新高考背景下高中信息技術跨學科主題學習探究

《普通高中信息技術課程標準》（2017年版2020年修訂）的頒布，標志著信息技術教育從傳統的技能訓練轉向以培養學生核心素養為目標的綜合教育模式[1]。新課標強調信息技術與多學科融合的重要性，倡導通過跨學科主題學習提升學生的信息意識、計算思維和創新能力。該理念與當前國家對科技創新型人才培養的需求高度契合。同時，教育部公布的2022—2025學年全國性競賽中自然科學素養類共23個，與信息技術相關的競賽項目17個，涉及人工智能、機器人、無人機、航天、發明創造等23項，重點解決“卡脖子”問題，滿足科技創新型人才培養的要求，希望通過競賽激發學生的探索求知熱情，把原始創新能力提升擺在更加突出的位置[2]。這不僅表明了信息技術在基礎教育中的重要地位，也為高中階段的跨學科主題學習提供了明確方向和實踐動力。在新高考改革背景下，信息技術作為一門兼具技術性和綜合性的學科，成為連接多學科知識的重要紐帶。然而，如何在教學中有效設計跨學科主題學習活動，并將其與新高考評價體系相結合，仍需深入探索。因此，本文旨在基于新課標要求，對高中信息技術跨學科主題學習進行探索，旨在增強學生創新能力并助力創新型人才的培養目標落地。

一、新高考背景下高中信息技術跨學科主題學習的重要意義

（一）培養學生的高階思維能力

在新高考背景下，高中信息技術跨學科主題學習成為培養學生核心素養的重要路徑。其之所以有助于培養學生的高階思維能力，關鍵在于該學習模式打破了傳統學科界限，強調知識的整合與應用。

信息技術作為支撐手段，為學生提供了數據分析、信息處理和問題建模的技術平臺，使學生在真實情境中開展探究性學習，提升邏輯推理、批判思維與創新意識。通過項目化、任務驅動式的學習方式，學生能夠在復雜問題中綜合運用多學科知識，形成系統思維和解決實際問題的能力。通過豐富的實踐活動和情感體驗，讓學生在實踐中感受成長的快樂，激發他們的學習熱情和創造力[3]。新高考強調綜合素質評價與學科核心素養的考查，跨學科學習正契合此種導向，促使學生從“解題”轉向“解決問題”，實現由記憶理解向分析創造的認知躍遷。因此，高中階段開展信息技術支持下的跨學科主題學習，不僅順應考試制度變革的趨勢，更能夠在深層次上推動學生思維品質的發展，是落實立德樹人根本任務、培養未來創新型人才的關鍵舉措。

（二）推動教育模式創新

新高考背景下，高中信息技術跨學科主題學習的實施為教育模式的系統性創新提供了重要契機。面對新高考對學生綜合素質、實踐能力和個性化發展的更高要求，傳統以知識灌輸為主的教學方式已難以適應。信息技術與多學科融合的主題式學習，推動教學從“教為中心”向“學為中心”的轉變，促進項目式學習、探究式學習、合作學習等新型教學模式的廣泛應用。信息技術不僅能夠為教學提供智能化、數據化的支撐工具，還能實現教學資源的整合與教學過程的動態優化，提升教學的精準性與互動性。此外，該模式也能夠促進教師重構教學設計的能力，推動課程結構、評價方式與教學組織形式的深刻變革，形成多元協同的育人機制。因此，在新高考改革不斷深化的背景下，信息技術跨學科主題學習成為驅動教育體系創新發展的關鍵動力，助力構建更加開放、智能、以人為本的現代教育體系。

（三）構建開放共享的學習生態

在新高考背景下，高中信息技術跨學科主題學習的推進，為構建開放共享的學習生態提供了有力支撐。新高考強調學生的自主選擇與全面發展，要求教育從封閉走向開放，而信息技術作為連接資源、師生與社會的重要媒介，天然具備開放性、互聯性和協同性的特征，為實現此種轉變提供了技術基礎。通過信息技術融合多學科內容的主題學習活動，學生可以突破傳統課堂的時空限制，借助網絡平臺獲取多元信息資源，參與在線協作與項目共建，形成跨班級、跨學校甚至跨地域的學習共同體。此種基于信息技術的學習方式，不僅能夠促進知識的流通與共享，也能強化師生之間、生生之間的互動交流與協同創新，推動學習由個體行為向集體建構的轉化。同時，開放的學習生態也為評價方式的多元化提供了可能，使過程性數據得以記錄與分析，助力精準教學和個性化發展。因此，在新高考改革不斷深化的背景下，信息技術跨學科主題學習正在重塑教育生態，推動構建一個以學生為中心、資源共享、協同發展的新型教育體系。

二、新高考背景下高中信息技術跨學科主題學習的實施路徑

隨著教育改革的深入推進，高中信息技術課程在培養學生綜合素養和實踐能力方面的重要性日益凸顯。基于這一趨勢，本文圍繞教科版高二信息技術選擇性必修5第2單元《三維設計過程》設計了三個基于新高考要求的教學環節：融合多學科知識構建信息主題情境、設計跨學科任務驅動綜合能力發展、運用技術解決問題提升實踐創新能力。這三個環節以培養學生解決實際問題的能力為核心，既體現了新高考對學生綜合素質的重視，又契合了跨學科主題學習的內在需求。通過真實情境的設計和任務驅動的實施，學生能夠在整合多學科知識的過程中，掌握信息技術的應用技能，并逐步形成創新思維和實踐能力，為未來的學習與發展奠定堅實基礎。

（一）融合多學科知識，創設信息主題情境

新高考背景下，信息技術與多學科知識的有機融合為學習情境的創設提供了豐富的素材和多元化的視角。此環節的重點在于將信息技術與其他學科的知識有機結合，搭建能夠激發學生興趣且具有探究價值的情境框架。教師需要從課程標準和學科核心素養出發，明確信息技術與哪些學科存在天然聯系，如數學建模、物理數據分析或地理空間信息處理等。隨后，教師應以信息技術為核心工具，選取能夠體現多學科交叉的主題，并將其轉化為具體的學習情境。為了讓情境更加貼近實際，教師應從學生的生活經驗和現實問題入手，創設既真實又具有一定挑戰性的情境。在整個過程中，教師需提前準備好必要的學習資源，包括背景資料、操作指南和技術支持文檔，幫助學生快速進入情境并理解任務要求，為后續的學習奠定基礎。

在此階段，教師圍繞“智能校園空間設計”這一主題，通過細致的準備工作融合了地理、數學和物理等學科知識，創設貼近學生生活的情境。首先，教師從地理學科出發，整理了《校園平面布局分析圖》，并標注出功能分區（如教學區、運動區、綠化區）及人流密集區域（如食堂、圖書館入口）。為幫助學生理解，教師制作了《校園空間優化指南》，指導如何觀察早中晚人流分布規律，并結合規劃圖標注交通瓶頸點。同時，教師收集了校園建筑照片與規劃圖紙，形成《校園建筑設計參考集》，供后續建模使用。接著，為融入數學知識，教師準備《三維建模基礎操作手冊》，詳細說明比例尺的計算方法，指導如何根據實際距離與模型尺寸確定建筑高度和寬度。手冊還通過圖示講解幾何建模步驟，例如，利用矩形和圓形工具繪制基本幾何體，并錄制3分鐘短視頻，演示用SketchUp（草圖大師）將二維平面圖轉為三維模型。隨后，教師結合物理學科內容，整理《結構力學基礎知識表》，列出常見結構（如拱形、梁柱）的受力特點及應用場景，包括拱形在承壓中的優勢和梁柱在支撐重物時的穩定性。為提高情境的真實性，教師利用GeoGebra3D（三維幾何繪圖軟件）或Blender（三維建模與動畫制作軟件）搭建“校園動態仿真環境”模型，模擬不同天氣條件下的使用效果。

（二）設計跨學科任務，驅動綜合能力發展

跨學科任務的設計以整合性與實踐性為核心，成為推動學生綜合能力逐步提升的重要環節。教師可根據主題情境分解出具體的任務模塊，每個模塊都圍繞特定的跨學科知識點展開。為了確保任務的可操作性，教師應細化任務要求，明確每個階段的學習目標和成果形式，并提供必要的學習資源和技術支持。教師還應設計小組合作機制，將任務分解為多個子任務，分配給不同成員負責，促進團隊協作和分工配合。在任務實施過程中，教師應扮演引導者的角色，通過適時提示和方向指引，幫助學生克服難點并保持學習節奏。同時，教師可鼓勵學生靈活運用多學科知識解決問題，并嘗試多種解決方案。此過程旨在有效整合多學科知識，并促使學生在任務驅動下實現綜合能力的發展。

在完成“智能校園空間設計”主題情境的準備工作后，教師將學生分成若干小組，并布置一個核心任務：設計多功能校園活動中心。并從地理、數學和物理學科角度完成選址分析、空間規劃和結構優化三個子任務。選址分析需結合《校園平面布局分析圖》，選擇人流密集但交通壓力小的區域。教師引導學生利用《校園空間優化指南》，通過實地觀察記錄人流規律并結合熱力圖標注最佳位置。空間規劃階段，學生運用比例尺計算方法，合理分配功能分區（如會議室、休閑區、展示區）。教師指導學生使用《三維建模基礎操作手冊》繪制基本框架，強調幾何對稱性和比例關系的重要性，并鼓勵調整模型比例尺以貼合實際需求。結構優化階段，學生依據力學原理設計美觀且穩定的建筑結構。教師提供《常用建筑材料性能表》，根據功能需求推薦材料：會議室優先選用高密度隔音材料，展示區則采用透光性強的玻璃材質。此外，教師鼓勵學生利用Python（編程語言）腳本為模型添加動態功能，如燈光變化或人流動線模擬。為促進交流，教師組織中期匯報活動，要求各小組展示設計進展并接受其他小組的提問與建議。此種形式不僅加強了團隊互動，還推動學生在實踐中不斷優化方案。通過多學科融合與實踐操作，學生深入參與智能校園空間設計，全面提升綜合能力。

（三）運用技術解決問題，提升實踐創新能力

通過技術支持的問題解決路徑，學生的實踐創新能力能在真實情境中得以有效激發與鍛煉。教師應根據前兩個環節的主題情境和任務目標，設計出一組需要通過技術手段解決的實際問題。此類問題應既具有一定的開放性，又能夠激發學生的創造性思維。為了支持學生的實踐過程，教師可提供多樣化的技術工具和開發環境，如編程平臺、數據分析軟件或建模工具，并指導學生熟悉這些工具的基本功能和操作方法。同時，教師可引導學生制訂詳細的問題解決方案，包括問題分解、步驟規劃和技術選型等內容，幫助其厘清思路并降低實現難度。在實踐過程中，教師應鼓勵學生嘗試多種技術手段進行問題求解，并通過反復試驗和調整不斷完善自己的方案。在整個過程中，教師及時給予反饋和建議，確保學生能夠在實踐中不斷提升技術應用能力和創新思維。

在完成跨學科任務后，教師進一步拓展任務內容，引導學生將前期設計的多功能校園活動中心模型應用于更廣泛的實際場景中，以提升實踐創新能力。新任務要求學生將優化后的三維模型轉化為虛擬校園導覽系統，供師生和訪客使用。學生需利用Unity（通用型游戲弓擎）或Blender（三維建模與動畫制作軟件））插件，為模型添加動態功能，如點擊建筑顯示信息、模擬人流導航路徑等。教師提供《虛擬導覽系統開發指南》，詳細說明導入模型、設置交互按鈕及編寫腳本的步驟，并錄制短視頻演示Unity（通用型游戲弓擎）動畫組件的使用方法，如燈光閃爍和人流動線展示。同時，教師整理出《交互功能設計模板》，包含常見代碼示例（如點擊彈出信息框、切換場景），供學生參考修改。為增強挑戰性，教師設置了多個目標設計“最佳路線推薦”功能，幫助訪客快速找到目的地添加實時天氣模擬，展示不同天氣下的使用效果。基礎較好的學生嘗試用Python腳本實現人流密度動態更新，而基礎較弱的學生則先完成簡單功能，如點擊建筑彈出文字說明。最后，教師組織成果展示活動，各小組通過虛擬仿真平臺演示導覽系統，并接受其他小組評價和提問。這不僅鍛煉了學生的表達能力，也促使學生在實踐中不斷完善作品，體驗從設計到應用的完整流程，全面提升綜合能力。

結束語

在新高考背景下，高中信息技術跨學科主題學習為教育改革提供了新的思路和方向。通過融合多學科知識、設計綜合性任務以及運用技術解決實際問題，學生能夠在真實情境中提升信息素養、創新能力和綜合思維水平。此種方式不僅契合新高考對學生綜合素質的考查要求，也為培養適應未來社會需求的復合型人才奠定了基礎。未來應進一步完善課程設計，優化教學評價體系，以推動跨學科主題學習的深入開展，實現學生全面發展和教育質量的整體提升，為新時代教育目標的達成提供有力支撐。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.普通高中信息技術課程標準（2017年版2020年修訂）[S.北京：人民教育出版社，2020:5

[2]田成亞.新高考形勢下信息技術課程教學策略探索J].中國新通信，2025，27(4):92-94.

[3]焦廣曉.面向核心素養培養的跨學科主題學習設計與實踐[D].曲阜：曲阜師范大學，2024.