動，指引學(xué)生在項目任務(wù)的探究中融合科學(xué)與信息技術(shù)學(xué)科的知識，完成綜合性探索，自主參與知識生成的整個過程，有創(chuàng)新思考及創(chuàng)意實操的表現(xiàn)。由此，整個教學(xué)課堂才更科學(xué)合理，能讓學(xué)生經(jīng)歷有意義的跨學(xué)科實踐活動。

比如，教師聚焦“從光、電學(xué)知識到光敏傳感器的設(shè)計”這一主題，在設(shè)計教學(xué)活動時，要以項目任務(wù)為指向，驅(qū)使學(xué)生融合科學(xué)知識，完成高質(zhì)高效的實踐探索活動，自主參與知識生成的整個過程。對此，教師可以設(shè)計以下項目任務(wù)：

項目一：探究光敏傳感器工作原理

教師可以利用微課視頻，為學(xué)生呈現(xiàn)“光敏傳感器”工作原理的解說視頻。學(xué)生觀看完視頻之后，將抓住關(guān)鍵信息“光敏傳感器的工作原理是利用光敏元件將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器，它的敏感波長在可見光波長附近，包括紅外線波長與紫外線波長”完成探究。基于這一工作原理，教師可以讓學(xué)生結(jié)合科學(xué)知識，思考紅外線與紫外線的形成原理、光信號轉(zhuǎn)為電信號的過程中是否涉及了折射與反射原理光信號與電信號的轉(zhuǎn)換過程及光敏傳感器與照明電路之間關(guān)系等。

項目二：初步設(shè)想光敏傳感機器人設(shè)計方向

教師指導(dǎo)學(xué)生厘清光敏傳感器的工作原理之后，學(xué)生也明白了設(shè)計光敏機器人的關(guān)鍵在于機器人對地面顏色的檢測，也就是場地與軌跡之間要有比較明顯的顏色差，便于光敏傳感器“看清”行走路線。機器人在行走過程中，光敏傳感器要檢測軌跡線，基于檢測所得結(jié)果，迅速作出自動轉(zhuǎn)向、前進等動作。

項目三：編寫光敏傳感機器人轉(zhuǎn)向程序

教師指導(dǎo)學(xué)生初步設(shè)想了光敏機器人的設(shè)計方向之后，便要讓學(xué)生將心中的設(shè)想付諸實踐，編寫光敏傳感機器人的轉(zhuǎn)向程序，使理論走向?qū)嵺`。對此，教師可以讓學(xué)生以小組為單位，基于自身的設(shè)想，編寫程序，具體見下表。

（三）綜合反饋，實施跨學(xué)科教學(xué)評價

對跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動進行反饋評價是不容忽視的一環(huán)。教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生跨學(xué)科項目實操的情況，組織學(xué)生呈現(xiàn)項目成果，激勵學(xué)生之間就成果進行多維交流與互動，進一步回顧、辨析、思考跨學(xué)科知識，深化學(xué)科融合思維。而后教師也要組織學(xué)生之間基于跨學(xué)科實操的情況，互相評價，以獲得更客觀、豐富的評價結(jié)果，做到對跨學(xué)科教學(xué)過程的立體化反饋。

比如，教師聚焦“從光、電學(xué)知識到光敏傳感器的設(shè)計”這一主題，指引學(xué)生完成了三個項目活動。學(xué)生在每一個項目中完成了不同的任務(wù)，獲得了不同的成果。由此，教師便要指引各項目積極展示自己的項目成果，就光敏傳感器工作原理、光敏傳感機器人設(shè)計方向、光敏傳感機器人轉(zhuǎn)向程序等進行交流，對光學(xué)、電學(xué)、光敏傳感器、程序編寫等知識作進一步探索與思考。項目組可以就彼此的成果進行評價，選出最優(yōu)質(zhì)的項目成果。而后項目組內(nèi)部成員之間也可以就彼此在項目實操中的具體表現(xiàn)進行互相評價，分析對方在項目探究中所做的貢獻、優(yōu)勢與不足等。項目組在多維評價中將反思并轉(zhuǎn)化項目問題，提出新的研究方案，繼續(xù)完成新一輪的跨學(xué)科實操。由此，學(xué)生便也真正做到了像專家一樣研究、探索與思考，經(jīng)歷了完整的科研過程，獲得了豐富且完善的跨學(xué)科知識儲備。

三、結(jié)束語

綜上所述，隨著新課改的推行，跨學(xué)科教學(xué)實踐勢在必行，育人方式的變革也讓信息技術(shù)學(xué)科面臨著各項挑戰(zhàn)。基于跨學(xué)科背景，小學(xué)信息技術(shù)教師在融合科學(xué)實施教學(xué)時，應(yīng)立足所教學(xué)內(nèi)容，明確與科學(xué)知識的融合點，選定跨學(xué)科教學(xué)主題，設(shè)計跨學(xué)科教學(xué)目標(biāo)，優(yōu)化布局跨學(xué)科教學(xué)活動，合理實施跨學(xué)科教學(xué)評價，使得跨學(xué)科教學(xué)過程科學(xué)合理，能支撐學(xué)生完成多維探索，以獲得更為深遠(yuǎn)的發(fā)展。

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